WO2024115094A1 - Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen bohr- oder meisselhammer mit einer leerschlag- und prellschlagdämpfung - Google Patents

Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen bohr- oder meisselhammer mit einer leerschlag- und prellschlagdämpfung Download PDF

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WO2024115094A1
WO2024115094A1 PCT/EP2023/081709 EP2023081709W WO2024115094A1 WO 2024115094 A1 WO2024115094 A1 WO 2024115094A1 EP 2023081709 W EP2023081709 W EP 2023081709W WO 2024115094 A1 WO2024115094 A1 WO 2024115094A1
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WO
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tool holder
tool
holder body
elastomer
elastomer element
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PCT/EP2023/081709
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Inventor
Maximilian Knyrim
Olaf Koch
Aaron Wiedner
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Hilti Aktiengesellschaft
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    • B25D17/08—Means for retaining and guiding the tool bit, e.g. chucks allowing axial oscillation of the tool bit
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    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/131—Idling mode of tools

Definitions

  • the present invention relates to a tool holder device for a drilling or chisel hammer, comprising a tubular tool holder body for a tool, at the proximal end of which a coaxially rearwardly arranged impact ram of a percussion mechanism is provided, which is acted upon by a percussion piston, wherein the tool holder body is elastically mounted axially on both sides via at least two elastomer elements, wherein for one direction of action at least a first elastomer element is arranged axially between the tool holder body and a distal, stationary housing stop, whereas for the other direction of action at least a second elastomer element is arranged axially between the tool holder body and a guide tube of the percussion mechanism in order to implement idle impact and rebound impact damping.
  • the invention also relates to a drilling or chisel hammer for machining a mineral material, in particular concrete or stone, with such a tool holder device.
  • the field of application of the invention extends primarily to hand-held drilling or chisel hammers which are equipped with an electric motor drive.
  • Such electric hand tools generate a linear alternating working movement via a mechanical impact mechanism, i.e. a back and forth movement to act on the tool, which in the case of a chisel hammer is designed as a chisel and in the case of a hammer drill as an impact drill for machining preferably mineral materials - such as stone, concrete and the like.
  • An electric hand tool which can be driven by impact usually has a linear alternating working movement due to an interaction with The workpiece and the operator's hand-arm system as well as the internal mass and stiffness distribution result in complex vibration behavior, which must be suppressed as far as possible.
  • tool holders are primarily used to fix and guide the drilling or chiseling tools in these machines.
  • the tool holder transfers torque to the tool, ensures that impact pulses are transmitted from the impact mechanism to the workpiece by allowing limited axial movements, and prevents the tool from accidentally falling out of the machine.
  • the tool holder device according to the invention is particularly exposed to so-called idle blows and bounce blows in the context of the impact mechanism pulses. Idle blows occur when tools are accelerated by impact pulses from the impact mechanism, but this impact energy cannot be transmitted to the workpiece because the tool is not in contact with the workpiece. Bounce blows occur when the tool is in contact with too much force and/or a workpiece that is too hard, so that the impact pulses from the impact mechanism essentially have a feedback effect on the machine.
  • US 2020 119600 A1 discloses a generic tool holder device which is equipped with means for dampening idle and rebound impacts.
  • the tool holder device essentially consists of a tubular tool holder body for the tool, which is acted upon from the rear by a ram, a so-called striker, of a pneumatic impact mechanism.
  • the tool is locked within the tool holder body via a locking mechanism.
  • the tool holder body is axially elastically mounted on both sides via two elastomer elements, with the first elastomer element being arranged axially between the tool holder body and a distal, stationary housing stop.
  • the second elastomer element is arranged axially between the ram of the impact mechanism and a guide tube of the impact mechanism, which is mounted on the opposite end to a stationary Housing stop comes into contact.
  • Both elastomer elements are designed as O-rings and are pre-tensioned via the adjacent component structures, such as shoulder flanks, guide rings or sleeves, so that the axial play of the tool holder is reduced and the damping effect of the elastomer elements can be used optimally.
  • the axial pre-tension caused by the elastomer elements between the tool holder body and the machine housing causes friction between the adjacent components, since the tool holder body moves, and in particular can rotate, relative to the machine housing when the damping elements are tensioned. This component friction leads to energy losses in terms of the battery capacity in battery-operated electric hand tools, which manifests itself in a significant shortening of the machine running time and, in extreme cases, can also lead to thermal failures as a result of heat development at the friction points.
