DE3335795C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer mit einem Luftpolsterschlagwerk, das einen kolbenartigen, einen der Werkzeugaufnahme zugewandten axialen Fortsatz aufweisenden Schläger enthält, der in einer zylindrischen Führungshülse über ein eingeschlossenes Luftpolster hin- und herbeweglich angetrieben ist und einen Zwischendöpper gegen das hintere Ende des in die drehend angetriebene Spindel eingesetzten Werkzeugs treibt, wobei eine aus einem gummielastischen Ring bestehende, innerhalb der Spindel angeordnete Fangeinrich­ tung den Schläger in der Leerlaufstellung durch Eingriff mit einer am Fortsatz vorhandenen Ringnut festhält, sowie mit einem im Innenraum der Spindel vorgesehenen, ringförmigen gummielastischen Dämpfungselement zur Dämpfung von axialen Rückstößen des Zwischendöppers, das mit seiner der Werkzeug­ aufnahme zugewandten Seite an einem axial in Richtung von der Werkzeugaufnahme weg bewegbaren Stützring anliegt.

Bei einem bekannten Bohrhammer dieser Art (DE-OS 31 20 326) bestehen der Ring und das Dämpfungselement jeweils aus einem O-Ring. Das Dämpfungselement ist zwischen der Innenfläche der Spindel und der Außenfläche eines Absatzes in einer Zwischendöpperfhülse angeordnet, so daß es mit einer Seite an der durch den Absatz gebildeten Ringschulter der Zwischen­ döpperhülse anliegt. An der gegenüberliegenden Seite berührt das Dämpfungselement die vordere Fläche einer Trägerhülse, die in der Innenfläche ihres hinteren Endbereiches eine Erweiterung zur Aufnahme des Ringes aufweist. Zur Positio­ nierung der Trägerhülse dient ein in der Spindel angeord­ neter Sprengring.

Bei dieser bekannten Anordnung sind somit zwei verhältis­ mäßig kompliziert aufgebaute und daher in der Herstellung teure Hülsenteile erforderlich, um das Dämpfungselement und den Ring zu positionieren, und darüber hinaus ist die Montage aufwendig.

Es ist ferner bereits bekannt (DE-OS 31 20 326), den Ring als Stahlring auszubilden und am Schläger einen durchgehend glattflächigen Fortsatz vorzusehen, um auf diese Weise in der Fangstellung einen kraftschlüssigen Eingriff zwischen Fortsatz und Stahlring zu erhalten. Dabei erfolgt jedoch das Positionieren des Stahlringes in der gleichen Weise, wie die Positionierung des O-Ringes, so daß die Herstellungs- und Montagekosten nicht verringert werden.

Bei einem anderen bekannten Bohrhammer (DE-AS 12 83 769) dient ein einziger O-Ring sowohl als Fangeinrichtung für den Schläger als auch zur Dämpfung der Rückschläge des Zwischen­ döppers. Eine derartige Anordnung ist jedoch für den praktischen Betrieb nicht geeignet, weil die erhebliche Stärke der wirkenden Rückstöße vom Zwischendöpper den O-Ring ohne weiteres abscheren würden, was insbesondere auch dann geschehen kann, wenn sich der Benutzer mit seinem gesamten Körpergewicht auf dem in Eingriff mit demWerkstück befind­ lichen Bohrhammer abstützt oder wenn der Bohrhammer mit eingesetztem Bohrmeißel herunterfällt und mit der Spitze des Bohrmeißels auf den Boden aufschlägt. Dabei wird der Zwischendöpper schlagartig nach hinten gegen den den in dem Gehäuseinnenraum ragenden Abschnitt 4 des O-Rings bewegt, so daß dies zu einer Zerstörung des im wesentlichen die Fangeinrichtung für den Schläger bildenden O-Ringes zur Folge hätte. Aus diesem Grund ist eine Zusammenfassung der Funktion von Fangeinrichtung und Dämpfungseinrichtung für die Rückstöße des Zwischendöppers in einem einzigen Ring nicht möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Dämpfungselement zur Dämpfung von axialen Rückstößen des Zwischendöppers und den Ring der Fangeinrichtung im Bohrhammer so anzuordnen, daß sie mit möglichst einfach aufgebauten Teilen positioniert sowie ohne großen Aufwand montiert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Bohrhammer der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß der Ring und das Dämpfungselement in einer gemeinsamen, senk­ recht zur Längsachse derSpindel verlaufenden Ebene liegen, wobei der Ring radial innerhalb des Dämpfungselementes liegt, und daß Ring und Dämpfungselement durch beiden gemeinsame Positionierbereiche gegen axiale Verlagerung gehalten sind, wobei der eine Positionierbereich vom Stütz­ ring gebildet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Bohrhammer sind somit Dämpfungs­ element und Ring nicht mehr, wie bisher üblich, im axialen Abstand entlang der Spindel voneinander angeordnet, sondern sie liegen in einer gemeinsamen Ebene. Dadurch können an jeder Seite dem Ring und dem Dämpfungselement gemeinsame Positionierbereiche vorhanden sein, die sich besonders einfach ausbilden lassen. Beispielsweise wird der der Werkzeugaufnahme abgewandte Positionierbereich von einer mittels eines Sprengringes gehaltenen Ringscheibe gebildet, während der der Werkzeugaufnahme zugewandte Positionierbereich aus einem Stützring besteht, der an einer Ringschulter der Spindel anliegen kann. Derartige Bauteile erfordern nur geringe oder gar keine spanabhebende Bearbeitung, so daß die Fertigungskosten erheblich verringert werden. Darüber hinaus ist das Einsetzen von Dämpfungselement und Ring in einer gemeinsamen Ebene sehr einfach und kann praktisch in einem Arbeitsschritt erfolgen.

