[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bohrhammer für einen handgeführten Betrieb,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
[0002] Ein für einen handgeführten Betrieb vorgesehener Bohrhammer umfasst üblicherweise
einen elektrischen Antriebsmotor, eine um eine Spindelachse drehend antreibbare Werkzeugspindel
sowie ein pneumatisches Hammerwerk.
[0003] Ein derartiger Bohrhammer ist aus der
DE 10 2006 054 288 vom 17.11.2006 bekannt. Beim bekannten Bohrhammer weist das pneumatische Hammerwerk einen in der
Werkzeugspindel gelagerten, hubverstellbar angetriebenen Druckkolben, einen in der
Werkzeugspindel gelagerten, vom Druckkolben pneumatisch angetriebenen Schlagkörper
und einen in der Werkzeugspindel gelagerten, vom Schlagkörper anstoßbaren Döpper zum
axialen Anschlagen an ein von der Werkzeugspindel aufgenommenes Werkzeug auf. Ferner
umfasst das Hammerwerk einen koaxial zur Spindelachse orientierten Fangring, in den
der Schlagkörper bei Erreichen einer vorderen Endstellung mit einem Endabschnitt eintaucht.
Insbesondere kann der Fangring den darin eintauchenden Schlagkörper mit einer vorbestimmten
Haltekraft festhalten, was die Handhabung des Bohrhammers erheblich vereinfacht. Insbesondere
beginnt der Hammerbetrieb erst dann, wenn über das Werkzeug ein hinreichender Anpressdruck
aufgebracht wird, über den der Döpper den Schlagkörper aus dem Fangring herausdrückt,
wodurch dieser befreit wird und den pneumatischen Druckstößen des Druckkolbens folgen
kann.
[0004] Ein derartiger Fangring ist im Betrieb des Bohrhammers relativ hohen Belastungen
ausgesetzt und daher verschleißanfällig.
[0005] Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Bohrhammer
der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere
dadurch charakterisiert, dass der Fangring einem reduzierten Verschleiß ausgesetzt
ist, wobei gleichzeitig eine vergleichsweise einfache und sichere Montierbarkeit erreicht
werden soll.
[0006] Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0007] Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Fangring mit Hilfe
von zwei Scheiben, nämlich mit einer Fangscheibe und mit einer Rückschlagscheibe,
in der Werkzeugspindel zu fixieren. Dabei stützt sich der Fangring an einer dem Döpper
zugewandten Seite über die Rückschlagscheibe an einer Ringstufe der Werkzeugspindel
axial ab, während er sich an einer dem Schlagkörper zugewandten Seite über die Fangscheibe
an einem Sicherungsring axial abstützt, der in eine in die Werkzeugspindel eingearbeitete
Ringnut eingesetzt ist. Durch eine entsprechende Materialwahl für die Scheiben kann
die mechanische Beanspruchung des Fangrings bei dieser Bauweise reduziert werden,
was den Verschleiß des Fangrings signifikant senkt. Gleichzeitig kann der Fangring
hinsichtlich seines Werkstoffs besser dafür ausgelegt werden, den Schlagkörper zu
greifen und zu fixieren.
[0008] Entsprechend einer ersten Lösung gemäß der Erfindung können nun der Fangring, die
Fangscheibe und die Rückschlagscheibe jeweils bezüglich einer senkrecht zur Spindelachse
verlaufenden Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgestaltet sein. Durch diese Bauweise
wird verhindert, dass die einzelnen Elemente seitenverkehrt in der Werkzeugspindel
montiert werden. Eine seitenverkehrte Montage bei asymmetrischen Elementen kann bereits
nach sehr kurzer Betriebszeit zu einem Versagen des jeweiligen Elements führen und
ist daher zu vermeiden. Die Montage asymmetrischer Elemente erfordert vom jeweiligen
Monteur eine erhöhte Sorgfalt, was arbeits- und zeitintensiv ist. Bei einer automatisierten
Montage muss ein erhöhter Aufwand betrieben werden, um eine seitenverkehrte Montage
der Elemente vermeiden zu können. Durch die vorgeschlagene spiegelsymmetrische Ausgestaltung
der einzelnen Elemente ist der genannte Mehraufwand vermeidbar. Die Montage vereinfacht
sich entsprechend, der Bohrhammer kann dadurch bei erhöhter Qualität preiswerter hergestellt
werden.