  • the invention includes the technical teaching that, for the axially elastic mounting of the tool holder body on both sides, the elastomer elements used for this purpose interact with the associated holding means for axially pre-tensioned fastening to the tool holder body.
  • the tool holder according to the invention is mounted in a floating manner and thus friction is reduced.
  • the solution according to the invention uses elastomer elements to dampen axial impacts, which are pre-tensioned within the tool holder and therefore do not press against the gear housing or fixed attachments. This significantly reduces component friction in the area of the tool holder.
  • the damping effect of the elastomer elements against axial impacts in the sense of idle impact and rebound impact damping is ensured.
  • the holding means attach the elastomer elements to the tool holder body in an axially pre-tensioned manner, a certain amount of play is created between the respective holding means and the component of the tool holder adjacent to the housing, which can be dimensioned to a minimum gap width, so that component friction is completely eliminated and the relatively stiff spring characteristic of a pre-tensioned elastomer element can still be used. Without pre-tension, the compression travel of the elastomer element would initially be too soft before the damping effect develops. With the pre-tensioned fastening of the elastomer element directly to the tool holder body implemented according to the invention, an initially soft compression travel, which does not contribute to effective damping of idle impacts and rebound impacts, is avoided.
  • the stop ring for the first elastomer element should have an L-shaped cross section, from which the first Elastomer element is enclosed with both legs on the outside wall of the tool holder body. Since this damping point assigned to the first elastomer element is realized on the outer circumference of the tool holder body, a stop ring enclosing the first elastomer element is recommended to save installation space.
  • the first elastomer element preferably has a rectangular cross-section. This allows the entire space formed between the L-shaped stop ring and the corresponding housing shoulder on the tool holder body to be filled to the maximum with elastomer material, which in turn enables optimal dimensioning.
  • the stop ring for the second elastomer element which also preferably has an L-shaped cross section, is arranged on the tool holder body in such a way that its axial leg comes to rest on the outside of the tool holder body on the inside wall.
  • the installation position of the second stop ring is therefore on the inside circumference of the tool holder body, preferably opposite the same tubular shoulder on which the first elastomer element comes to rest on the outside.
  • the associated stop ring can be inserted into the tubular tool holder body and fixed in the desired position by the locking ring.
  • the idle impact and rebound impact damping consists of exactly two ring-shaped elastomer elements, which are arranged concentrically to the axis of rotation of the tubular tool holder body.
  • the two elastomer elements are each attached to the tool holder body with an axial preload path of 1 to 30% of the axial element length.
  • this preload path is sufficient to ensure that the spring properties of the elastomer elements are not restricted too much by the preload and, on the other hand, sufficient preload is applied in the stressed area to implement the optimal spring characteristic curve for the intended use, as described above.
  • Fig. 1 is a partial longitudinal section of a tool holder device for a drilling or chisel hammer with an idle impact and rebound impact damping according to the prior art
  • Fig. 2 shows a partial longitudinal section of a tool holder device for a drilling or chisel hammer with an idle blow and rebound impact damping according to the invention.
  • a tool holding device known in the prior art and therefore conventional for a drill or chisel hammer - not shown here in more detail - usually consists of a tubular tool holding body 1, in which a grooved distal end region of a tool - also not shown here - can be inserted in a conventional manner and then locked.
  • a percussion ram 2 of a percussion mechanism 3 arranged coaxially to the rear of the tool acts on the tool.
  • the pneumatic percussion mechanism 3 comprises a percussion piston 4 which is arranged coaxially on the percussion ram 2 and dynamically sealed in a guide tube 5 and which in turn is acted upon by a connecting rod drive 6 in a generally known manner.
  • the tool holder body 1 of the conventional tool holder device is axially elastically mounted on both sides via two ring-shaped elastomer elements 7 and 8.
  • the first elastomer element 7 intended for one direction of action is arranged in an axially prestressed manner between the tool holder body 1 and a distal, stationary housing stop 9.
  • the housing stop 9 is part of a housing extension 11 which is fixedly attached to the machine housing 10 and extends this in the tool direction.