Um eine ausreichende Dämpfungswirkung für die Rückstöße des Zwischendöppers zu erreichen, kann die axiale Erstreckung des Dämpfungselementes größer als die axiale Erstreckung des Ringes sein, und das Dämpfungselement kann zwischen den Positionierbereichen zur Erzeugung einer Vorspannung zusammengedrückt sein, um auf diese Weise als verhältnis­ mäßig starre Feder zu wirken.

In einer Ausgestaltung der Erfindung können Dämpfungselement und Ring jeweils aus einem O-Ring bestehen. Es ist jedoch auch möglich, Dämpfungselement und Ring einstückig auszu­ bilden, indem sie über einen Abschnitt aus elastischem Material miteinander verbunden sind.

Wird der Übergang zwischen Fortsatz und Hauptkörper des Schlägers von einer normal zur Schlägerlängsachse liegenden Ringfläche gebildet und ist die Ringnut unmittelbar benachbart zur Ringfläche angeordnet, so bewirkt das Dämpfungselement auch eine Dämpfung der Stöße des sich im Leerlauf nach vorn bewegenden Schlägers.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Teildarstellung teilweise als Ansicht und teilweise im Schnitt einen Bohrham­ mer, wobei jedoch auch in der Schnittdarstel­ lung einige Teile in der Ansicht gezeigt sind.

Fig. 2 zeigt im Schnitt einen Ausschnitt aus dem Bohr­ hammer aus Fig. 1 mit anderem Aufbau von Dämpfungselement und Ring.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung ähnlich Fig. 2, jedoch mit abgewandelter Form des Schlägers.

Der in Fig. 1 dargestellte Bohrhammer entspricht in seinem Aufbau dem in der deutschen Patentanmeldung P 32 24 050.3 beschriebenen Bohrhammer.

Dieser Bohrhammer hat ein aus zwei Kunststoffschalen be­ stehendes Gehäuse 1, das am vorderen Ende ein Futter 3 zur Aufnahme des teilweise dargestellten Bohrers 2 auf­ weist. Auf der Ankerwelle des nicht gezeigten Motors ist in üblicher Weise ein Ventilator 7 befestigt, und die Ankerwelle ist mit dem dargestellten Endbereich in einem Lager gehalten, das in einem Metallteil 4, etwa aus Aluminiumguß befestigt ist. Das dargestellte Ende der Ankerwelle bildet ein nicht zuerkennendes Ritzel, das in Eingriff mit einem Zahnrad 13 steht, das auf einer Zwischenwelle 10 befestigt ist. Die Zwischenwelle 10 ist mit ihren Enden in Lagern 11 und 24 gehalten, wobei das Lager 11 im Metallteil 4 und das Lager 24 in einem Blech- Formteil 5 befestigt ist, das in das Gehäuse 1 eingesetzt ist und in zentrierendem Eingriff mit dem Metallteil 4 steht. Zwischen dem Zahnrad 13 und dem Lager 11 befindet sich eine Tellerfeder 12. Das Zahnrad 13 ist begrenzt in Richtung auf das Lager 11 auf der Welle 10 verschiebbar, jedoch unverdrehbar gehalten, so daß es bei einer solchen Verschiebung die Feder 12 zusammendrückt.

