DE3804414A1 - Hammer drill with ball catch clutch - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Bohrhammer mit Kugelrastkupp lung zur Übertragung einer Drehbewegung von einer angetrie benen Hohlwelle auf eine mit Werkzeugen in Verbindung ste hende Abtriebswelle, wobei in radialen Durchbrüchen der Hohl welle in Rastvertiefungen der Abtriebswelle eingreifende Kugeln gelagert sind, die gegen die Kraft eines federbe lasteten Zustellringes mit auf die Kugeln einwirkender Stütz schulter radial nach außen ausweichen.The invention relates to a hammer drill with ball detent coupling for the transmission of a rotary movement from a driven on the hollow shaft on a tool End output shaft, with the hollow in radial breakthroughs shaft engaging in recesses in the output shaft Balls are stored against the force of a spring loaded feed ring with support acting on the balls dodge shoulder radially outwards.
Bei Bohrhämmern, die im Arbeitseinsatz den in diesen einge setzten Werkzeugen Drehbewegung vermitteln, ist aus Gründen der Sicherheit für den Handhabenden eine Überlastkupplung erforderlich.In the case of rotary hammers that are used in working applications imparting rotational movement to set tools is for reasons an overload clutch for the safety of the operator required.
Ein aus der DE-B2-22 42 944 bekannter Bohrhammer verfügt über eine beispielsweise als Kugelrastkupplung ausgebildete Über lastkupplung. Bei Überschreiten eines im Arbeitseinsatz auftretenden, durch die Kupplungskräfte vorbestimmten Dreh momentes zwischen einer angetriebenen Hohlwelle und einer Abtriebswelle werden die Kugeln aus Rastvertiefungen der Ab triebswelle radial ausgerückt. An den Kugeln stützt sich ein federbelasteter Zustellring mit einer Stützschulter axial ab. Die Kugeln sind zum Zwecke des Einrückens in die Rast vertiefungen stets mit Federkraft radial beaufschlagt.A hammer drill known from DE-B2-22 42 944 has an over, for example, designed as a ball detent coupling load coupling. When exceeding one in work occurring rotation predetermined by the clutch forces moment between a driven hollow shaft and a Output shaft, the balls from recesses of the Ab drive shaft disengaged radially. The balls are supported spring-loaded feed ring with a support shoulder axially from. The balls are for the purpose of engaging in the rest recesses always acted upon radially by spring force.
Das Auskuppeln kommt beispielsweise durch Verklemmen des Werkzeuges im Bohreinsatz zustande. Der Handhabende hat da bei das für das Auskuppeln erforderliche Drehmoment als Ge genmoment aufzunehmen. In ausgekuppeltem Zustand bleibt bei weiterdrehendem Antrieb der Hohlwelle ein auf den Handha benden einwirkendes hohes Moment bestehen.The disengagement comes, for example, by jamming the Tool in the drill bit. The operator has there at the torque required for disengagement as Ge counter moment. When disengaged remains further rotating drive of the hollow shaft on the handle existing high moment.
Dieses hohe Moment tritt auf, da die Kugeln unter Federkraft stehen und schrittweise in die Rastvertiefungen der Abtriebs welle springen. Das hohe Moment stellt einerseits ein Sicher heitsrisiko für den Handhabenden dar und führt andererseits zu starker Belastung des Handhabenden. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Verschleiß der Kupplungsteile als Folge des Überspringens der Rastvertiefungen durch die federbelasteten Kugeln.This high moment occurs because the balls are under spring force stand and gradually into the locking recesses of the output jump wave. The high moment ensures on the one hand security risk for the operator and leads on the other hand Excessive strain on the operator. Another disadvantage is the high wear of the coupling parts as a result of Skipping the locking recesses by the spring-loaded Bullets.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrhammer mit dem Drehantrieb von Werkzeugen dienender Kugelrastkupp lung zu schaffen, die in ausgekuppeltem Zustand kein den Handhabenden gefährdendes und belastendes Moment abgibt.The invention has for its object a hammer drill with the rotary drive of tools serving ball detent coupling to create that, when disengaged, not the Handing dangerous and stressful moment.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stützschulter des Zustellringes einen kegeligen Bereich und radial nach außen anschließend einen in einer Normal ebene zur Achse des Zustellringes verlaufenden Bereich auf weist, dessen Axialprojektion zumindest teilweise von einer axial verschiebbaren, radial von außen auf die Kugeln ein wirkenden Kegelschulter überlappt ist.According to the invention the object is achieved in that the support shoulder of the delivery ring a conical area and then radially outwards one in a normal area on the axis of the feed ring points, the axial projection of which at least partially by a axially displaceable, radially from the outside on the balls acting cone shoulder is overlapped.
