DE2438490C2

DE2438490C2 - Getriebe für einen elektromotorisch angetriebenen tragbaren Bohrhammer

Info

Publication number: DE2438490C2
Application number: DE19742438490
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(grad.) 7251 Gebersheim Wohllebe
Original assignee: C&E Fein GmbH and Co
Current assignee: C&E Fein GmbH and Co
Priority date: 1974-08-10
Filing date: 1974-08-10
Publication date: 1985-09-26
Also published as: FR2281188B1; DE2438490A1; FR2281188A1; CH579208A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen elektromotorisch angetriebenen tragbaren Bohrhammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen Bohrhämmern ist eine möglichst kurze Bauweise und eine schnelle und selbsttätige Schlagabschaltung beim Abheben des Bohrwerkzeuges von der Bohrstelle erforderlich. Es ist besonders wichtig, daß die Schlagabschaltung möglichst umgehend erfolgt, damit die entstehenden Leerschläge nicht zu einer Beschädigung des Bohrhammers führen.

Es ist ein Bohrhammer bekannt, bei dem zur Erzielung einer kurzen Baulänge Schlagkörper und Steuernocken achsparallel zueinander angeordnet sind. Ein Ausführungsbeispiel dieses Systems mit abschaltbarem Schlagwerk ist in der DE-OS 21 65 066 beschrieben. Wird das Bohrwerkzeug dieses Bohrhammers von der Bohrstelle abgehoben, so fliegt der Schlagkörper nach vorne über seine übliche Aufprallebene hinaus und schaltet damit die mechanische Kupplung des Steuernockens mit seiner achsparallel zur Bohrspindel angeordneten Antriebswelle und damit das Schlagwerk ab. Die Auskupplung erfolgt somit durch eine axiale Ver-Schiebung von Steuernocken und Schlagkörper. Beim Vorlauf des Schlagkörpers wird dieser in einer vorderen Fangvorrichtung aufgenommen und gehalten. Auch der Steuernocken wird in seiner vorderen Stellung arretiert. Erst durch eine Einrückbewegung des Bohrwerkzeuges wird der Schlagkörper wieder freigegeben, der Steuernocken in seine ursprüngliche Position verschoben und die mechanische Kupplung für den Antrieb des Steuernockens und damit des Schlagwerkes eingeschaltet.
Die Schlagabschaltung erfolgt bei dieser Ausführung somit beim Anheben des Bohrwerkzeuges, d. h. beim Ausrücken des Bohrwerkzeuges bzw. der Bohrspindel aus der Arbeitsstellung und zwar nicht direkt durch Bohrwerkzeug oder Bohrspindel, sondern erst beim

nächsten noch mit voller Schlagenergie geführten Arbeitsschlag des Schlagkörpers, dessen Schlagenergie besonders bei abgenutztem oder beschädigtem Dämpfer vom Getriebegehäuse und deii Verschraubungen des Bohrhammers aufgenommen werden muß. Neben der indirekten Abschaltung des Schlagwerkes mit jeweils voller Schlagenergie entstehen weitere Nachteile dieser Ausführung dadurch, daß ein bestimmter Aufwand für die Dämpfung des Schlagkörpers und für die Arretierung von Schlagkörper und Steuernocken in der vordersten Lage betrieben werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kurzbauenden Bohrhammer so zu gestalten, daß beim Ein- bzw. Ausrücken des Bohrwerkzeuges die Kupplung für das Ein- bzw. Ausschalten des Schlagwerkes direkt und ohne Umwege über andere Bauteile betätigt wird und daß damit Beschädigungen des Bohrhammers durch seine eigenen Leerschläge bei abgehobenem Bohrwerkzeug weitestgehend vermieden werden, ohne daß zusätzliche Dämpfungsgiieder notwendig sind. Dies ist besonders wichtig, da erfahrungsgemäß die Lebensdauer der Dämpfungsglieder begrenzt ist. Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Bohrhammer so auszuführen, daß zusätzliche Elemente zur Arretierung von Schlagwerksteilen in Endlagen nicht erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Anordnung nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Besonders günstig läßt sich das vorgenannte Prinzip anwenden, wenn beim Einrücken ansith bekannte Kupplungselemente radial nach außen in Ausnehmungen des Steuernocken-Antriebselementes drücken und somit den Steuernocken mit der Bohrspindel formschlüssig verbinden.