[0009] Entsprechend einer zweiten Lösung gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, die Fangscheibe
und die Rückschlagscheibe als Gleichteile auszugestalten. Durch diese Bauweise sind
Fangscheibe und Rückschlagscheibe verwechslungssicher, was ebenfalls eine Montageerleichterung
darstellt und bei reduzierten Herstellungskosten eine erhöhte Herstellungsqualität
mit sich bringt.
[0010] Es ist klar, dass die beiden alternativen Lösungen auch kumulativ realisierbar sind.
Die diesbezüglichen Vorteile hinsichtlich vereinfachter Montage und erhöhter Qualität
liegen auf der Hand.
[0011] Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann zusätzlich ein koaxial zur
Spindelachse orientierter Bremsring vorgesehen sein, in den der Döpper mit einem vorausgehenden
Endabschnitt eintaucht. Dieser Bremsring kann nun ebenfalls bezüglich einer senkrecht
zur Spindelachse verlaufenden Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgestaltet sein. Auch
hierdurch lässt sich die Montierbarkeit vereinfachen.
[0012] Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden
Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
[0013] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen
auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
[0014] Es zeigen, jeweils schematisch,
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch einen Bohrhammer,
- Fig. 2
- eine vergrößerte Schnittansicht wie in Fig. 1 im Bereich eines Fangrings.
[0015] Entsprechend Fig. 1 umfasst ein für einen handgeführten Betrieb vorgesehener Bohrhammer
1 ein Gehäuse 2, das optional einen Handgriff 3 aufweisen kann. Der Bohrhammer 1 enthält
in seinem Gehäuse 2 einen elektrischen Antriebsmotor 4 sowie eine Werkzeugspindel
5 und ein pneumatisches Hammerwerk 6. Der Antriebsmotor 4 besitzt eine Antriebswelle
7, die im Betrieb des Bohrhammers 1 um eine Wellenachse 8 rotiert. Der Antriebsmotor
4 treibt die Werkzeugspindel 5 um eine Spindelachse 9 drehend an. Hierzu ist der Antriebsmotor
4 im gezeigten Beispiel über ein Spindelgetriebe 10 mit der Werkzeugspindel 5 antriebsgekoppelt.
Dabei handelt es sich beim Spindelgetriebe 10 bevorzugt um ein einstufiges Getriebe,
über das die Werkzeugspindel 5 direkt von der Antriebswelle 7 angetrieben ist. Das
Spindelgetriebe 10 ist bevorzugt als Winkelgetriebe ausgestaltet und besitzt dementsprechend
ein an der Antriebswelle 7 angebrachtes oder daran ausgebildetes Ritzel 11, das mit
einem Tellerrad 12 in Eingriff steht, das zur Drehmomentübertragung auf die Werkzeugspindel
5 dient. Dabei ist zweckmäßig zwischen dem Tellerrad 12 und der Werkzeugspindel 5
eine Sicherheitskupplung 13 angeordnet, die eine Drehmomentbegrenzung zwischen Antriebsmotor
4 und Werkzeugspindel 5 ermöglicht. Im Beispiel besitzt das Ritzel 11 eine radiale
Verzahnung, die mit einer axialen Stirnverzahnung des Tellerrads 12 kämmt, wodurch
das Tellerrad 12 ein Kronenrad ist.
[0016] Das Hammerwerk 6 umfasst einen Druckkolben 14, der unmittelbar in der Werkzeugspindel
5 hubverstellbar gelagert ist und über ein Hammergetriebe 15 mit Hilfe des Antriebsmotors
4 antreibbar ist. In der Werkzeugspindel 5 ist außerdem ein weiterer Kolben 16 hubverstellbar
gelagert, der im Folgenden als Schlagkörper 16 bezeichnet wird und der über den Druckkolben
14 pneumatisch antreibbar ist. Desweiteren ist in der Werkzeugspindel 5 noch ein weiterer
Kolben 17 hubverstellbar gelagert, der im Folgenden als Döpper 17 bezeichnet wird.
Dieser ist vom Schlagkörper 16 anstoßbar, also durch direkte mechanische Kontaktierung
antreibbar. Der Döpper 17 dient nun zum axialen Anschlagen an ein hier nicht dargestelltes
Werkzeug, das für den Betrieb des Bohrhammers 1 von einem Futter der Werkszeugspindel
5 aufgenommen ist und bei dem es sich für gewöhnlich um einen Bohrer handelt.