Beim Auskuppeln im Arbeitseinsatz des Bohrhammers werden die Kugeln gegen die den Zustellring beaufschlagende Federkraft mit hoher Geschwindigkeit radial aus den Rastvertiefungen ausgerückt. Dabei treten die Kugeln in den in einer Normal ebene zur Achse des Zustellringes verlaufenden Bereich der Stützschulter über. Die Radialbewegung mit hoher Geschwin digkeit tritt auf, indem die Kugeln bei plötzlich still stehendem Werkzeug von den Wandungen der Rastvertiefungen radial nach außen beschleunigt werden. Die in den Durch brüchen der weiterdrehenden Hohlwelle gelagerten Kugeln un terliegen zudem der Zentrifugalkraft, welche das Ausrücken unterstützt.When disengaging in the work operation of the rotary hammer, the Balls against the spring force acting on the feed ring at high speed radially from the recesses disengaged. The balls kick in a normal area of the axis of the feed ring Support shoulder over. The radial movement with high speed Endurance occurs when the bullets suddenly shut down standing tool from the walls of the locking recesses be accelerated radially outwards. The in the through breaks of the rotating rotating hollow shaft balls The centrifugal force, which causes disengagement supported.
Die von außen auf die Kugeln einwirkende Kegelschulter dient dazu, die Kugeln für das Einkuppeln aus dem in Normalebene zur Achse des Zustellringes verlaufenden Bereich der Stütz schulter radial in den kegeligen Bereich zu verschieben. Der kegelige Bereich der Stützschulter bewerkstelligt unter Fe derkraft ein Einrasten der Kugeln in die Rastvertiefungen. Zweckmäßig erfolgt das Einkuppeln bei anlaufendem Drehan trieb der Hohlwelle. The conical shoulder acting on the balls from the outside serves to do this, the balls for engaging from the normal plane area of the support extending to the axis of the feed ring to move the shoulder radially into the conical area. The tapered area of the support shoulder accomplished under Fe derkraft a snap of the balls into the recesses. The coupling is expediently carried out when the turning starts drove the hollow shaft.
Der Handhabende hat die Möglichkeit, zu beliebigem Zeitpunkt das Einkuppeln einzuleiten. Beispielsweise kann dies für das Lösen eines im Bohrloch steckengebliebenen Werkzeuges erfor derlich sein, so daß bei Einschalten des Antriebs die Ku geln in die Rastvertiefungen einrücken und ein ausreichendes Drehmoment zum Lösen des Werkzeuges übertragen. Das Einkup peln kann aber auch erst nach dem Entfernen des Werkzeuges aus dem Bohrloch eingeleitet werden.The operator has the possibility at any time initiate clutch engagement. For example, for the Loosen a tool stuck in the borehole be derlich, so that the Ku apply in the recesses and a sufficient Transfer torque to release the tool. The Einkup peln can also only after removing the tool be initiated from the borehole.
Mit Vorteil liegt die Kegelschulter in der Axialprojektion der Stützschulter gegenüber. Die an den Kugeln angreifende Kegelschulter vermag so die Kugeln außenseitig radial abzu stützen und gleichzeitig gegen die Sützschulter zu halten.The conical shoulder is advantageous in the axial projection opposite the support shoulder. The one attacking the balls The cone shoulder can radially remove the balls from the outside support and hold against the support shoulder at the same time.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kegelschulter an einem in Achsrichtung der Hohlwelle verschiebbaren Schie ber angeordnet. Der Schieber kann beispielsweise rotations symmetrisch ausgebildet sein und mit der von einer Stirn seite gebildeten Kegelschulter auf mehrere in Umfangsrich tung verteilt angeordnete Kugeln zum Verschieben in einkupp lungsbereite Lage einwirken.According to a preferred embodiment, the cone shoulder on a slide that can be displaced in the axial direction of the hollow shaft arranged over. The slider can be rotational, for example be symmetrical and with that of a forehead side formed cone shoulder on several in circumferential direction distributed balls for moving into the coupling ready position to act.
Zweckmäßigerweise ist ein die Kegelschulter von den Kugeln wegtreibendes Federmittel vorgesehen. Das Federmittel bringt den Schieber nach dem Rückstellen der Kugeln in einkupplungsbe reite Position automatisch in die Ausgangslage zurück und gibt so den radialen Ausrückweg für die Kugeln frei. Zur Betätigung des Schiebers ist zweckmäßig eine von außen betätigbare Handhabe vorgesehen.Conveniently one is the cone shoulder from the balls driving spring means provided. The spring means brings the slider after resetting the balls in einkupplungsbe automatically return to the starting position and this releases the radial release path for the balls. To Actuation of the slide is appropriate one from the outside actuable handle provided.