Auf der Zwischenwelle 10 ist drehbar eine Trommel 14, 14′ befestigt, die eine umlaufende Nut 15 aufweist. Die umlau­ fende Nut 15 ist so ausgebildet, daß sie die später zu beschreibende Hin- und Herbewegung des Kolbens des Schlag­ werkes erzeugt, und sie kann die Form eines schräg ge­ stellten Kreises haben. An dem dem Zahnrad 13 abgewandten Ende der Trommel hat diese die angedeuteten Zähne, die in Eingriff mit entsprechend geformten Zähnen einer Buchse 16 stehen, die auf der Zwischenwelle 10 unverdrehbar be­ festigt ist. An der Außenfläche der Buchse 16 liegt eine Feder 18 an, die sich an einer von einer Scheibe 19 gebildeten Ringschulter abstützt und die Buchse 16 in Richtung auf die Trommel 14, 14′ drückt, um so den Ein­ griff der Zähne sicherzustellen. Die Buchse 16 kann mittels einer nicht dargestellten Anordnung von außen so verlagert werden, daß ihre Zähne außer Eingriff mit den Zähnen der Trommel 14, 14′ kommen, die Buchse 16 also gegen den Druck der Feder 18 nach links verlagert wird. In dieser Stellung wird dann die Drehbewegung der Zwischenwelle 10 nicht mehr von der Buchse 16 auf die drehbar auf der Zwischenwelle gelagerte Trommel 14, 14′ übertragen und daher der Antrieb für das Schlagwerk unter­ brochen.

Zwischen der Scheibe 19 und einem dem Lager 24 benachbar­ ten Lager 23 zur Aufnahme von Axialkräften ist auf der Zwischenwelle 10 ein Zahnrad 37 vorhanden, das in Ein­ griff mit einem auf der Spindel 39 befestigten Zahnrad 38 steht und so eine Drehbewegung der Spindel und damit des Bohrers 2 bewirkt. Die Spindel stützt sich mit ihrem inneren Ende an einem Lager 40 ab, während das Zahnrad 38 zur Aufnahme von Stößen gegen eine mittels eines einge­ lagerten Ringes 42 gehaltene Tellerfeder 41 begrenzt axial bewegbar ist. Ferner ist das Zahnrad 38 beim Über­ schreiten eines bestimmten Drehmomentes bezüglich der Spindel 39 verdrehbar, so daß eine Überrastkupplung gebil­ det ist.

Zur Erzeugung der Schlagbewegung des Bohrers dient ein in einem Führungsrohr 25 befestigter, rohrförmiger Kolben 26, in dem der Schläger 27 angeordnet ist. Zur Funktions­ weise eines solchen Schlagwerkes sei auf die EP-OS 14 760 verwiesen, in der auch die Funktion und die Lage von hier nicht dargestellten, im rohrförmigen Kolben 26 und im Führungsrohr 25 vorzusehenden Belüftungsöffnung erläutert wird.

Es sei erwähnt, daß in Fig. 1 zur Verdeutlichung der verschiedenen Betriebsstellungen des Schlagwerkes ober­ halb und unterhalb der Mittellinie des Führungsrohres 25 zwei unterschiedliche Betriebsstellungen gezeigt sind. In der unterhalb der Mittellinie dargestellten Betriebsstel­ lung befindet sich der rohrförmige Kolben 26 in seiner nahezu vollständig zurückgezogenen Lage, während der Schläger 27 sich in der Stellung befindet, die sich bei Leerlauf, also bei fehlendem Bohrer 2 oder bei fehlendem Widerstand auf das vordere Ende des Bohrers 2 ergibt. Oberhalb der Mittellinie ist der rohrförmige Kolben 26 in seiner am weitesten nach vorn verlagerten Stellung ge­ zeigt, während der Schläger 27 sich in einer Lage befindet, in der er schlagend auf das hintere Ende des Zwischendöp­ pers 29 auftrifft. Am hinteren äußeren Ende des rohrförmi­ gen Kolbens 26 sind zwei Ansätze 28 angeformt, die eine Mittelbohrung zur Aufnahme eines Zapfens 30 aufweisen. Dieser Zapfen ist um seine Längsachse drehbar gelagert und hat eine Mittelbohrung, in und durch die sich das ein Ende eines Hebels 31 erstreckt. Dieser Hebel ist mit seinem dem sich durch die Mittelbohrung des Zapfens 30 erstreckenden Ende gegenüberliegenden Ende 33 mit Hilfe eines Stiftes schwenkbar am Gehäuse 1 bzw. an einem Teil des Metallteils 4 gelagert, also um den Stift schwenkbar. Zwischen den beiden Enden des Hebels 31 ist an diesem ein Zapfen befestigt, der sich in die Nut 15 der Trommel 14, 14′ erstreckt, so daß bei Bewegung der Nut 15 der Hebel 31 um den im Gehäuse 1 bzw. einem Teil des Metallteils 4 gelagerten Stift 34 verschwenkt und dadurch sein oberes Ende in Richtung der Mittelachse des Führungsrohres in der angedeuteten Weise hin- und herbewegt wird.