Eine wesentliche Vereinfachung gegenüber der bekannten Ausführung ist dann gegeben, wenn zur Übertragung des Drehmomentes von der Antriebswelle auf die Bohrspindel ein Stift verwendet wird, welcher gleichzeitig zum Kuppeln des Steuernocken-Antriebselementes mit der Bohrspindel herangezogen werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und werden anschließend näher erläutert. Die obere Hälfte über der Bohrspindel-Achse zeigt jeweils den eingerückten, die untere Hälfte den ausgerückten Zustand. Es /eigt

F i g. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch das Bohrhammer-Getriebe sowie einen weiteren Schnitt,

F i g. 2 eine Abwandlung der in F i g. 1 gezeigten Darstellung,

F i g. 3 eine weitere Variante in zwei Schnitten,

F i g. 4 eine Abwandlung der in F i g. ? gezeigten Darstellung.

Das in Fig. 1 dargestellte Bohrhammergetriebe ist in einem Gehäuse 23 untergebracht, in dessen rückwärtigem, hier nicht weiter aufgezeichneten Teil ein Elektromotor angeordnet ist, dessen Ankerritzel 19 mit einem mit einer Vorgelegewelle 16 drehfest verbundenen Zahnrad 18 in Eingriff steht. Eine in die Vorgelegewelle 16 eingearbeitete Verzahnung 17 kämmt mit einem auf einer Antriebswelle 11 festsitzenden Zahnrad 10. Eine im vorderen Teil des Gehäuses 23 axial verschiebbar gelagerte Bohrspindel 1 ist an ihrem rückwärtigen Ende so geschlitzt, daß ein in der Antriebswelle Il fixierter Stift 7 eingreifen kann und während der Axialbewegung der Bohrspindel 1 im Eingriff bleibt. Das Drehmoment wird somit vom Ankerritze! 19 über die Verzahnungen 18,17,10 und den Stift 7 auf die Bohrspindel 1 übertragen.

Die Antriebswelle 11 ist einerseits in einer im Gehäuse 23 befestigten Lagerbüchse 20, andererseits in der teilweise hohlen Bohrspindel 1 gelagert, wobei die axiale Abstützung einerseits über das Zahnrad 10 auf der Lagerbüchse 20. andererseits über eine Feder 2 bzw. die Stirnflächen 12, 13 erfolgt. Die Bohrspindel 1 weist im Bereich der Lagerung des Zahnrades 6 Querbohrungen 21 auf, die zur Aufnahme von Kugeln 5 dienen. Diese Kugeln 5 können je nach Lage der Bohrspindel 1 entweder in Mitnahmenuten 22 des auf der Bohrspindel 1 gelagerten Zahnrades 6 oder in eine kegelförmige Einschnürung 4 der Antriebswelle 11 hineinragen. Das Zahnrad 6 ist im letzten Fall frei auf der Bohrspindel 1 drehbar und axial beweglich, wobei die axiale Bewegung einerseits durch den rückwärtigen Bund der Bohrspindel 1, andererseits durch die im Gehäuse 23 befestigte Lagerbüchse 3 begrenzt wird.

AchsparaUel zur Bohrspindel 1 ist ein auf der Vorgelegequelle 16 drehbarer axial fixierter Steuernocken 15 angeordnet, dessen Steuerkurve einen auf der Antriebswelle 11 drehbaren und axial beweglichen Schlagkörper 8 gegen die Kraft einer Feder 9 abstützt. In der Verlängerung des Steuernockens 15 ist eine Verzahnung 14 eingearbeitet, die — unabhängig von der Lage der Bohrspindel 1 — dauernd im Eingriff mit dem Zahnrad 6 steht.

Der nach Fig. 1 beschriebene Mechanismus arbeitet wie folgt:

Nach Einschalten des Elektromotors wird die Bohrspindel 1 über die Zahnräder 19,18,17,10 und den Stift

7 in Drehung versetzt. Beim Andrücken des Bohrers an das Bohrgut schiebt sich die Bohrspindel 1 soweit nach hinten, bis ihre innere Stirnfläche 12 an der äußeren Stirnfläche 13 der Antriebswelle 11 zur Anlage kommt oder die Feder 2 auf ein bestimmtes Maß zusammengedrückt wird. Dabei werden die Kugeln 5 aus der kegelförmigen Einschnürung 4 der Antriebswelle 11 nach au-Ben gedrückt, bis sie in die Mitnahmenuten 22 des Zahnrades 6 einrasten. Die somit hergestellte formschlüssige Verbindung überträgt die Drehbewegung der Bohrspindel 1 auf das Zahnrad 6, welches diese Bewegung über die Verzahnung 14 an den Sieuernocken 15 weitergibt.

Durch den umlaufenden Steuernocken 15, auf dessen wendeiförmiger Gleitfläche der Schiagkörper 8 abzugleiten vermag, wird die Feder 9 über den Schlagkörper

8 periodisch entgegen der Wirkung der Feder 9 gespannt und der Schlagkörper 8 für die vorlaufende

so Schlagbewegung freigegeben.