Der das Ausrücken der Kugeln bewerkstelligende radiale Ver schiebeweg ist nach außen zweckmäßig begrenzt, um zu ver hindern, daß die Kugeln außer Eingriff mit den Durchbrüchen der Hohlwelle gelangen. Mit Vorteil schließt sich hierzu radial nach außen an den in einer Normalebene zur Achse des Zustellringes verlaufenden Bereich ein die Radialprojektion der Kugeln überdeckender Ringfortsatz an. Der Ringfortsatz bildet mit seiner Innenseite eine Stützkontur für die Kugeln. The radial Ver sliding path is appropriately limited to the outside to ver prevent the balls from disengaging from the breakthroughs the hollow shaft. This closes with advantage radially outwards on the in a normal plane to the axis of the Range extending the radial projection the ring process covering the balls. The ring process forms a support contour for the balls with its inside.
Der Zustellring kann auf der angetriebenen Hohlwelle sitzen und mit dieser mitdrehen, so daß zwischen den ausgerückten Kugeln und dem Ringfortsatz keine Verschleiß hervorrufende Bewegung stattfindet.The feed ring can sit on the driven hollow shaft and turn with it so that between the disengaged Balls and the ring process no wear-causing Movement takes place.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the drawings play an embodiment, explained in more detail. It demonstrate:
Fig. 1 Einen Bohrhammer teilweise im Längsschnitt, mit eingekuppelter Kugelrastkupplung; FIG. 1 shows a rotary hammer in partial longitudinal section, with the engaged coupling ball detent;
Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Bohrhammer nach Fig. 1, gemäß Schnittver lauf II-II; Figure 2 is an enlarged section through the hammer drill of Figure 1, according to Schnittver Lauf II-II.
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der unteren Schnitt hälfte der Fig. 1, in vergrößerter Dar stellung; Fig. 3 shows a detail from the lower section half of Figure 1, in an enlarged Dar position.
Fig. 4 den Ausschnitt analog Fig. 3, mit ausge kuppelter Kugelrastkupplung; FIG. 4 shows the section analogous to FIG. 3, with the ball detent coupling coupled out;
Fig. 5 den Ausschnitt analog Fig. 3, mit einkupp lungsbereiter Kugelrastkupplung. Fig. 5 shows the section analogous to FIG. 3, with ready-to-use ball detent coupling.
Der Bohrhammer nach Fig. 1 weist ein Gehäuse 1 mit einem Handgriff 2 auf. Der Handgriff 2 trägt einen Betätigungs schalter 3 für einen nicht näher dargestellten, im Gehäuse 1 gelagerten, elektrischen Antriebsmotor. Ein Stromzuführungs kabel 4 mündet in den Handgriff 2. In Bohrrichtung schließt an das Gehäuse 1 ein Werkzeughalter 5 an, der in bekannter Bauweise ausgeführt ist. The hammer drill according to Fig. 1 has a housing 1 with a handle 2. The handle 2 carries an actuating switch 3 for an electric drive motor, not shown, mounted in the housing 1 . A power supply cable 4 opens into the handle 2 . In the drilling direction, a housing 5 is connected to the housing 1 , which is of known construction.
Im Gehäuse 1 ist eine Abtriebswelle 6 unverschiebbar und über Wälzlager 7, 8 drehbar gelagert. Ein bohrrichtungs seitiger Boden 6 a der Abtriebswelle 6 wird von einem Döpper 9 verschiebbar durchragt. Der Döpper 9 dient der Übertra gung von Schlägen an ein in den Werkzeughalter 5 einge setztes Werkzeug und ragt hierzu in den Schlagbereich eines in der Bohrung der Abtriebswelle 6 verschiebbaren Schlagkol bens 11. Letzterer wird unter Zwischenschaltung eines Luft polsters von einem Antriebskolben 12 in hin- und hergehende Bewegung versetzt. Der Schlagkolben 11 und der Antriebskol ben 12 tragen Dichtungsringe 11 a bzw 12 a. Am Antriebskolben 12 greift ein motorisch in Bewegung versetzbarer Pleuel 13 an.In the housing 1 , an output shaft 6 is immovable and rotatably supported by roller bearings 7 , 8 . A drilling direction side bottom 6 a of the output shaft 6 is slidably penetrated by a striker 9 . The striking block 9 is used for the transmission of blows to a tool inserted into the tool holder 5 and, for this purpose, projects into the impact area of a piston 11 which can be displaced in the bore of the output shaft 6 . The latter is interposed with an air cushion by a drive piston 12 in a reciprocating motion. The percussion piston 11 and the driving piston ben 12 carry sealing rings 11 a and 12 a . A connecting rod 13, which can be set in motion by motor, engages on the drive piston 12 .