  • the first elastomer element 7 is enclosed by a stop ring 12 which is arranged so as to be displaceable relative to the tool holder body 1 and is loose in this respect.
  • the second elastomer element 8 is used for the other effective direction of the damping, which acts axially between the tool holder body 1 and the guide tube 5 of the impact mechanism 3 as a housing-fixed component arrangement.
  • a stop sleeve 13 is also provided here to bridge the gap, which rests on one side on the second elastomer element 8 and on the other side on the guide tube 5 of the impact mechanism 3.
  • a bridging stop ring 14 Opposite the second elastomer element 8 in the direction of the tool holder body 1 there is also a bridging stop ring 14, which serves as the end stop of the impact ram 2 in the retraction direction.
  • the two elastomer elements 7 and 8 for the idle impact and rebound impact damping are not pre-tensioned via housing components and are arranged in the tool holder device.
  • the same designations and reference symbols apply to identical components as were used in the above description of the prior art, and additional components are provided with further reference symbols and designations.
  • the two annular elastomer elements 7 and 8 are each provided with associated holding means for axially prestressed fastening to the tool holder body 1, which, with regard to the first elastomer element, fastens the stop ring 12 to the tool holder body 1 with an additional locking ring 15 in such a way that the first elastomer element 7, which is rectangular in cross section here, is prestressed between the visible housing shoulder of the tool holder body 1 and the stop ring 12.
  • the stop ring associated with it also has an L-shaped cross-section, but this is oriented in a different assembly position relative to the adjacent components. This is because the short leg of the stop ring 16, which is L-shaped in cross-section, comes to rest with its outer surface on the inner wall side of the tool holder body 1 and is fastened to the tool holder body 1 by the associated locking ring 17 in the desired position pre-tensioning the elastomer element 8.
  • the second elastomer element 8 has a circular cross-section.
  • the invention is not limited to the preferred embodiment described above. Rather, modifications of this are also conceivable, which are also covered by the scope of the following claims.
  • the holding means that cause a preload on the tool holder body differently than L-shaped stop rings.
  • other holding means such as flat rings, pressure sleeves and the like, are also conceivable, provided that they can be accommodated within the tool holder device.
  • annular elastomer element instead of an annular elastomer element, several Individual elastomer elements can be provided, which are arranged, for example, at a distance from one another around the tubular tool holder body.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen Bohr- oder Meißelhammer, umfassend einen rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörper (1) für ein Werkzeug, an dessen Endanschlag ein koaxial rückwärtig angeordneter Schlagstößel (2) eines Schlagwerks (3) vorgesehen ist, wobei der Werkzeugaufnahmekörper (1) über mindestens zwei Elastomerelemente (7, 8) beidseits axial elastisch gelagert ist, wobei für die eine Wirkrichtung zumindest ein erstes Elastomerelement (7) axial zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper (1) und einem distalen ortsfesten Gehäuseanschlag (9) angeordnet ist, wohingegen für die andere Wirkrichtung zumindest ein zweites Elastomerelement (8) axial zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper (1) und einem Führungsrohr (5) des Schlagwerks (3) angeordnet ist, um eine Leerschlag- und Prellschlagdämpfung zu realisieren, wobei die Elastomerelemente (7, 8) mit jeweils zugeordneten Haltemitteln zur axial vorgespannten Befestigung am Werkzeugaufnahmekörper (1) zusammenwirken.

