Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Handwerkzeugmaschine ist aus der
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem, vorzugsweise pneumatischen, Schlagwerk, z.B. einen Bohrhammer. Der Bohrhammer schlägt mit einem Schläger des Schlagwerks auf einen Meißel, um diesen in einen Untergrund einzutreiben. Der Impuls des Schlägers wird effizient auf den Meißel übertragen. Falls der Meißel jedoch nicht an einem Werkstück anliegt, ergibt sich ein Leerschlag. Der Schläger läuft in einen vorderen Anschlag und gibt den Impuls an die Handwerkzeugmaschine ab. Bekannt ist den vorderen Anschlag mit Dämpfungsringen, z.B. aus einem Elastomer, zu versehen, um die auftretenden Kräfte zu absorbieren und den Bohrhammer zu schützen.
Die im Anspruch 1 definiert erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine hat ein Gehäuse, ein Schlagwerk und eine Drehmomentkupplung. Das Schlagwerk beinhaltet einen in einem Führungsrohr längs einer Arbeitsachse beweglich geführten Schläger. Das Führungsrohr ist in einer an dem Gehäuse befestigten Aufhängung längs der Arbeitsachse beweglich gelagert. Die Drehmomentkupplung ist auf dem Führungsrohr gelagert und in Schlagrichtung an der Aufhängung abgestützt. Das Führungsrohr ist an der Drehmomentkupplung in Schlagrichtung abgestützt. Das Führungsrohr kann sich gegenüber dem Gehäuse in Schlagrichtung verschieben, wobei die Drehmomentkupplung zwangsgeführt durch das Führungsrohr relativ zu dem Gehäuse verschoben wird.
Der bei einem Leerschlag auf das Führungsrohr übertragene Impuls in Schlagrichtung wird über die Drehmomentkupplung in das Gehäuse eingeleitet. Die Drehmomentkupplung wirkt als Verzögerungselement. Die Drehmomentkupplung hat zweckmäßigerweise eine Rückstellfeder, welche auf die Aufhängung eine Kraft in Schlagrichtung und auf das Führungsrohr eine Kraft entgegen der Schlagrichtung ausübt. Die Rückstellfeder dehnt die Weiterleitung des Impulses an das Gehäuse und damit die auftretenden Kräfte.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Drehmomentkupplung in der Schlagrichtung aufeinanderfolgend eine erste Kupplungsscheibe, eine zweite Kupplungsscheibe und eine Rückstellfeder beinhaltet. Das Führungsrohr ist in Schlagrichtung an der ersten Kupplungsscheibe oder zweiten Kupplungsscheibe abgestützt. Die Rückstellfeder wirkt in Schlagrichtung auf die Aufhängung und entgegen der Schlagrichtung auf die zweite Kupplungsscheibe. Das Führungsrohr kann sich, aber nur unter Mitnahme wenigstens einer der Kupplungsscheiben, in Schlagrichtung bewegen. Die zwischen der Aufhängung und den Kupplungsscheiben angeordnete Rückstellfeder wird dabei komprimiert. Der Eingriff des Führungsrohrs kann auch zwischen den beiden Kupplungsscheiben erfolgen, wodurch beim Nachschlagen die erste Kupplungsscheibe von der zweiten Kupplungsscheibe abhoben wird. Die Kupplung wird beim Nachschlagen somit kurzzeitig gelöst und die Drehmomentübertragung unterbrochen. Eine weitere Ausführung hintergreift greift direkt auf die Rückstellfeder, um diese zum Dämpfen des Nachschlagens des Leerschlags zu nutzen.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Aufhängung einen mit dem Gehäuse starr verbundenen ersten Ring und einen das Führungsrohr umgreifenden zweiten Ring beinhaltet. Das Führungsrohr ist in dem zweiten Ring axial beweglich und der zweite Ring liegt in Schlagrichtung an dem ersten Ring an. Die Rückstellfeder kann an dem zweiten Ring anliegen.
Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In der Figur zeigt:
Eine Werkzeugaufnahme 5 hat Verriegelungselemente 6, welche den Bohrmeißel 2 in der Werkzeugaufnahme 5 gegen Herausfallen sichert und zugleich eine begrenzte Bewegung des Bohrmeißels 2 längs der Arbeitsachse 3 in der Werkzeugaufnahme 5 ermöglicht. Die Verriegelungselemente 6 sind komplementär zu dem Bohrmeißel 2 aufgebaut, hier beispielhaft in Form radial verschiebbarer Kugeln, welche in längs der Arbeitsachse geschlossene Verriegelungsnuten des Bohrmeißels 2 eingreifen können. Die Werkzeugaufnahme 5 hemmt ferner eine relative Drehbewegung des Bohrmeißels 2, z.B. durch radial vorspringende Drehmitnahmestege 7, die in entsprechende offene Drehmitnahmenuten des Bohrmeißels 2 eingreifen.