Die Schlagenergie wird hierbei über den rückwärtigen Bund der Bohrspindel 1 eingeleitet und an das Bohrwerkzeug weitergegeben. Der beim Spannen unwillkürlich auftretende Anlaufstoß kann durch geeignete Dämpfungsmittel gemildert werden. Für die Schlagwirkung ist es vorteilhaft, wenn die Schlagzahl bei gleicher Schlagenergie erhöht werden kann. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß die Steuerkurve des Steuernokkens 15 mehrgängig ausgeführt oder zwischen Zahnrad 6 und der Verzahnung 14 des Steuernockens 16 ein schaltbares Getriebe eingefügt wird.

Beim Abheben des Bohrers vom Bohrgut schiebt sich die Bohrspindel 1 infolge der Wirkung der Feder 2 soweit nach außen, bis die Kugeln 5 in die kegelförmige Einschnürung 4 der Antriebswelle 11 gelangen und somit die formschlüssige Verbindung zwischen Bohrspindel 1 und Zahnrad 6 unterbrechen, wodurch die Rotation des Steuernockens 15 und damit auch das> Spannen

der Feder 9 unterbunden ist. Der Schlagkörper 8 legt sich dabei an die Steuerkurve des Sieuernockens 15 an.

Die in Fig.2 dargestellte Abwandlung der vorgenannten Ausführung erlaubt eine noch kürzere Bauweise. Abweichend zu F i g. 1 wird die Bewegung der in der Antriebswelle 11 gehaltenen Kugeln 5 durch eine in der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 11 geführten Steuerwelle 24 veranlaßt, die analog zu F i g. 1 eine kegelförmige Einschnürung 4 aufweist und mit ihrer vorderen Stirnfläche 25 in der Bohrspindel über eine Feder 2 abgestützt ist.

Die Übertragung des Drehmomentes erfolgt hierbei vom Zahnrad JO über die hohle, an ihrem vorderen Ende mit einem Polygon 26 versehene Antriebswelle 11 auf die im Inneren mit einem Polygon 26 versehene Bohr- is spindel 1.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in F i g. 3 dargestellt. Abweichend zu Fig. 1 wird der Kupplungsvorgang mit einfacheren Mitteln erreicht und zwar wird der zur Drehmomentübertragung von der Antriebswelle 11 auf die Bohrspindel 1 erforderliche Stift 7 gleichzeitig als Kupplungselement zwischen Zahnrad 6 und Bohrspindel 1 herangezogen. Beim Andrücken des Bohrers an das Bohrgui schiebt sich mit der Bohrspindel t über einen Mitnehmer 27 das Zahnrad 6 mit seinen Nuten 29 über den Stift 7 und stellt somit die formschlüssige Verbindung zwischen Bohrspindel 1 und der Verzahnung 14 des Steuernockens 15 her. Zur Dämpfung des Einrückstoßes kann zwischen dem Mitnehmer 27 und dem Zahnrad 6 ein federndes Element 28 vorgesehen werden.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungen erfordern zur Verwendung des Bohrhammers als Bohrmaschine eine Einrichtung, die nach Bedarf eine axiale Verschiebung der Bohrspindel verhindert. Solche Mittel sind an sich genügend bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden.

Abweichend von den obengenannten Ausführungen kann die Abschaltung des Schlagwerkes auch dadurch erfolgen, daß das Zahnrad 6 aus dem Einrückbereich der Kupplungselemente 5, 7 durch geeignete Mittel verschoben wird.

Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in F i g. 4 dargestellt. In Anlehnung an F i g. 3 erfolg· die Kupplung ebenfalls mit einem Stift 7. der jedoch nicht in der Antriebswelle 11, sondern in der Bohrspindel 1 fixiert ist. Um die Axialbewegung der Bohrspindel 1 zuzulassen, ist in der Antriebswelle 11 ein entsprechendes Langloch 30 eingearbeitet.

In Umkehrung zu F i g. 3 wird beim Andrücken des Bohrers an das Bohrgut der Stift 7 in die Mitnahmenuten 29 des axial fixierten Zahnrades 6 geschoben und somit die formschlüssige Verbindung hergestellt. Wird zum Bohren das Zahnrad 6 in die Lage 6' verschoben, so hat die Einrückbewegung der Bohrspindel 1 keinen Einfluß auf das Zahnrad 6 mehr.