Description

WERKZEUGAUFNAHMEVORRICHTUNG FÜR EINEN BOHR- ODER MEISSELHAMMER MIT EINER LEERSCHLAG- UND PRELLSCHLAGDÄMPFUNG
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen Bohroder Meißelhammer, umfassend einen rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörper für ein Werkzeug, an dessen proximalem Ende ein koaxial rückwärtig angeordneter und von einem Schlagkolben beaufschlagter Schlagstößel eines Schlagwerks vorgesehen ist, wobei der Werkzeugaufnahmekörper über mindestens zwei Elastomerelemente beidseits elastisch axial gelagert ist, wobei für die eine Wirkrichtung zumindest ein erstes Elastomerelement axial zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper und einem distalen ortsfesten Gehäuseanschlag angeordnet ist, wohingegen für die andere Wirkrichtung zumindest ein zweites Elastomerelement axial zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper und einem Führungsrohr des Schlagwerks angeordnet ist, um eine Leerschlag- und Prellschlagdämpfung zu realisieren. Die Erfindung betrifft außerdem auch einen Bohr- oder Meißelhammer zur Bearbeitung eines mineralischen Werkstoffs, insbesondere Beton oder Gestein, mit einer solchen Werkzeugaufnahmevorrichtung.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf handgehaltene Bohroder Meißelhämmer, welche mit einem elektromotorischen Antrieb ausgestattet sind. Derartige Elektrohandwerkzeugmaschinen erzeugen über ein mechanisches Schlagwerk eine linear alternierende Arbeitsbewegung, also eine Hin- und Herbewegung zur Beaufschlagung des Werkzeugs, welches im Falle eines Meißelhammers als Stemmmeißel und im Falle eines Bohrhammers als Schlagbohrer zur Bearbeitung von vorzugsweise mineralischen Werkstoffen - wie Stein, Beton und dergleichen - ausgebildet ist. Eine ein Werkzeug schlagend antreibbare Elektrohandwerkzeugmaschine weist gewöhnlich infolge einer Wechselwirkung mit dem Werkstück und dem Hand-Arm-System des Bedieners sowie der internen Massen- und Steifigkeitsverteilung ein komplexes Schwingverhalten auf, welches weitestgehend zu unterdrücken ist.
Im Rahmen der hier interessierenden Elektrohandwerkzeugmaschinen dienen Werkzeugaufnahmen in erster Linie der Fixierung und Führung der Bohr- oder Meißelwerkzeuge in diesen Maschinen. Dabei überträgt die Werkzeugaufnahme im Falle von Bohrhämmern Drehmomente auf das Werkzeug, gewährleistet das Weiterleiten von Schlagimpulsen vom Schlagwerk auf das Werkstück durch Zulassen von begrenzten Axialbewegungen und verhindert das ungewollte Herausfallen des Werkzeugs aus der Maschine. Die erfindungsgegenständliche Werkzeugaufnahmevorrichtung ist im Rahmen der Schlagwerksimpulse insbesondere sogenannten Leerschlägen sowie Prellschlägen ausgesetzt. Leerschläge entstehen, wenn Werkzeuge durch Schlagimpulse des Schlagwerks beschleunigt werden, diese Schlagenergie jedoch nicht an das Werkstück weitergeleitet werden kann, da das Werkzeug nicht am Werkstück anliegt. Prellschläge entstehen, wenn das Werkzeug zu stark und/oder an einem zu harten Werkstück anliegt, so dass die Schlagimpulse des Schlagwerks im Wesentlichen auf die Maschine rückwirken.
Stand der Technik
Aus der US 2020 119600 A1 geht eine gattungsgemäße Werkzeugaufnahmevorrichtung hervor, welche mit Mitteln zur Dämpfung von Leer- und Prellschlägen ausgestattet ist. Die Werkzeugaufnahmevorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörper für das Werkzeug, welches rückwärtig von einem Schlagstößel, einem sogenannten Döpper, eines pneumatischen Schlagwerks beaufschlagt wird. Das Werkzeug ist innerhalb des Werkzeugaufnahmekörpers über einen Verriegelungsmechanismus arretiert. Zur Leerschlag- und Prellschlagdämpfung ist der Werkzeugaufnahmekörper über zwei Elastomerelemente beidseits axial elastisch gelagert, wobei hier das erste Elastomerelement axial zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper und einem distalen ortsfesten Gehäuseanschlag angeordnet ist. Das zweite Elastomerelement ist axial zwischen dem Schlagstößel des Schlagwerks und einem Führungsrohr des Schlagwerks, welches stirnseitig gegenüberliegend an einem