Die Werkzeugaufnahme 5 haltert den Bohrmeißel 2 derart, dass ein Schlagwerk 9 auf eine rückseitige Stirnseite des Bohrmeißels 2 aufschlagen kann. Ferner ist die Werkzeugaufnahme 5 drehfest an einen Drehantrieb 10 angekoppelt, um ein von dem Drehantrieb 10 abgegebenes Drehmoment auf den Bohrmeißel 2 zu übertragen.
Das Schlagwerk 9 ist beispielsweise ein pneumatisches Schlagwerk 9. Ein Erreger 11 und ein Schläger 12 sind in einem Führungsrohr 13 längs der Arbeitsachse 3 beweglich geführt. Der Erreger 11 ist über einen Exzenter 14 oder einen Taumelfinger an einen Motor 15 angekoppelt und zu einer periodischen, translatorischen Bewegung gezwungen. Eine Luftfeder gebildet durch eine pneumatische Kammer 16 zwischen Erreger 11 und Schläger 12 koppelt eine Bewegung des Schlägers 12 an die Bewegung des Erregers 11 an. Der Schläger 12 kann direkt auf ein hinteres Ende des Bohrmeißels 2 aufschlagen oder mittelbar über einen im Wesentlichen in dem Führungsrohr 13 ruhenden Zwischenschläger 17 (Döpper) einen Teil seines Impuls auf den Bohrmeißel 2 übertragen.
Der Drehantrieb 10 hat beispielsweise eine Abtriebsspindel 18, welche lösbar oder unlösbar mit der Werkzeugaufnahme 5 drehstarr gekoppelt ist. Die Abtriebsspindel 18 kann beispielsweise eine hohle, das Schlagwerk 9 umgreifende Welle z.B. das Führungsrohr 13 sein. Die Abtriebsspindel 18 ist über einen Antriebsstrang mit dem Motor 15 gekoppelt. Der Antriebsstrang kann unter anderem ein ein- oder mehrstufiges Getriebe 20 und eine Drehmomentkupplung 21 enthalten. Die Drehmomentkupplung 21 ist insbesondere als Überlastschutz ausgebildet und unterbricht den Antriebstrang, falls ein von dem Motor 15 auf den Bohrmeißel 2 einwirkendes Drehmoment einen Grenzwert überschreitet.
Der Motor 15, das Schlagwerk 9, und der Drehantrieb 10 sind vorzugsweise in einem Maschinengehäuse 22 angeordnet. Ein unlösbar mit dem Maschinengehäuse 22 verbundener Handgriff 23 ermöglicht dem Anwender den Bohrhammer 1 zu halten und führen. Ansprechend auf ein Betätigen von eines oder mehrerer Bedienelemente, z.B. eines Systemschalter 24 am Handgriff 23, wird der Motor 15 aktiviert und der Bohrhammer 1 in Betrieb genommen. Wahlschalter können beispielsweise selektiv das Schlagwerk 9 und/oder den Drehantrieb 10 im Betrieb zuschalten.
Die beispielhafte Drehmomentkupplung 21 hat eine erste Kupplungsscheibe 25 und eine zweite Kupplungsscheibe 26, welche koaxial zu dem Führungsrohr 13 angeordnet sind. Die erste Kupplungsscheibe 25 kämmt mit dem Getriebe 20 und ist auf dem Führungsrohr 13 derart lose gelagert, dass sich die ersten Kupplungsscheibe 25 gegenüber dem Führungsrohr 13 drehen kann. Die zweite Kupplungsscheibe 26 kämmt über eine Verzahnung mit dem Führungsrohr 13. Die beispielhaften Kupplungsscheiben 25, 26 haben ebene Stirnflächen, welche über Haftreibung aufeinander ein Drehmoment übertragen. Bei anderen Ausführungsformen ist die ersten Kupplungsscheibe 25 oder zweite Kupplungsscheibe 26 mit Nocken oder anderen in die gegenüberliegende Kupplungsscheibe eingreifenden Strukturen versehen sein. Die zweite Kupplungsscheibe 26 ist auf dem Führungsrohr 13 längs der Arbeitsachse 3 und relativ zu der ersten Kupplungsscheibe 25 verschiebbar. Die Drehmomentkupplung 21 ist geschlossen, wenn die beiden Kupplungsscheibe 25, 26 einander berühren und somit ein Drehmoment von dem Getriebe 20 auf das Führungsrohr 13 übertragen, ergo von dem Motor 15 auf die Werkzeugaufnahme 5. Eine Rückstellfeder 28 wirkt auf die bewegliche zweite Kupplungsscheibe 26 und schiebt diese in Richtung zu der ersten Kupplungsscheibe 25, hier beispielhaft entgegen der Schlagrichtung 4. Die Drehmomentkupplung 21 ist in ihrer Grundstellung geschlossen.
