Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine für bohrende, meißelnde oder kombiniert bohrend meißelnde Werkzeuge. Die Handwerkzeugmaschine beinhaltet ein Schlagwerk, vor dessen Rückschlagen der Anwender durch vibrationsdämpfende Entkopplungen zwischen dem Schlagwerk und einem Handgriff geschützt ist.

Bei einer Handwerkzeugmaschine deren Schwerpunkt außerhalb der Arbeitsachse liegt, ergibt sich mit den längs der Arbeitsachse wirkenden Rückschläge zudem ein Drehmoment um den Schwerpunkt. US 8,443,912 und US 7,987,921 befassen sich mit dieser Problematik und schlagen vor, den Handgriff um den Schwerpunkt drehbar aufzuhängen, damit das Drehmoment nicht auf den Handgriff einwirken kann.

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine hat eine Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen eines meißelnden, bohrenden oder bohrend meißelnden Werkzeugs und ein Schlagwerk. Das Schlagwerk ist in einem Maschinengehäuse angeordnet. Ein Handgriff ist längs einer zu der Arbeitsachse geneigten, um wenigstens 70 Grad geneigten oder senkrecht Griffachse orientiert und mit drei Aufhängungen an dem Maschinengehäuse angelegt. Die erste Aufhängung ist näher an der Arbeitsachse als die zweite Aufhängung angeordnet. Die dritte Aufhängung ist gegenüber der ersten Aufhängung und der zweiten Aufhängung längs der Arbeitsachse, z.B. in Schlagrichtung versetzt angeordnet. Die zweite Aufhängung hat einen längs der Griffachse verlaufenden Hebelarm. Das erste Ende des Hebelarms ist an einem von Maschinengehäuse und Handgriff befestigt. Eine Führung ist an dem anderen von Maschinengehäuse und Handgriff befestigt. Das zweite Ende des Hebelarms ist in der Führung auf eine zu der Arbeitsachse geneigten oder senkrechten Bahn gezwungen gegen eine Federeinrichtung auslenkbar.

Die Anordnung der drei Aufhängungen ist insbesondere für eine Handwerkzeugmaschine geeignet, deren Schwerpunkt außerhalb der Arbeitsachse liegt. Die erste Aufhängung kann näher an der Arbeitsachse angeordnet sein als die zweite Aufhängung.

Die zweite Aufhängung isoliert mittels der Führung die Vibrationsdämpfung entlang der Griffachse von einer erforderlichen Anbindung längs der Arbeitsachse. Die Federeinrichtung und der Hebelarm können unabhängig voneinander ausgelegt werden, um die Vibrationsdämpfung in den einzelnen Richtungen zu optimieren. Eine Ausgestaltung sieht vor, das zweite Ende des Hebelarms zu weiteren Entkopplung mit einem Drehlager zu versehen. Der Hebelarm kann als Blattfeder ausgebildet sein, welche geometrisch bedingt eine hohe Steifigkeit längs der Griffachse und eine geringe Steifigkeit längs der Arbeitsachse aufweist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die dritte Aufhängung ein in einer linearen Führung parallel zu Arbeitsachse verschiebbares Drehlager aufweist, dessen Drehachse senkrecht auf einer Ebene aufgespannt von der Arbeitsachse und der Griffachse steht. Die dritte Aufhängung ermöglicht dem Handgriff sich zum Dämpfen des Rückschlags längs der Arbeitsachse frei zu bewegen. Das Drehlager verringert die Übertragung des Drehmoments der Handwerkzeugmaschine um ihren Schwerpunkt. Die Führung ermöglicht nur ein zu der Arbeitsachse paralleles Verschieben des Maschinengehäuses gegenüber dem Handgriff. Das Drehlager ergänzt den translatorischen Freiheitsgrad der Führung um einen rotatorischen Freiheitsgrad, die Drehachse des Drehlagers bleibt jedoch innerhalb der Führung. Andere translatorische oder rotatorische Bewegungen sind durch die dritte Aufhängung gehemmt.

