DE4231986A1 - Bohr- und/oder Schlaghammer - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Bohr- und/oder Schlaghammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus der DE 41 21 279 A1 ist bereits ein solches Gerät bekannt, bei dem das Schlagwerk über eine Klauen­ kupplung mit der vom Werkzeug gesteuerten Leerlaufeinrichtung ge­ koppelt ist. Über die Klauenkupplung wird ein feststehendes mit einem rotierenden Teil verbunden, was zu Verschleiß und erhöhtem Arbeitsgeräusch führt.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Bohr- und/oder Schlaghammer mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zu verbindenden Kupplungsteile gleiche Rotationsgeschwin­ digkeit aufweisen. Die Teile bleiben stets miteinander im Eingriff und werden nur gegeneinander verdreht oder verschoben. Dies führt zu geräuschlosen Kupplungsvorgängen ohne Verschleiß.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Bohr- und/oder Schlaghammers möglich.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Bohrhammer und Fig. 2 einen perspektivischen Ausschnitt aus Fig. 1. Fig. 3 zeigt in einem zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls einen Längsschnitt durch einen Hammer. Fig. 4, 5 und 6 zeigen in perspektivischer Einzel­ darstellung Exzenterteile und die Fig. 7 und 8 in Abwicklung schematisch deren Funktion. Fig. 9 zeigt ein drittes Ausführungs­ beispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ausschnittsweise ein Bohrhammer 1 mit Gehäuse 2 und hintenliegendem Motor 3 gezeigt. Der Motor 3 treibt über eine Welle ein Schlagwerk 5 an. Dieses weist einen Schläger 6 auf, der über einen Döpper 7 auf ein vorne in einer Werkzeugaufnahme 8 aufgenom­ menes Werkzeug 9 einwirkt. Der Schläger 6 wird von einem feder­ steifen Treiberglied 11 hin- und hergehend angetrieben. Dieses ist um eine Kippachse 12 kippbar gelagert und weist einen mit einem An­ triebsglied 13 gekoppelten Hebel 14 auf.

Das Antriebsglied 13 besteht aus einer Anlenkhülse 16, die einen nach unten gerichteten Fortsatz 17 mit einem Durchbruch 18 aufweist. Der Durchbruch 18 ist so geformt, daß seine dem Hebel 14 zugewandten Flächen beidseitig kegelstumpfförmig mit elliptischer Grundfläche ausgebildet sind. Das führt dazu, daß der Hebel 14 in jeder mögli­ chen Exzenterstellung des Antriebsgliedes 13 spielarm so geführt ist, daß er oben und unten idealerweise entlang je einer geo­ metrischen Linie den Durchbruch 18 berührt.

Kernstück des Antriebs sind zwei begrenzt gegeneinander verdrehbare Exzenterteile 20, 21, die aneinander anliegen bzw. ineinandergrei­ fen. Ein inneres Exzenterteil 20 ist fest mit der Welle 4 verbunden bzw. mit dieser einstückig ausgebildet. Es weist eine äußere Ring­ fläche 22 auf, die zylindrisch ausgebildet ist und sich koaxial aber exzentrisch zur Achse der Welle 4 erstreckt. Ein äußeres Exzenter­ teil 21 weist eine die Ringfläche 22 umgreifende innere Ringfläche 23 auf, die ebenfalls koaxial und exzentrisch zur Achse der Welle 4 verläuft. Die Ringfläche 23 ist außerdem exzentrisch zur Umfangs­ fläche 24 des Exzenterteils 21, auf der über ein Nadellager 25 die Anlenkhülse 16 drehbar gelagert ist. Gesichert ist die Anlenkhülse 16 durch einen Bund 26 am Exzenterteil 21 und eine federbelastete Abstandshülse 27, die das gesamte Antriebsglied 13 nach vorne in Richtung Werkzeugaufnahme 8 drängt.