Die mit der Erfindung erziehen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Bohrhammer extrem kurz baut, die Ein- und Abschaltung des Schlagwerkes direkt und ohne weitere Hilfsmittel erfolgt und Dämpfungssowie Arretierungselemente für Schlagkörper und Steuernocken nicht notwendig sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Getriebe für einen elektromotorisch angetriebenen, tragbaren Bohrhammer mit einer axial beweglichen Bohrspindel, in welcher eine Antriebswelle verdrehfest gelagert ist und mit einem federbelasteten Schlagkörper, welcher drehbar und axial beweglich auf der Antriebswelle gehalten ist und mit einem achsparallel zur Bohrspindel angeordneten drehbaren Steuernocken, welcher über den Schlagkörper eine Druckfeder periodisch zu spannen und den Schlagkörper für seine vorlaufende Schlagbewegung wieder freizugeben hat, wobei durch axiale Verschiebung der Bohrspindel der Steuernocken über Kupplungselemente in Rotation versetzt oder stillgesetzt wird und hierdurch die Steuerung der Schlagbewegung des Schlagkörpers erfolgt, d a durch g_tekennzeichnet, daß der Steuernokken (15) axial fixiert ist und sich mit einem auf der Bohrspindel (1) angeordneten Steuernockenantriebselement (6) in Eingriff befindet und daß beim Andrücken des Bohrers an das Bohrgut aus der Mantelfläche einer fluchtend zur Bohrspindel (1) angeordneten Antriebswelle (11) oder aus der Bohrspindel (1) herausragende Kupplungselemente (5, 7) in entsprechende Nuten (22, 29) des Steuemockenantriebselements (6) formschlüssig eingreifen und dadurch die Rotation des Steuernockenantriebselements (6) erreicht wird und daß beim Abheben des Bohrers vom Bohrgut die Kupplungselemente (5, 7) durch die axiale Bewegung der Bohrspindel (1) außer Eingriff gelangen und dadurch die Rotation des Steuernockenantriebselements (6) stillgesetzt wird.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (11) oder die in ihr befindliche Steuerwelle (24) eine kegelförmige Einschnürung (4) aufweist, die beim Einrücken der Bohrspindel (1) die in der Bohrspindel (1) oder der Antriebswelle (11) gehaltenen Kupplungselemente

(5) nach außen in koaxial angeordnete Mitnahmenuten (22) des auf der Bohrspindel (1) oder der Antriebswelle (11) gelagerten und mit dem Steuernokken (15) dauernd im Eingriff befindlichen Zahnrades

(6) drückt und damit die formschlüssige Verbindung zwischen Bohrspindel (1) und Zahnrad (6) bewirkt und somit das Schlagwerk einschaltet, beim Ausrükken der Bohrspindel (1) den Kupplungselementen (5) soviel Spielraum läßt, daß sich die formschlüssige Verbindung löst und somit das Schlagwerk ausschaltet.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der Bohrspindel (1) drehbar angeordnetes, axial geführtes und mit dem Steuernocken (15) dauernd im Eingriff befindliches Zahnrad (6) beim Einrücken der Bohrspindel (1) mit seinen Mitnahmenuten (29) in einen in der Antriebswelle (11) gehaltenen, das Drehmoment von der Antriebswelle (11) auf die Bohrspindel (1) übertragenden Stift (7) eingreift und damit die formschlüssige Verbindung zwischen Bohrspindel (1) und Zahnrad (6) herstellt und somit das Schlagwerk einschaltet, beim Ausrücken der Bohrspindel (1) den Übertragungsstift (7) wieder frei gibt, so daß sich die formschlüssige Verbindung löst und somit das Schlagwerk ausschaltet.

4. Getriebe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Bohrspindel (1) gehaltener.

das Drehmoment von der Antriebswelle (11) auf die Bohrspindel (1) übertragender Stift (7) beim Einrükken der Bohrspindel (1) in Mnnahmenuten (29) eines koaxial zu der Bohrspindel (1) drehbar angeordneten axial geführten und mit dem Steuernocken (15) dauernd im Eingriff befindlichen Zahnrades (6) eingreift und damit die formschlüssige Verbindung zwischen Bohrspindel (1) und Zahnrad (6) herstellt und somit das Schlagwerk einschaltet, beim Ausrücken der Bohrspindel (1) das Zahnrad (6) wieder frei gibt, so daß sich die formschlüssige Verbindung löst und somit das Schlagwerk ausschaltet

5. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkuppel-Vorgang der Bohrspindel (1) mit dem Zahnrad (6) dann abgeschlossen ist, wenn die innere Stirnfläche (12) der Bohrung in der Bohrspindel (1) an der äußeren Stirnfläche (13) der Antriebswelle (11) anliegt oder wenn die Rückstellfeder (2) auf ein bestimmtes Maß zusammengedrückt wird.

6. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Bohrspinde' (1) mit dem Zahnrad (6) dann aufgehoben wird, wenn die innere Stirnfläche (12) der Bohrung in der Bohrspindel (1) nicht mehr an der äußeren Stirnfläche (13) der Antriebswelle (11) anliegt oder wenn die Rückstellfeder (2) um ein bestimmtes Maß entspannt ist.