[0017] Das Hammergetriebe 15 besitzt bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform
ein Antriebsrad 18, das unmittelbar vom Ritzel 11 angetrieben ist, und zwar bevorzugt
im gleichen Axialabschnitt wie das Tellerrad 12. Eine hier nicht gezeigte Drehachse
des Antriebsrads 18 erstreckt sich dabei bevorzugt parallel zur Wellenachse 8. Am
Antriebsrad 18 ist exzentrisch über einen Zapfen 19 eine Pleuelstange 20 angelenkt,
die den Druckkolben 14 antreibt. Hierdurch wird ein Kurbeltrieb gebildet, der bei
drehendem Antriebsrad 18 über die Pleuelstange 20 den Druckkolben 14 zwischen zwei
Totpunkten hin und her hubverstellt. Hierdurch werden in einem Druckraum 21, der sich
in der Werkzeugspindel 5 axial zwischen dem Druckkolben 14 und dem Schlagkörper 16
befindet, Druckstöße oder Druckimpulse erzeugt, welche den Schlagkörper 16 entsprechend
antreiben. Dieser kann gegen den Döpper 17 entsprechend der Frequenz der Druckstöße
anstoßen, wodurch der Döpper 17 letztlich entsprechend der Frequenz der Druckstöße
gegen das jeweilige Werkzeug schlägt.
[0018] Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Wellenachse 8 und die Spindelachse
9 relativ zueinander in einem Winkel 22 angeordnet, der im gezeigten Beispiel etwa
90° beträgt. Allgemein kann der Winkel 22 in einem Bereich von einschließlich 60°
bis einschließlich 120° liegen. Hierdurch unterscheidet sich die hier gezeigte Bauweise
des Bohrhammers 1 von anderen herkömmlichen Bauweisen, bei welcher die Wellenachse
8 und die Spindelachse 9 im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, sog. Pistolenform.
[0019] Abweichend von der hier gezeigten Axialverzahnung zwischen Ritzel 11 und Tellerrad
12 kann grundsätzlich auch eine Kegelverzahnung vorgesehen sein, insbesondere dann,
wenn der Winkel 22 von 90° abweicht.
[0020] Entsprechend Fig. 2 umfasst das Hammerwerk 6 außerdem einen Fangring 23, der koaxial
zur Spindelachse 9 orientiert ist. Der Fangring 23 ist dabei im Inneren der Werkzeugspindel
5 angeordnet und dabei axial so positioniert, dass darin ein vorderer oder vorausgehender
Endabschnitt 24 des Schlagkörpers 16 eintauchen kann, wenn der Schlagkörper 16 eine
vordere Endstellung erreicht. In Fig. 2 ist ein Zustand dargestellt, bei welchem der
Schlagkörper 16 seine vordere Endstellung noch nicht erreicht hat. Dementsprechend
ist sein Endabschnitt 24 axial beabstandet zum Fangring 23 angeordnet und dementsprechend
nicht in diesen eingetaucht. In dem in Fig. 2 gezeigten Zustand befindet sich der
Döpper 17 in seiner hinteren Endstellung, in der er mit einem hinteren Endabschnitt
25 in den Fangring 23 eintaucht. Im dargestellten Zustand berührt der Schlagkörper
16 an seiner vorausgehenden Vorderseite 26 eine Rückseite 27 des Döppers 17, wodurch
eine Impulsübertragung ermöglicht wird.
[0021] Zur axialen Fixierung des Fangrings 23 in der Werkzeugspindel 5 dienen eine Rückschlagscheibe
28 und eine Fangscheibe 29. Die Rückschlagscheibe 28 ist dabei an einer dem Döpper
17 zugewandten Seite des Fangrings 23 angeordnet, während die Fangscheibe 29 an einer
dem Schlagkörper 16 zugewandten Seite des Fangrings 23 angeordnet ist. Der Fangring
23 stützt sich über die Rückschlagscheibe 28 an einer Ringstufe 30 der Werkzeugspindel
5 axial ab. Ferner stützt sich der Fangring 23 über die Fangscheibe 29 an einem Sicherungsring
31 axial ab. Dieser Sicherungsring 31 ist dabei in eine Ringnut 32 eingesetzt, die
radial innen in die Werkzeugspindel 5 eingearbeitet ist. Die Scheiben 28,29 können
aus einem anderen Werkstoff hergestellt sein als der Fangring 23. Hierdurch ist insbesondere
eine an die jeweilige Anforderung optimierte Materialauswahl möglich. Die Scheiben
28,29 bestehen beispielsweise aus einem Metall, können jedoch auch aus einem Kunststoff
hergestellt sein. Sie ermöglichen eine intensive Kraftübertragung zwischen Fangring
23 und Werkzeugspindel 5, wobei sie jedoch hinsichtlich ihrer Formgebung für einen
minimalen Verschleiß des Fangrings 23 ausgelegt sind. Der Fangring 23 kann bevorzugt
so ausgestaltet sein, dass er beim Eintauchen des vorderen Endabschnittes 24 des Schlagkörpers
16 mit einer Fangkontur 33 des Schlagkörpers 16 zusammenwirkt, die durch eine ringförmig
umlaufende, radiale Vertiefung gebildet ist, in welche der Fangring 23 radial eingreifen
kann, wenn der Schlagkörper 16 bei Erreichen seiner vorderen Endstellung hinreichend
tief in den Fangring 23 eintaucht.