Die ersten Kupplungsscheibe 25 liegt entgegen der Schlagrichtung 4 an einem radialen Vorsprung 29 des Führungsrohrs 13 an, welcher eine Bewegung der ersten Kupplungsscheibe 25 entgegen der Schlagrichtung 4 über diesen Vorsprung 29 hinaus hemmt. Der Vorsprung 29 kann beispielsweise einen auf das Führungsrohr 13 aufgesetzten Ring enthalten, welcher durch einen Sprengring axial an dem Führungsrohr 13 gesichert ist.
Das Führungsrohr 13 ist in dem Maschinengehäuse 22 längs der Arbeitsachse 3 verschiebbar aufgehängt. Bei einem Aufprall des Schlägers 12 oder des Döppers 17 auf die in Schlagrichtung 4 vorgesehen Anschläge 30, 31, kann das Führungsrohr 13 einen Teil der kinetischen Energie aufnehmen.
Eine Aufhängung 32 des Führungsrohrs 13 am Maschinengehäuse 22 beinhaltet beispielsweise einen inneren Ring 33 und einen äußeren Ring 34. Der innere Ring 33 ist in den äußeren Ring 34 eingesetzt und in diesem um die Arbeitsachse 3 drehbar gelagert. Das Lager kann ein einfaches Gleitlager oder eine Walzenlager enthalten. Der äußere Ring 34 bildet für den inneren Ring 33 eine entgegen der Schlagrichtung 4 weisende Anschlagfläche 35 aus. Der beispielhafte äußere Ring 34 hat keine eine entgegen der Schlagrichtung 4 verlaufende Bewegung des inneren Rings 33 begrenzende Anschlagfläche. Das Führungsrohr 13 ist in den inneren Ring 33 eingesetzt. Der innere Ring 33 ist gegenüber dem Führungsrohr 13 axial beweglich. Der äußere Ring 34 ist an dem Maschinengehäuse 22 axial unbeweglich befestigt. Eine nicht dargestellte Ausführungsform sieht keine Trennung der Aufhängung 32 in die relativ zu einander drehbar angeordneten Ringe 33, 34 vor.
Die Rückstellfeder 28 stützt sich in Schlagrichtung 4 an dem inneren Ring 33 der Aufhängung 32 ab. Bei einer axialen Bewegung des Führungsrohrs 13 in Schlagrichtung 4, erfolgt eine Krafteinleitung über den Vorsprung 29 in die axial gegenüber dem Maschinengehäuse 22 beweglichen Kupplungsscheiben 25, 26 durch die Rückstellfeder 28 und auf die zumindest in Schlagrichtung 4 gegenüber dem Maschinengehäuse 22 unbewegliche Aufhängung 32. Die Rückstellfeder 28 wird dabei komprimiert.
Die Rückstellfeder 28 liegt an einer in Schlagrichtung 4 weisenden Fläche 36 der zweite Kupplungsscheibe 26 und an einer entgegen der Schlagrichtung 4 weisenden Fläche 37 des inneren Rings 33 an.
Sofern das Führungsrohr 13 über weitere Aufhängungen an dem Maschinengehäuse 22 gelagert ist, erlauben diese sämtlich eine relative Bewegung des Führungsrohrs 13 gegenüber dem Maschinengehäuse 22 längs der Arbeitsachse 3.
Das Getriebe 20 hat ein Hohlrad 38 mit einer Innenverzahnung. Das Hohlrad 38 ist koaxial zu der ersten Kupplungsscheibe 25 angeordnet und kämmt mit einer Außenverzahnung der ersten Kupplungsscheibe 25.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die zweite Kupplungsscheibe 26 berührend an dem radialen Vorsprung 29 anliegt. Der radiale Vorsprung 29 ist zwischen den beiden Kupplungsscheiben 25, 26 angeordnet. Eine Krafteinleitung des bewegten Führungsrohrs 13 erfolgt unter Auslassen der ersten Kupplungsscheibe 25. Das bewegte Führungsrohr 13 trennt die beiden Kupplungsscheiben längs der Arbeitsachse 3 und öffnet somit die Drehmomentkupplung 21. Bei dieser Ausgestaltung kann die ersten Kupplungsscheibe 25 gegenüber dem Maschinengehäuse 22 längs der Arbeitsachse 3 unbeweglich angeordnet sein.
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