Auf der Abtriebswelle 6 ist eine Hohlwelle 14 unverschiebbar und drehbar gelagert. Die Hohlwelle 14 weist an dem der Bohr richtung abgewandten Ende einen Kegelzahnkranz 14 a auf. Fer ner weist die Hohlwelle 14 mehrere über deren Umfang verteilt angeordnete Durchbrüche 14 b auf, wie dies die Fig. 2 und 3 verdeutlichen. In gleicher Umfangsverteilung wie die Durch brüche 14 b ist eine gleiche Zahl Rastvertiefungen 6 b auf der Außenseite der Abtriebswelle 6 vorgesehen. In jedem Durch bruch 14 b sitzt eine Kugel 15.A hollow shaft 14 is immovably and rotatably mounted on the output shaft 6 . The hollow shaft 14 has a bevel gear 14 a at the end facing away from the drilling direction. Fer ner has the hollow shaft 14 a plurality of openings 14 b distributed over its circumference, as shown in FIGS. 2 and 3. In the same circumferential distribution as the breakthroughs 14 b , an equal number of locking recesses 6 b is provided on the outside of the output shaft 6 . In each breakthrough 14 b sits a ball 15 .
Die Kugeln 15 greifen zur Übertragung eines Drehmomentes von der Hohlwelle 14 an die Abtriebswelle 6 in die Rastver tiefungen 6 b ein. Dem Einrücken der Kugeln 15 in die Rastver tiefungen 6 b dient ein Zustellring 16, der sich mit einen kegeligen Bereich 16 a einer Stützschulter unter der Kraft einer Druckfeder 17 an den Kugeln 15 abstützt. Der Kegel zahnkranz 14 a kämmt mit einem motorseitigen Ritzel 18. Das Ritzel 18 ist in einem Wälzlager 19 drehbar gelagert, wobei das Wälzlager 19 durch eine Hülse 21 axial abgestützt ist. Auf der Abtriebswelle 6 ist weiters ein rotationssymmetri scher Schieber 22 gegen die Kraft einer Feder 23 verschieb bar gelagert. Der axialen Abstützung des Schiebers 22 dient ein Ring 24, während zur axialen Abstützung der Feder 23 ein weiterer Ring 25 vorgesehen ist. The balls 15 engage to transmit a torque from the hollow shaft 14 to the output shaft 6 in the Rastver recesses 6 b . The indentation of the balls 15 in the Rastver recesses 6 b serves a feed ring 16 which is supported with a conical region 16 a of a support shoulder under the force of a compression spring 17 on the balls 15 . The conical ring gear 14 a meshes with a pinion 18 on the motor side. The pinion 18 is rotatably mounted in a roller bearing 19 , the roller bearing 19 being axially supported by a sleeve 21 . On the output shaft 6 , a rotationally symmetrical slide 22 against the force of a spring 23 is also mounted bar. A ring 24 serves to axially support the slide 22 , while a further ring 25 is provided for axially supporting the spring 23 .