[0022] Die Konturierung des vorausgehenden Endabschnitts 24 des Schlagkörpers 16 kann dabei
eine Ringschulter 34 aufweisen, die bei Erreichen der vorderen Endstellung des Schlagkörpers
16 an der Fangscheibe 29, insbesondere flächig, zur Anlage kommt.
[0023] In der gezeigten hinteren Endstellung des Döppers 17 kommt dieser mit einer Ringstufe
35 axial an der Rückschlagscheibe 28 zur Anlage. Außerdem kann sein Endabschnitt 25
hierbei vom Fangring 23 kontaktiert werden.
[0024] Beim gezeigten Bohrhammer 1 sind nun der Fangring 23, die Fangscheibe 29 und die
Rückschlagscheibe 28 jeweils bezüglich einer hier nicht dargestellten Mittelebene,
die sich senkrecht zur Spindelachse 9 erstreckt, spiegelsymmetrisch ausgestaltet.
Damit ist jedes einzelne dieser Elemente für sich verdrehsicher montierbar. Rückseite
und Vorderseite sind identisch, so dass eine fehlerhafte Montage vermieden werden
kann. Darüber hinaus ist bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform vorgesehen,
die Fangscheibe 29 und die Rückschlagscheibe 28 als Gleichteile auszugestalten. Hierdurch
kann auch eine Verwechslung zwischen Fangscheibe 29 und Rückschlagscheibe 28 vermieden
werden. Die Bauteile sind identisch und ohne Nachteil gegeneinander austauschbar.
[0025] Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist außerdem ein Bremsring 36 vorgesehen,
der bezüglich der Spindelachse 9 koaxial orientiert ist und der an einer weiteren
Ringstufe 37 der Werkzeugspindel 5 axial abgestützt ist. Ein vorausgehender Endabschnitt
38 des Döppers 17 taucht auch in der gezeigten hinteren Endstellung in den Bremsring
36 ein. Der Döpper 17 besitzt an seiner dem Bremsring 36 zugewandten Seite eine weitere
Ringstufe 39, mit welcher er am Bremsring 36 bei Erreichen seiner vorderen Endstellung,
insbesondere flächig, zur Anlage kommt. Auch der Bremsring 26 kann bevorzugt bezüglich
einer senkrecht zur Spindelachse 9 verlaufenden Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgestaltet
sein, um verdrehsicher montierbar zu sein. Der Bremsring 36 kann aus Metall hergestellt
sein und kann den Aufschlag des Döppers 17 bei Erreichen der vorderen Endstellung
dämpfen.
[0026] Der Döpper 17 ist zweckmäßig so ausgestaltet, dass sich sein Schwerpunkt etwa mittig
in einem in der Werkzeugspindel 5 geführten Längsabschnitt befindet, in dem auch wenigstens
eine Dichtung 40 angeordnet ist. Auch der Schlagkörper 16 und der Druckkolben 14 besitzen
entsprechende Dichtungen und sind unmittelbar in bzw. an der Werkzeugspindel 5 geführt.