Ein mit dem Werkzeughalter 8 fest verbundenes axial begrenzt be­ wegliches Hammerrohr 29 reicht bis unmittelbar an das Exzenterteil 21 heran. Mit ihm ist ein Zahnrad 30 zum Drehantrieb fest verbunden, welches mit einem auf der Welle 4 sitzenden zweiten Zahnrad 31 kämmt. Auf seiner dem Exzenterteil 21 zugewandten Stirnseite trägt das Zahnrad 30 ein Axiallager 32, welches unter Zwischenlage einer Scheibe 33 in Kontakt mit der bundseitigen Stirnfläche des Exzenter­ teils 21 steht. Der sich zum Schläger 6 hin verjüngende Döpper 7 ist in einer Führungshülse 34 mit sich ebenfalls zum Schläger hin ver­ jüngender Bohrung so geführt, daß beim Andrücken des Werkzeugs an den Döpper 7 das Hammerohr 29 sich in Richtung auf das Exzenterteil 21 verschiebt.

In Fig. 2 ist die Welle 4 mit den Exzenterteilen 20 und 21 gezeigt. In die Ringfläche 22 des inneren Exzenterteils 20 sind gleichmäßig über dem Umfang verteilt zwei bis vier kurze Führungsstifte 36 ein­ gesetzt. Diese greifen in zugeordnete schraubenförmige Kurvenbahnen 37 in den Ringflächen 23 des äußeren Exzenterteils 21 ein. In Fig. 2 stehen die Führungsstifte 36 am linken Ende der zugeordneten Kur­ venbahn 37 auf Anschlag; das Exzenterteil 21 befindet sich in der Drehstellung, in der sich die Exzentrizitäten beider Teile 20, 21, die gleichgroß sind, gerade aufheben. Somit läuft die Umfangsfläche 24 gegenüber der Achse der Welle 4 rund.

Bei an eine Bearbeitungsstelle fest angedrücktem Werkzeug 9, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, liegt das äußere Exzenterteil 21 auf Anschlag an der Abstandshülse 27 an, so daß es sich gegenüber dem inneren Exzenterteil 20 nicht weiter verschieben oder verdrehen kann. Die von beiden Exzenterteilen 20 und 21 hervorgerufene Gesamt­ exzentrizität des Antriebsglieds 13 hat nun ihren Maximalwert er­ reicht. Das heißt, der Hebel 14 des Treiberglieds 11 wird mit maxi­ maler Amplitude auf und ab bewegt. Damit ist das Schlagwerk 5 auf maximale Schlagstärke eingestellt.

Bei weniger stark angedrücktem Werkzeug 9 kann sich das Exzenterteil 21 gegenüber dem Exzenterteil 20 axial ein Stück nach rechts bewegen. Dabei verdreht es sich zwangsläufig entlang der Kurvenbahnen 37 gegenüber dem inneren Exzenterteil 20, womit sich die Gesamtexzen­ trizität verringert. Wird das Werkzeug 9 ganz vom Werkstück wegge­ nommen, so gelangt das äußere Exzenterteil 21 auf Druck der feder­ belasteten Abstandshülse 27 in seine vordere Endstellung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Da nun die Gesamtexzentrizität des Antriebs­ glieds 13 Null ist, bleibt die Anlenkhülse 16 ohne Ausschlag und der Hebel 14 steht still. Das Schlagwerk ist somit abgeschaltet.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 6 ist im Prin­ zip wie das erste aufgebaut. Die in Fig. 3 gezeigten funktionsglei­ chen Bauteile sind mit um 100 erhöhten Bezugszahlen versehen. Die Bezeichnungen sind, soweit nachfolgend nicht erwähnt, dem ersten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Ein Antriebsglied 113 umfaßt ein inneres Exzenterteil 120, das aus Montagegründen aus zwei Gliedern 120a, 120b besteht. Diese sind im Betrieb gegeneinander unverschieblich und fest, z. B. durch Schweißen oder Aufpressen mit der Welle 104 verbunden. Das Exzenterteil 120 weist eine exzentrische äußere Ringfläche 122 auf, auf der eine innere Ringfläche 123 eines äußeren Exzenterteils 121 aufliegt (s. auch Fig. 4 bis 6). Auf einer äußeren Umfangsfläche 124 des Ex­ zenterteils 121 ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel, eine Anlenk­ hülse 116 wälzgelagert, die an einem Bund 126 anliegt. In einen mit kegelstumpfförmigen Innenflächen versehenen Durchbruch 118 der An­ lenkhülse 116 greift in bekannter Weise ein Treiberglied 111 ein.