Im Gehäuses 1 ist in der Darstellung nach Fig. 1 unterseitig eine Handhabe 26 zur Betätigung des Schiebers 22 vorgesehen. Die Handhabe 26 besteht aus einem Drehbolzen 27 mit einem in die Verschiebebahn des Schiebers 22 einschwenkbaren Exzenter zapfen 27 a. Der Drehbolzen 27 wird durch einen Sicherungsring 28 im Gehäuse 1 abgestützt. Mittels einer Schraube 29 ist am Drehbolzen 27 ein asymmetrischer Drehknopf 31 verbunden, wobei der Drehbolzen 27 formschlüssig und dadurch drehfest in den Drehknopf 31 eingreift.In the illustration of FIG. 1, a handle 26 for actuating the slide 22 is provided on the underside of the housing 1 . The handle 26 consists of a pivot pin 27 with a pivotable into the sliding path of the slide 22 eccentric pin 27 a . The pivot pin 27 is supported by a locking ring 28 in the housing 1 . By means of a screw 29, an asymmetrical knob 31 is connected at pivot pin 27, the pivot pin form-fitting and rotationally fixed by being engaged in the knob 31 27th
Tritt im Arbeitseinsatz des Gerätes, beispielsweise durch Verklemmen des Werkzeuges in einem Bohrloch, ein Drehmoment auf, welches die die Kugeln 15 in Eingriff mit den Rastvertie fungen 6 b treibende Kraft übersteigt, so werden die Kugeln 15 impulsartig aus den Rastvertiefungen 6 b ausgerückt. Wie die Fig. 4 zeigt, verlassen die Kugeln 15 dabei den kege ligen Bereich 16 a und treten in die Axialprojektion eines Bereichs 16 b der Stützschulter des Zustellringes 16, wel cher in einer Normalebene zur Achse des Zustellringes 16 liegt. Ein in Bohrrichtung weisender Ringfortsatz 16 c mit zylindrischer, innenseitiger Stützkontur 16 d begrenzt den radialen Ausrückweg der Kugeln 15. Die Kugeln 15 können so nicht außer Eingriff mit den Durchbrüchen 14 b gelangen. In dieser ausgerückten Stellung werden die Kugeln 15 nicht in radialer Richtung zur Abtriebswelle 6 hin beaufschlagt, so daß bei weiterdrehender Hohlwelle 14 trotz Festsitzen des Werkzeuges im Bohrloch kein Drehmoment an den Handhabenden übertragen wird. In der Folge wird der Handhabende den wir kungslos drehenden Antriebsmotor abschalten.Occurs in the work use of the device, for example by jamming the tool in a borehole, a torque which exceeds the balls 15 in engagement with the locking recesses 6 b driving force, the balls 15 are disengaged from the locking recesses 6 b . As shown in FIGS. 4, leave the balls 15 while the KEGE time region 16 a and enters the axial projection of a portion 16 b of the support shoulder of the Zustellringes 16 wel cher in a plane normal to the axis of Zustellringes 16 lies. An annular extension 16 c pointing in the direction of drilling with a cylindrical inner support contour 16 d limits the radial disengagement path of the balls 15 . The balls 15 can not come out of engagement with the openings 14 b . In this disengaged position, the balls 15 are not acted upon in the radial direction towards the output shaft 6 , so that when the hollow shaft 14 continues to rotate, no torque is transmitted to the operator despite the tool being stuck in the borehole. As a result, the operator will switch off the drive motor that rotates seamlessly.
Soll zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen Hohlwelle 14 und Abtriebswelle 6 neuerlich eingekuppelt werden, so wird die Handhabe 26 verdreht, wodurch deren Exzenterzapfen 27 a den Schieber 22 gegen die Kraft der Feder 23 verschiebt. Wie die Fig. 5 verdeutlicht, untergreift der Schieber 22 mit einer innenseitigen Kegelschulter 22 a dabei die ausgerückten Kugeln 15 und verschiebt diese radial von dem in einer Nor malebene zur Achse des Zustellringes 16 verlaufenden Bereich 16 b zu dem kegeligen Bereich 16 a der Stützschulter. Der kege lige Bereich 16 a des von der Druckfeder 17 in Bohrrichtung beaufschlagten Zustellringes 16 hält die Kugeln 15 nunmehr gegen die Mantelfläche der Abtriebswelle 6. Die Handhabe 26 wird sodann wieder in Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 bis 4 rückgeführt, so daß auch der Schieber 22 durch die Feder 23 in die Ausgangsstellung gelangt. Bei anschließendem Antrieb der Hohlwelle 14 gelangen die unter Federkraft stehenden Kugeln 15 in die mit diesen in Deckung tretenden Rastvertie fungen 6 b, wodurch die den Fig. 1 bis 3 entnehmbare eingekup pelte Stellung wieder erreicht ist.If the transmission of a torque between the hollow shaft 14 and the output shaft 6 is to be engaged again, the handle 26 is rotated, whereby the eccentric pin 27 a thereof moves the slide 22 against the force of the spring 23 . As FIG. 5 illustrates the slide engages below 22 having an inner side tapered shoulder 22 a while the disengaged balls 15 and moves it radially from the paint layer in a Nor extending perpendicularly to the axis of the Zustellringes 16 region 16 b to the tapered region 16 a of the supporting shoulder. The conical area 16 a of the compression ring 17 acted upon in the drilling direction by the delivery ring 16 now holds the balls 15 against the outer surface of the output shaft 6 . The handle 26 is then returned to the starting position shown in FIGS. 1 to 4, so that the slide 22 also reaches the starting position by the spring 23 . When the hollow shaft 14 is then driven , the spring-loaded balls 15 enter the latching recesses 6 b , which cover them, whereby the FIGS . 1 to 3 which can be seen in FIG. 1 is reached again.
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: TER MEER, N., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. MUELLER, F., |
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8141 | Disposal/no request for examination |