ortsfesten Gehäuseanschlag zur Anlage kommt, angeordnet. Dabei sind beide Elastomerelemente als O-Ringe ausgebildet und über die angrenzenden Bauteilstrukturen, wie Absatzflanken, Führungsringe oder -hülsen, vorgespannt, so dass das Axialspiel der Werkzeugaufnahme verringert wird und die Dämpfwirkung der Elastomerelemente optimal nutzbar ist. Andererseits bewirkt die axiale Vorspannung, welche die Elastomerelemente zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper und dem Maschinengehäuse bewirken, eine Reibung zwischen den angrenzenden Bauteilen, da sich der Werkzeugaufnahmekörper relativ zum Maschinengehäuse im verspannten Zustand der Dämpfungselemente bewegt, insbesondere auch drehen kann. Diese Bauteilreibung führt bei batteriebetriebenen Elektrohandwerkzeugmaschinen zu Energieeinbußen hinsichtlich der Akkumulatorkapazität, was sich in einer signifikanten Verkürzung der Maschinenlaufzeit äußert und kann im Extremfall infolge einer Hitzeentwicklung an den Reibstellen auch zu thermischen Ausfällen führen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Werkzeugaufnahmevorrichtung mit Leerschlag- und Prellschlagdämpfung dahingehend weiter zu verbessern, dass die dämpfungsmittelbedingte Bauteilreibung mit einfachen technischen Mitteln wirksam reduziert wird.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen Bohroder Meißelhammer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Hinsichtlich eines eine erfindungsgemäße Werkzeugaufnahmevorrichtung aufweisenden Bohr- oder Meißelhammers wird auf Anspruch 10 verwiesen.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur beidseits axial elastischen Lagerung des Werkzeugaufnahmekörpers die hierfür zum Einsatz kommenden Elastomerelemente mit jeweils zugeordneten Haltemitteln zur axial vorgespannten Befestigung am Werkzeugaufnahmekörper zusammenwirken. In Ergebnis dessen ist die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme schwimmend gelagert und dadurch reibungsreduziert. Mit anderen Worten kommen bei der erfindungsgemäßen Lösung Elastomerelemente zur Dämpfung axialer Schläge zum Einsatz, welche innerhalb der Werkzeugaufnahmevorrichtung vorgespannt werden und dadurch nicht gegen das Getriebegehäuse oder ortsfest hieran angeordnete Anbauteile drücken. Dadurch wird die Bauteilreibung im Bereich der Werkzeugaufnahmevorrichtung erheblich reduziert. Gleichzeitig wird die dämpfende Wirkung der Elastomerelemente gegen axiale Schläge im Sinne einer Leerschlag- und Prellschlagdämpfung gewährleistet. Dadurch, dass die Haltemittel die Elastomerelemente axial vorgespannt am Werkzeugaufnahmekörper befestigen, entsteht zwischen dem jeweiligen Haltemittel und dem gehäuseseitig angrenzenden Bauteil der Werkzeugaufnahmevorrichtung ein gewisses Bewegungsspiel, welches sich auf eine minimale Spaltbreite dimensionieren lässt, so dass hierdurch Bauteilreibungen komplett eliminiert werden und trotzdem die relativ steife Federkennlinie eines vorgespannten Elastomerelements nutzbar ist. Denn ohne Vorspannung wäre der Einfederweg des Elastomerelements anfänglich zu weich, ehe sich die Dämpfungswirkung entfaltet. Mit der erfindungsgemäß umgesetzten vorgespannten Befestigung des Elastomerelements direkt am Werkzeugaufnahmekörper wird also ein anfänglich weicher Einfederweg, welcher nicht zu einer wirksamen Leerschlag- und Prellschlagdämpfung beiträgt, vermieden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgegenständlichen Haltemittel je einen Anschlagring oder eine Anschlaghülse für das zugeordnete Elastomerelement sowie je einen Sicherungsring zur formschlüssigen Befestigung des Anschlagrings beziehungsweise der Anschlaghülse an einer vorspannungserzeugenden Axialposition am Werkzeugaufnahmekörper auf. Somit sind zur Erzeugung der Vorspannung bei einem Elastomerelement lediglich zwei fertigungstechnisch einfach herstellbare Bauteile ausreichend. Dabei kann der Sicherungsring als ein Sprengring aus Federstahl ausgebildet sein und der hiermit korrespondierende Anschlagring oder die Anschlaghülse lässt sich als Stanzbiegeteil aus einem Blechmaterial fertigen.