Das innere Exzenterteil 120 weist in seinem Mittelbereich eine um­ laufende Nut 140 auf, die von zwei Kurvenbahnen 141 und 142 begrenzt wird (s. auch Abwicklung in den Fig. 7 und 8). Die Kurvenbahnen 141 und 142 sind sägezahnartig mit je einer steilen Flanke 143 und einer flachen Flanke 144 je Zahn 145 ausgebildet. Die Kurvenbahnen 141 und 142 sind im Verlauf deckungsgleich, jedoch in Umfangsrich­ tung versetzt angeordnet. In die Nut 140 greift mit Spiel eine im Profil ebenfalls sägezahnförmige ringförmige Leiste 146 ein, die von dem äußeren Exzenterteil 121 nach innen wegsteht. Diese weist eben­ falls stückweise steile Abschnitte 147 und stückweise flache Ab­ schnitte 148 auf. Das äußere Exzenterteil 121 ist, wie im ersten Beispiel, axial verschieblich. An ihm liegt ein an einem Hammerrohr 129 befestigtes Zahnrad 130 mit seinem Axiallager 132 an.

Die Exzenterteile 120, 121 sind in allen Einzelheiten in den Fig. 4 bis 6 dargestellt. In Fig. 6 ist zu Darstellungszwecken das Exzenterglied 120a nach links verschoben.

Die Funktion der von den Exzenterteilen 120, 121 gebildeten Schlag­ werkskupplung ist am besten aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich.

Fig. 7 zeigt den ausgekuppelten Zustand, bei dem die Leiste 146 des äußeren Exzenterteils 121 an dem Exzenterglied 120b auf Anschlag anliegt. Wird nun das Werkzeug des Bohrhammers 101 an ein Werkstück angedrückt, so wird das äußere Kupplungsteil 121 von dem Zahnrad 130 nach hinten, das heißt in den Fig. 3, 7 und 8 nach links ver­ schoben. Dabei treffen die flachen Abschnitte 148 der Leiste 146 auf die flachen Flanken 144 des Exzenterglieds 120a. Diese gleiten aneinander ab, so daß sich das Exzenterteil 121 gegenüber dem Exzen­ terteil 120 um den Betrag B verdreht. Am Ende des Schaltvorgangs liegt die Leiste 146 an der Kurvenbahn 141 des Exzenterglieds 120a an (siehe Fig. 8), wobei die steilen Flanken 143 jeweils Anschläge bilden, die weiteres Verdrehen der Exzenterteile 120, 121 gegen­ einander verhindern. Nun ist die Kupplung voll eingekuppelt, das heißt, die Gesamtexzentrizität hat ihren Maximalwert erreicht. Die­ ser Betriebszustand ist auch in Fig. 3 dargestellt.

Wird der Hammer wieder von der Bearbeitungsstelle weggenommen, so drückt die Feder 128 das Exzenterteil 121 über die Abstandshülse 127 nach vorne, das heißt in Fig. 3 nach rechts, wobei sich gleich­ zeitig das Exzenterteil 121 im Kontakt mit dem Exzenterglied 120b zurückdreht und die Gesamtexzentrizität Null wird.

Das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist im Prinzip wie die vorangegangenen aufgebaut. Funktionsgleiche Bauteile sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel mit um 200 erhöhten Bezugszahlen und den gleichen Bezeichnungen versehen. Da nur das Antriebsglied 213 vom ersten Ausführungsbeispiel abweicht, beschränkt sich die Be­ schreibung auf dieses.