1. Bohrhammer für handgeführten Betrieb,
- mit einem elektrischen Antriebsmotor (4),
- mit einer um eine Spindelachse (9) drehend antreibbaren Werkzeugspindel (5),
- mit einem pneumatischen Hammerwerk (6), das einen in der Werkzeugspindel (5) gelagerten,
hubverstellbar antreibbaren Druckkolben (14), einen in der Werkzeugspindel (5) gelagerten,
vom Druckkolben (14) pneumatisch angetriebenen Schlagkörper (16) und einen in der
Werkzeugspindel (5) gelagerten, vom Schlagkörper (16) anstoßbaren Döpper (17) zum
axialen Anschlagen an ein von der Werkzeugspindel (5) aufgenommenes Werkzeug aufweist,
- wobei ein koaxial zur Spindelachse (9) orientierter Fangring (23) vorgesehen ist,
in den der Schlagkörper (16) bei Erreichen einer vorderen Endstellung mit einem Endabschnitt
(24) eintaucht,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Fangring (23) an einer dem Döpper (17) zugewandten Seite über eine Rückschlagscheibe
(28) an einer Ringstufe (30) der Werkzeugspindel (5) axial abgestützt ist,
- dass der Fangring (23) an einer dem Schlagkörper (16) zugewandten Seite über eine Fangscheibe
(29) an einem Sicherungsring (31) axial abgestützt ist, der in eine an der Werkzeugspindel
(5) ausgebildete Ringnut (32) eingesetzt ist,
- dass der Fangring (23), die Fangscheibe (29) und die Rückschlagscheibe (28) jeweils bezüglich
einer senkrecht zur Spindelachse (9) verlaufenden Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgestaltet
sind.
2. Bohrhammer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fangscheibe (29) und die Rückschlagscheibe (28) Gleichteile sind.
3. Bohrhammer für handgeführten Betrieb,
- mit einem elektrischen Antriebsmotor (4),
- mit einer um eine Spindelachse (9) drehend antreibbaren Werkzeugspindel (5),
- mit einem pneumatischen Hammerwerk (6), das einen in der Werkzeugspindel (5) gelagerten,
hubverstellbar antreibbaren Druckkolben (14), einen in der Werkzeugspindel (5) gelagerten,
vom Druckkolben (14) pneumatisch angetriebenen Schlagkörper (16) und einen in der
Werkzeugspindel (5) gelagerten, vom Schlagkörper (16) anstoßbaren Döpper (17) zum
axialen Anschlagen an ein von der Werkzeugspindel (5) aufgenommenes Werkzeug aufweist,
- wobei ein koaxial zur Spindelachse (9) orientierter Fangring (23) vorgesehen ist,
in den der Schlagkörper (16) bei Erreichen einer vorderen Endstellung mit einem Endabschnitt
(24) eintaucht,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Fangring (23) an einer dem Döpper (17) zugewandten Seite über eine Rückschlagscheibe
(28) an einer Ringstufe (30) der Werkzeugspindel (5) axial abgestützt ist,
- dass der Fangring (23) an einer dem Schlagkörper (16) zugewandten Seite über eine Fangscheibe
(29) an einem Sicherungsring (31) axial abgestützt ist, der in eine an der Werkzeugspindel
(5) ausgebildete Ringnut (32) eingesetzt ist,
- dass die Fangscheibe (29) und die Rückschlagscheibe (28) Gleichteile sind.
4. Bohrhammer nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Fangring (23), die Fangscheibe (29) und die Rückschlagscheibe (28) jeweils bezüglich
einer senkrecht zur Spindelachse (9) verlaufenden Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgestaltet
sind.
5. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein koaxial zur Spindelachse (9) orientierter Bremsring (36) vorgesehen ist, in den
der Döpper (17) mit einem vorderen Endabschnitt (38) eintaucht und der bezüglich einer
senkrecht zur Spindelachse (9) verlaufenden Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgestaltet
ist.
6. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkzeugspindel (5) mittels eines einstufigen Spindelgetriebes (10) direkt von
einer Antriebswelle (7) des Antriebsmotors (4) angetrieben ist.
7. Bohrhammer nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Spindelgetriebe (10) als Winkelgetriebe ausgestaltet ist, das ein an der Antriebswelle
(7) angeordnetes oder ausgebildetes Ritzel (11) und ein mit dem Ritzel (11) in Eingriff
stehendes Tellerrad (12) aufweist.
8. Bohrhammer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ritzel (11) eine Radialverzahnung aufweist und dass das Tellerrad (12) als Kronenrad
ausgestaltet ist und eine axiale Stirnverzahnung aufweist.
9. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckkolben (14) über ein einstufiges Hammergetriebe (15) direkt von einer Antriebswelle
(7) des Antriebsmotors (4) angetrieben ist.
10. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Wellenachse (8) der Antriebswelle (7) und eine Spindelachse (9) der Werkzeugspindel
(5) in einem Winkel (22) zueinander angeordnet sind, wobei der Winkel (22) in einem
Bereich von einschließlich 60° bis einschließlich 120° liegt und insbesondere etwa
90° betragen kann.