Dabei sollte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Anschlagring für das erste Elastomerelement einen L-förmigen Querschnitt aufweisen, von welchem das erste Elastomerelement mit beiden Schenkeln außenwandseitig des Werkzeugaufnahmekörpers eingefasst ist. Da diese dem ersten Elastomerelement zugeordnete Dämpfungsstelle am Außenumfang des Werkzeugaufnahmekörpers realisiert ist, bietet sich ein bauraumsparend das erste Elastomerelement einfassender Anschlagring an.
In Formanpassung an den vorgenannten Anschlagring weist das erste Elastomerelement vorzugsweise einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Hierdurch kann der gesamte zwischen dem L-förmigen Anschlagring und dem hiermit korrespondierenden Gehäuseabsatz am Werkzeugaufnahmekörper gebildete Raum maximal mit Elastomerwerkstoff ausgefüllt werden, was wiederum eine optimale Dimensionierung ermöglicht.
Analog hierzu wird im Rahmen des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorgeschlagen, dass der Anschlagring für das zweite Elastomerelement, welcher ebenfalls vorzugsweise einen L-förmigen Querschnitt aufweist, derart am Werkzeugaufnahmekörper angeordnet ist, dass dessen axialer Schenkel außenflächig innenwandseitig am Werkzeugaufnahmekörper zur Anlage kommt. Die Montageposition des zweiten Anschlagrings ist also innenumfänglich des Werkzeugaufnahmekörpers, und zwar vorzugsweise gegenüberliegend desselben Rohrabsatzes, an welchem außenseitig das erste Elastomerelement zur Anlage kommt. Um das zweite Elastomerelement an dieser Einbauposition vorzuspannen, lässt sich der zugeordnete Anschlagring in den rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörper einschieben und in der Soll-Position durch den Sicherungsring fixieren. An der dem Anschlagring gegenüberliegenden Seite des Elastomerelements befindet sich zwischen diesem und dem Werkzeugaufnahmekörper ein zusätzlicher Anschlagring, weicher einen Endanschlag in Einfahrrichtung des Schlagstößels bildet, welcher über das zweite Elastomerelement prellschlaggedämpft ist.
Für die vorstehend beschriebene zweite Dämpfungsstelle kommt vorzugsweise ein Elastomerelement mit kreisförmigem Querschnitt zum Einsatz. Da an dieser Dämpfungsstelle in Radialrichtung hinreichend Bauraum besteht, kann auf eine gedrungene Querschnittsform verzichtet werden. Vorzugsweise besteht die Leerschlag- und Prellschlagdämpfung aus genau zwei ringförmigen Elastomerelementen, welche konzentrisch zur Drehachse des rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörpers angeordnet sind. Dabei sind die beiden Elastomerelemente jeweils mit einem axialen Vorspannweg von 1 bis 30% der axialen Elementlänge am Werkzeugaufnahmekörper befestigt. Dieser Vorspannweg ist zum einen hinreichend, um die Federeigenschaften der Elastomerelemente durch die Vorspannung nicht zu stark zu beschränken und andererseits wird in dem beanspruchten Bereich hinreichend Vorspannung aufgebracht, um die für den Einsatzzweck optimale Federkennlinie, wie vorstehend beschrieben, umzusetzen.
Detailbeschreibung anhand Zeichnung
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Reflektion auf den Stand der Technik näher dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt einer Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen Bohroder Meißelhammer mit einer Leerschlag- und Prellschlagdämpfung gemäß dem Stand der Technik, und
Fig. 2 einen Teillängsschnitt einer Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen Bohroder Meißelhammer mit einer Leerschlag- und Prellschlagdämpfung gemäß der Erfindung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht eine im Stand der Technik bekannte und daher herkömmliche Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen - hier nicht weiter dargestellten - Bohr- oder Meißelhammer gewöhnlich aus einem rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörper 1 , in welchem sich ein vernuteter distaler Endbereich eines - hier ebenfalls nicht dargestellten - Werkzeugs in herkömmlicher Weise einstecken und anschließend arretieren lässt. Im arretierten Zustand wirkt ein koaxial rückwärtig bezüglich des Werkzeugs angeordneter Schlagstößel 2 eines Schlagwerks 3 auf das Werkzeug ein. Das pneumatische Schlagwerk 3 umfasst einen koaxial auf den Schlagstößel 2 und in einem Führungsrohr 5 dynamisch dichtend untergebrachten Schlagkolben 4, welcher wiederum von einem Pleueltrieb 6 in allgemein bekannter Weise beaufschlagt wird.