Im oberen Bereich des Metallteils 4 befindet sich ein nach hinten offener Kanal 45, der zur Führung von Kühl­ luft dient.

Wie dargestellt, ist der Schläger 27 im rohrförmigen Kol­ ben 26 hin- und herbewegbar und gegen dessen Innenwand mit einem O-Ring 36 abgedichtet. Am vorderen Ende des Schlägers 27 ist ein Fortsatz vorhanden, der aus einem kegel­ stumpfförmigen Abschnitt 33 und einem an diesen an­ schließenden kurzen zylindrischen Abschnitt 34 besteht. Zwischen den beiden Abschitten 33 und 34 ist eine Ring­ nut 35 vorhanden.

In der drehbar auf dem Führungsrohr 25 gelagerten Spin­ del 39 ist eine Ringschulter ausgebildet, an der ein metallischer Stützring 51 anliegt. Benachbart zu diesem befindet sich ein aus gummielastischem Material, vorzugs­ weise Kautschuk, bestehender Körper 50, der einerseits durch den Stützring 51 und andererseits durch eine Ring­ scheibe 52, die von einem in eine Nut in der Spindel 39 eingesetzten Sprengring 53 positioniert wird, gehalten ist. Der Körper 50 hat die Form von zwei über einen Stegbereich miteinander verbundenen Ringen. Der radial weiter außen liegende Ring hat üblicherweise einen größe­ ren Durchmesser als der radial weiter innen liegende Ring, so daß der äußere Ring zwischen Stützring 51 und Ringscheibe 52 etwas zusammengepreßt ist. Der Körper 50 ist innerhalb der Spindel so angeordnet, daß er im in Fig. 1 oben gezeigten Normalbetrieb vor der Ringnut 35 des Schlägers 27 liegt, also der Zwischendöpper 29 bei hineingedrücktem Bohrer 2 soweit hinten liegt, daß er eine Bewegung der Ringnut 35 des Schlägers 27 in den Bereich des Körpers 50 verhindert. Dabei kommt der Zwischendöpper 29 mit einem abgeschrägten hinteren Endbe­ reich in Eingriff mit dem Stützring 51, und vom Zwischendöp­ per 29 ausgeübte Rückstöße werden auf den Stützring 51 und von diesem auf den Körper 50 übertragen, wobei der äußere Ring des Körpers 50 diese Stöße dämpft.

Im Leerlauf, wenn also entweder kein Bohrer 2 in der Bohreraufnahme 3 angeordnet ist oder wenn der Bohrer 2 nicht durch Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstück in die Spindel hineingeschoben wird, wird der Zwischen­ döpper 29 durch das Auftreffen des Schlägers 27 nach vorn verlagert (unterer Teil der Darstellung in Fig. 1), und der Schläger 27 kann sich so weit nach vorn bewegen, daß der innere Ring des Körpers 50 in Eingriff mit der Nut 35 kommt. Dadurch wird der Schläger 27 in dieser Lage "gefan­ gen" gehalten, und weitere Antriebsbewegungen des rohrför­ migen Kolbens 26 bewirken keine Hin- und Herbewegung des Schlägers 27.

Der in Fig. 2 gezeigte Ausschnitt entspricht dem ent­ sprechenden Bereich aus dem Bohrhammer gemäß Fig. 1, und gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen und zusätz­ lich mit ′ bezeichnet.