Die dritte Aufhängung kann vorteilhaft auf der Höhe des Zwischenschlägers angeordnet werden. Das Schlagwerk hat auf der Arbeitsachse in Schlagrichtung aufeinanderfolgend angeordnet einen Schläger und einen Zwischenschläger. Der Zwischenschläger liegt zwischen Schläger und Werkzeug. Der Zwischenschläger liegt von dem Handgriff aus betrachtet längs der Arbeitsachse typischerweise deutlich hinter dem Schwerpunkt. Mit der Anordnung der dritten Aufhängung außerhalb des Schwerpunkts können für schwere, handgehaltene Bohr- und Meißelhammer von z.B. 10 kg Vibrationen stärker reduziert werden als bei einer Aufhängung an dem Schwerpunkt.

Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

• Fig. 1 einen Meißelhammer
• Fig. 2 eine Aufhängung
• Fig. 3 eine Aufhängung

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.

Fig. 1 zeigt als Beispiel einer meißelnden Handwerkzeugmaschine schematisch einen Meißelhammer 1. Der Meißelhammer 1 hat eine Werkzeugaufnahme 2, in welche ein Schaftende 3 eines Werkzeug, z.B. eines des Meißels 4, eingesetzt werden kann. Einen primären Antrieb des Meißelhammers 1 bildet ein Motor 5, welcher ein Schlagwerk 6 und optional eine Abtriebswelle antreibt. Ein Anwender kann den Meißelhammer 1 mittels eines Handgriffs 7 führen und mittels eines Systemschalters 8 den Meißelhammer 1 in Betrieb nehmen. Ein Zusatzgriff 9 ist um oder nahe der Werkzeugaufnahme 2 angeordnet. Im Betrieb schlägt der Meißelhammer 1 den Meißel 4 kontinuierlich in Schlagrichtung 10 längs der Arbeitsachse 11 in einen Untergrund. Die Werkzeugaufnahme 2 kann zusätzlich von dem Motor 5 um die Arbeitsachse 11 drehend angetrieben sein.

Das Schlagwerk 6 ist beispielsweise ein pneumatisches Schlagwerk 6. Ein Erreger 12 und ein Schläger 13 sind in dem Schlagwerk 6 längs der Arbeitsachse 11 in einem Führungsrohr 14 beweglich geführt. Der Erreger 12 ist über einen Exzenter 15 oder einen Taumelfinger an den Motor 5 angekoppelt und zu einer periodischen, linearen Bewegung gezwungen. Eine Luftfeder gebildet durch eine pneumatische Kammer 16 zwischen Erreger 12 und Schläger 13 koppelt eine Bewegung des Schlägers 13 an die Bewegung des Erregers 12 an. Der Schläger 13 überträgt mittelbar über einen im Wesentlichen während des Betriebs ruhenden Zwischenschläger 17 einen Teil seines Impuls auf den Bohrmeißel 4.

Der Motor 5, das Schlagwerk 6 und weitere Antriebskomponenten des Meißelhammers 1 sind in einem zusammenhängenden, einteiligen oder mehrteiligen Maschinengehäuse 18 angeordnet. Ein Schwerpunkt 19 des Maschinengehäuses 18 mit den Antriebskomponenten 5, 6 liegt aufgrund der außeraxialen Anordnung des Motors 5 außerhalb der Arbeitsachse 11 auf der Seite des Motors 5. Eine Motorachse 20 liegt außerhalb der Arbeitsachse 11, die beiden Achsen 11, 20 spannen einen Ebene, nachfolgend Hauptebene, auf. Die beiden Achsen 11, 20 können zueinander geneigt, z.B. senkrecht sein.

Der Handgriff 7 hat eine zu greifende Griffstange 21, deren Achse 22 (Griffachse) weitgehend senkrecht zu der Arbeitsachse 11 ist. Die Griffachse 22 liegt vorzugsweise in der Hauptebene mit der Arbeitsachse 11 und der Motorachse 20. Die Griffstange 21 ist in Schlagrichtung 10 vor dem Schlagwerk 6 angeordnet. Die Arbeitsachse 11 verläuft durch die Griffstange 21, so dass der Anwender eine Anpresskraft auf der Arbeitsachse 11 in den Meißelhammer 1 folglich in den Meißel 4 einleiten kann. Die Griffstange 21 kann bezogen auf die Arbeitsachse 11 asymmetrisch angeordnet sein. Eine Mitte der Griffstange 21 ist längs der Griffachse 22 von der Arbeitsachse 11 in Richtung zu dem Schwerpunkt 19 verschoben. Beispielsweise kann die Mitte längs der Griffachse 22 auf der Höhe des Schwerpunkts 19 liegen. Die Griffstange 21 kann eine an die Handfläche angepasste ergonomische Oberfläche aufweisen.