Der Werkzeugaufnahmekörper 1 der herkömmlichen Werkzeugaufnahmevorrichtung ist über zwei ringförmige Elastomerelemente 7 und 8 beidseits axial elastisch gelagert. Das für die eine Wirkrichtung vorgesehene erste Elastomerelement 7 ist dabei axial vorgespannt zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper 1 und einem distalen ortsfesten Gehäuseanschlag 9 angeordnet. Der Gehäuseanschlag 9 ist Bestandteil eines ortsfest am Maschinengehäuse 10 angebrachten und dieses in Werkzeugrichtung verlängernden Gehäusefortsatzes 11. Das erste Elastomerelement 7 wird von einem verschiebbar gegenüber dem Werkzeugaufnahmekörper 1 angeordneten und insoweit losen Anschlagring 12 eingefasst.
Für die andere Wirkrichtung der Dämpfung kommt das zweite Elastomerelement 8 zum Einsatz, welches axial zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper 1 und dem Führungsrohr 5 des Schlagwerks 3 als gehäusefest ortsseitige Bauteilanordnung wirkt. Überbrückend ist hier außerdem eine Anschlaghülse 13 vorgesehen, welche zu einer Seite am zweiten Elastomerelement 8 und zur anderen Seite am Führungsrohr 5 des Schlagwerks 3 zur Anlage kommt. Gegenüberliegend des zweiten Elastomerelements 8 befindet sich in Richtung Werkzeugaufnahmekörper 1 ein ebenfalls überbrückender Anschlagring 14, welcher als Endanschlag des Schlagstößels 2 in Einfahrrichtung dient.
Gemäß Fig. 2 sind die beiden Elastomerelemente 7 und 8 für die Leerschlag- und Prellschlagdämpfung nicht über Gehäusebestandteile vorgespannt in der Werkzeugaufnahmevorrichtung angeordnet. Bei der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Lösung gelten bei übereinstimmenden Bauteilen dieselben Bezeichnungen und Bezugszeichen, wie diese im Rahmen der vorstehenden Beschreibung des Standes der Technik verwendet wurden und zusätzliche Bestandteile werden mit weiteren Bezugszeichen und Bezeichnungen versehen. Dementsprechend sind erfindungsgemäß die beiden ringförmigen Elastomerelemente 7 und 8 gemäß Erfindung mit jeweils zugeordneten Haltemitteln zur axial vorgespannten Befestigung am Werkzeugaufnahmekörper 1 versehen, welche hinsichtlich des ersten Elastomerelements den Anschlagring 12 mit einem zusätzlichen Sicherungsring 15 derart am Werkzeugaufnahmekörper 1 befestigt, dass das hier im Querschnitt rechteckförmige erste Elastomerelement 7 zwischen dem ersichtlichen Gehäuseabsatz des Werkzeugaufnahmekörpers 1 und dem Anschlagring 12 vorgespannt ist.
Hinsichtlich des zweiten Elastomerelements 8 weist der diesem zugeordnete Anschlagring zwar ebenfalls einen L-förmigen Querschnitt auf, dieser ist jedoch in einer anderen Montageposition relativ zu den angrenzenden Bauteilen orientiert. Denn der kurze Schenkel des im Querschnitt des L-förmigen Anschlagrings 16 kommt mit seiner Außenfläche innenwandseitig am Werkzeugaufnahmekörper 1 zur Anlage und ist in der das Elastomerelement 8 vorspannenden Soll-Lage durch den zugeordneten Sicherungsring 17 am Werkzeugaufnahmekörper 1 befestigt. Das zweite Elastomerelement 8 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Infolge der durch die beiden ringförmigen Elastomerelemente 7 und 8 gegenüber ortsfesten Gehäusebauteilen realisierte schwimmende Lagerung des rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörpers innerhalb der Werkzeugaufnahmevorrichtung wirkt wegen der am Werkzeugaufnahmekörper realisierten Vorspannung der Elastomerelemente 7 und 8 keine reibungsverursachende Axialkraft auf die Gehäusebestandteile oder deren Anbauteile ein, so dass Relativbewegungen keine Reibung verursachen können.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, die eine Vorspannung am Werkzeugaufnahmekörper bewirkenden Haltemittel anders auszubilden als L-förmige Anschlagringe. Es sind vielmehr auch andere Haltemittel, wie Flachringe, Andrückhülsen und dergleichen, denkbar, sofern diese innerhalb der Werkzeugaufnahmevorrichtung Platz finden. Anstelle eines ringförmigen Elastomerelements können auch mehrere Einzelelastomerelemente vorgesehen werden, welche beispielsweise beabstandet zueinander um den rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörper angeordnet sind.