Abweichend von der Anordnung aus Fig. 1 besteht die zwischen dem Stützring 51′ und der Ringscheibe 52′ vorge­ sehene gummielastische Anordnung aus zwei O-Ringen 50 a und 50 b, von denen der äußere O-Ring 50 b einen größeren Durchmesser hat und durch die Lage zwischen Ringkörper 51′ und Ringscheibe 52′ zusammengedrückt ist. Dieser O- Ring dient zur Dämpfung der Rückstöße des Zwischendöp­ pers 29′.

Der innere O-Ring 50 a kommt im Leerlauf in Eingriff mit der Ringnut 35′ des Schlägers 27′, um den Schläger 27′ in dieser Stellung "gefangen" zu halten.

Die Anordnung gemäß Fig. 3 entspricht im wesentlichen der Anordnung aus Fig. 2, und gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Der in Fig. 3 gezeigte Schläger 27′ hat zwischen Fort­ satz und Hauptkörper eine normal zur Schlägerlängsachse verlaufende Ringfläche 54. An diese Ringfläche schließt unmittelbar die Ringnut 35′ für den Eingriff des O- Ringes 50 a an.

Bewegt sich der Schläger 27′ im Leerlaufbetrieb nach vorn, so trifft seine Ringfläche 54 auf die Ringscheibe 52′, und der Stoß wird vom O-Ring 50 b aufgenommen und gedämpft. Dabei wird nicht nur der O-Ring 50 b, sondern auch der O-Ring 50 a elastisch verformt. Diese Verformung des O-Ringes 50 a verstärkt dessen Fangeingriff mit der Ringnut 35′.

Claims (7)

1. Bohrhammer mit einem Luftpolsterschlagwerk, das einen kolbenartigen, einen der Werkzeugaufnahme zugewandten axialen Fortsatz aufweisenden Schläger enthält, der in einer zylindrischen Führungshülse über ein eingeschlos­ senes Luftpolster hin- und herbeweglich angetrieben ist und einen Zwischendöpper gegen das hintere Ende des in die drehend angetriebene Spindel eingesetzten Werkzeugs treibt, wobei eine aus einem gummielastischen Ring bestehende, innerhalb der Spindel angeordnete Fangein­ richtung den Schläger in der Leerlaufstellung durch Eingriff mit einer am Fortsatz vorhandenen Ringnut festhält, sowie mit einem im Innenraum der Spindel vorgesehenen, ringförmigen gummielastischen Dämpfungs­ element zur Dämpfung von axialen Rückstößen des Zwischendöppers, das mit seiner der Werkzeugaufnahme zugewandten Seite an einem axial in Richtung von der Werkzeugaufnahme weg bewegbaren Stützring anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (z. B. 50 a) und das Dämpfungselement (z. B. 50 b) in einer gemeinsamen, senkrecht zur Längsachse der Spindel (39) verlaufenden Ebene liegen, wobei der Ring (50 a) radial innerhalb des Dämpfungselementes (50 b) liegt, und daß Ring (50 a) und Dämpfungselement (50 b) durch beiden gemeinsame Positionsbereiche (51, 52) gegen axiale Verlagerung gehalten sind, wobei der eine Positionsbereich vom Stützring (51) gebildet ist.

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung des Dämpfungselementes (z. B. 50 b) größer als die axiale Erstreckung des Ringes (z. B. 50 a) ist und daß das Dämpfungselement (50 b) zwischen den Positionierbereichen (51, 52) zur Erzeugung einer Vorspannung zusammengedrückt ist.

3. Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß Dämpfungselement (50 b) und Ring (50 a) jeweils aus einem O-Ring bestehen.

4. Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Dämpfungselement und Ring einstückig ausgebildet sind.

5. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenzeichnet, daß der der Werkzeugaufnahme (3) abgewandte Positionierbereich aus einer von einer mittels eines Sprengringes (53) gehaltenen Ringscheibe (52) besteht.

6. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen Fortsatz und Hauptkörper des Schlägers (27′) aus einer normal zur Schlägerlängsachse liegenden Ringfläche (54) besteht und daß die Ringnut (35′) unmittelbar benachbart zur Ringfläche (54) angeordnet ist.

7. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (51) an einer Ring­ schulter der Spindel (39) anliegt.