Auf einer Welle 204 sitzt ein inneres Exzenterteil 220. Dieses weist eine zylindrische Ringfläche 222 auf, die schräg zur Achse der Welle 204 geneigt ist. Ein äußeres Exzenterteil 221 liegt mit seiner inne­ ren Ringfläche 223 auf der Ringfläche 222 auf. Die beiden Exzenter­ teile 220 und 221 sind durch einen Keil 250 gegen gegenseitiges Ver­ drehen gesichert. Das innere Exzenterteil 220 trägt rechts einen An­ schlag 251, an dem das äußere Exzenterteil 221 bei Exzentrizität Null anliegt. Das äußere Exzenterteil 221 wird während des Schlag­ betriebs durch das Zahnrad 230 nach hinten in Richtung Motor 203 ge­ drückt. In dieser Stellung ist die Gesamtexzentrizität des Antriebs­ glieds 213 maximal. Bei von der Bearbeitungsstelle abgehobenem Bohr­ hammer wird das äußere Exzenterteil 221 durch die Feder 228 nach vorn verschoben, wobei sich infolge der schräg verlaufenden Ring­ flächen 222 und 223 die Exzentrizität allmählich bis auf den Wert Null verringert. Die Ringflächen 222 und 223 können außer zylinder­ mantelförmig auch unrund, zum Beispiel vierkantig oder mit einem sonstigen Profil ausgestattet sein. In diesem Fall erübrigt sich auch der Keil 250.

Die Schlagwerkskupplung eignet sich bei Bedarf auch zur drehzahlun­ abhängigen Steuerung der Einzelschlagstärke. Abhängig von der An­ preßkraft der Maschine an die Bearbeitungsstelle ändert sich die Gesamtexzentrizität und damit der Ausschlag des Antriebsgliedes. Ein geringerer Ausschlag führt zu einer geringeren Einzelschlagstärke.

Claims (11)

1. Bohr- und/oder Schlaghammer mit in einem Gehäuse (2) unter­ gebrachtem Motor (3) und einem Schlagwerk (5), dessen Schläger (6) von einem Treiberglied (11) etwa in seiner axialen Richtung be­ schleunigt wird und der periodisch direkt oder indirekt axial auf den Schaft eines Werkzeugs (9) auftrifft, welches Treiberglied (11) um eine Kippachse (12) kippbar ist und von einem Antriebsglied (13) mit Exzenter (20, 21) hin- und hergehend angetrieben wird, das sei­ nerseits von einer Welle (4) in Drehung versetzt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Antriebsglied (13) zwei ineinandergreifende Exzenterteile (20, 21) aufweist, von denen das erste (20) mit der Welle (4) undrehbar verbunden und das zweite (21) gegenüber der Wel­ le (4) axial verschieblich ist, wobei beide Exzenterteile (20, 21) mit jeweils die Welle (4) umgebenden, gegenüber dieser unsymmetrisch angeordneten, miteinander in Kontakt stehenden Ringflächen (22, 23) versehen sind, die so gegeneinander versetzbar sind, daß die resul­ tierende, auf das Treiberglied (11) einwirkende Exzentrizität des Antriebsgliedes (13) gegenüber der Welle (4) zwischen Null und einem Maximalwert einstellbar ist.

2. Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Treiberglied (11) mit dem Antriebsglied (13) stän­ dig in Eingriff steht.

3. Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Exzenterteil (21) entlang der Ring­ fläche (22) des ersten (20) axial verschieblich ist.

4. Bohr- und/oder Schlaghammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflächen (22, 23) sich koaxial zur Achse der Welle (4) erstrecken.

5. Bohr- und/oder Schlaghammer nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflächen (22, 23) zylin­ dermantelförmig sind.

6. Bohr- und/oder Schlaghammer nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Exzenterteil (21, 121) an einer Kurvenbahn (37, 141, 142) geführt ist und sich bei axialer Verschiebung entlang der Welle (4) gegenüber dem ersten Exzenterteil (20, 120) verdreht.

7. Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kurvenbahn (37) schraubenlinienförmig und in einem der beiden Exzenterteile (20, 21) angeordnet ist.

8. Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in beiden Exzenterteilen (120, 121) miteinander zu­ sammenarbeitende Kurvenbahnen (141, 142, 146) angeordnet sind.

9. Bohr- und/oder Schlaghammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflächen (222, 223) sich schräg zur Achsrichtung der Welle (204) hin erstrecken.

10. Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ringflächen (222, 223) unrund sind.

11. Bohr- und/oder Schlaghammer nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (13) einen Durchbruch (18) zum Eingriff des Treibergliedes (11) aufweist, der zum Treiberglied (11) hin beidseitig kegelstumpförmig ausgebildet ist, so daß in jeder möglichen Exzenterstellung des Antriebsgliedes (13) das Treiberglied (11) idealerweise an zwei Linien den Durchbruch (18) spielarm berührt.