Bezugszeichenliste
1 Werkzeugaufnahmekörper
2 Schlagstößel
3 Schlagwerk
4 Schlagkolben
5 Führungsrohr
6 Pleueltrieb
7 erstes Elastomerelement
8 zweites Elastomerelement
9 Gehäuseabsatz
10 Maschinengehäuse
11 Gehäusefortsatz
12 erster Anschlagring
13 Anschlaghülse
14 erster Anschlagring
15 erster Sicherungsring
16 zweiter Anschlagring
17 zweiter Sicherungsring

Claims

ANSPRÜCHE
1. Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen Bohr- oder Meißelhammer, umfassend einen rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörper (1) für ein Werkzeug, an dessen proximalem Ende ein koaxial rückwärtig angeordneter Schlagstößel (2) eines Schlagwerks (3) vorgesehen ist, wobei der Werkzeugaufnahmekörper (1) über mindestens zwei Elastomerelemente (7, 8) beidseits axial elastisch gelagert ist, wobei für die eine Wirkrichtung zumindest ein erstes Elastomerelement (7) axial zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper (1) und einem distalen ortsfesten Gehäuseanschlag (9) angeordnet ist, wohingegen für die andere Wirkrichtung zumindest ein zweites Elastomerelement (8) axial zwischen dem Werkzeugaufnahmekörper (1) und einem Führungsrohr (5) des Schlagwerks (3) angeordnet ist, um eine Leerschlag- und Prellschlagdämpfung zu realisieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerelemente (7, 8) mit jeweils zugeordneten Haltemitteln zur axial vorgespannten Befestigung am Werkzeugaufnahmekörper (1) Zusammenwirken.
2. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel je einen Anschlagring (12, 16) für das zugeordnete Elastomerelement (7; 8) sowie je einen Sicherungsring (15; 17) zur formschlüssigen Befestigung des Anschlagrings (12; 16) an einer vorspannungserzeugenden Axialposition am Werkzeugaufnahmekörper (1) aufweisen.
3. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (12) für das erste Elastomerelement (7) einen L-förmigen Querschnitt aufweist, von welchem das erste Elastomerelement (7) mit beiden Schenkeln außenwandseitig des Werkzeugaufnahmekörpers (1) eingefasst ist.
4. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Elastomerelement (7) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
5. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (16) für das zweite Elastomerelement (8) einen L-förmigen Querschnitt aufweist und derart am Werkzeugaufnahmekörper (1) angeordnet ist, dass dessen axialer Schenkel außenflächig innenwandseitig am Werkzeugaufnahmekörper (1) zur Anlage kommt.
6. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Elastomerelement (8) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
7. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsringe (15, 17) als Sprengringe aus Federstahl ausgebildet sind.
8. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Leerschlag- und Prellschlagdämpfung genau zwei ringförmige Elastomerelemente (7, 8) vorgesehen sind, welche konzentrisch zur Drehachse des rohrförmigen Werkzeugaufnahmekörpers (1) angeordnet sind.
9. Werkzeugaufnahmevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerelemente (7, 8) mit einem axialen Vorspannweg von 1 bis 30% der axialen Elementlänge am Werkzeugaufnahmekörper (1) befestigt sind.
10. Bohr- oder Meißelhammer zur Bearbeitung eines mineralischen Werkstoffs, insbesondere Beton oder Gestein, mit einer Werkzeugaufnahmevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.
PCT/EP2023/081709 2022-12-02 2023-11-14 Werkzeugaufnahmevorrichtung für einen bohr- oder meisselhammer mit einer leerschlag- und prellschlagdämpfung WO2024115094A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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