Der beispielhafte Handgriff 7 hat eine Gehäuseschale 23. Die Gehäuseschale 23 umschließt das gesamte Maschinengehäuse 18, abgesehen von einer Öffnung für die Werkzeugaufnahme 2 und ggf. von kleineren Durchbrüchen für Bedienelemente und Belüftungsöffnungen.

Der Handgriff 7 ist mit drei Aufhängungen 24, 25, 26 an dem Maschinengehäuse 18 befestigt. Die drei Aufhängungen 24, 25, 26 ermöglichen ein Führen des Maschinengehäuses 18 mittels des Handgriffs 7. Die Aufhängungen 24, 25, 26 vermitteln die Bewegungen in der Hauptebene von dem Maschinengehäuse 18 an den Handgriff 7, und vice versa. Eine Bewegung senkrecht zu der Hauptebene ist vorzugsweise durch eine der Aufhängungen 24, 25, 26 oder zu der Hauptebene parallel verlaufende, einander berührende Flächen von Maschinengehäuse 18 und Handgriff 7 gehemmt.

Die erste Aufhängung 24 ist nahe der Arbeitsachse 11 angeordnet. Bei der beispielhaften Ausführung ist die erste Aufhängung 24 auf der von dem Schwerpunkt 19 abgewandten Seite der Arbeitsachse 11. Die erste Aufhängung 24 ist vorzugsweise in Schlagrichtung 10 vor dem Maschinengehäuse 18 angeordnet. Die erste Aufhängung 24 hat vorzugsweise eine reine Kraftkopplung, zumindest in den zu der Hauptebene parallelen Ebenen.

Der Handgriff 7 ist in der ersten Aufhängung 24 längs der Arbeitsachse 11 gegenüber dem Maschinengehäuse 18 beweglich. Anschläge 27, 28 in und entgegen der Schlagrichtung 10 begrenzen die Bewegung auf eine Hubhöhe 29. Der Handgriff 7 kann sich ferner längs der Griffachse 22 in der ersten Aufhängung 24 gegenüber dem Maschinengehäuse 18 bewegen.

Die erste Aufhängung 24 beinhaltet ein Federelement 30, das eine Anpresskraft parallel zu der Arbeitsachse 11 zwischen dem Handgriff 7 und dem Maschinengehäuse 18 vermittelt. Beispielsweise kann eine Schraubenfeder parallel zu der Arbeitsachse 11 orientiert zwischen dem Maschinengehäuse 18 und dem Handgriff 7 eingespannt sein. Die Schraubenfeder ist zum Übermitteln der hohen Anpresskraft bevorzugt. Das Federelement 30 kann aus mehreren parallel orientierten Schraubenfedern zusammengesetzt sein. Die beispielhafte Schraubenfeder ist an einem Ende längs der Griffachse 22 fixiert, hier das sich längs der Arbeitsachse 11 an dem Maschinengehäuse 18 abstützende Ende. Das andere Ende, hier das sich an dem Handgriff 7 abstützende Ende, kann längs der Griffachse 22 gleiten Alternativ kann die Schraubenfeder an beiden Enden fixiert sein, hierbei sollte die Quersteifigkeit aufgrund der gewählten Federgeometrie gegenüber der Längssteifigkeit der Schraubenfeder gering gewählt sein.

Das Federelement 30 und die erste Aufhängung 24 können vorzugsweise nur eine geringe Kraft längs der Griffachse 22 verglichen zu einer Kraft längs der Arbeitsachse 11 vermitteln. Die Federsteifigkeit der beispielhaften Schraubenfeder quer zu der Arbeitsachse 11 ist um wenigstens eine Größenordnung geringer als ihre Federsteifigkeit längs der Arbeitsachse 11.

Das Federelement 30 kann mit einer Vorspannung längs der Arbeitsachse 11 derart versehen sein, dass der Handgriff 7 entgegen der Schlagrichtung 10 von dem Maschinengehäuse 18 wegdrückt ist.

Die zweite Aufhängung 25 ist längs der Griffachse 22 gegenüber der ersten Aufhängung 24 versetzt angeordnet. Bei der bevorzugten Ausführung ist die zweite Aufhängung 25 auf der von dem Schwerpunkt 19 zugewandten Seite der Arbeitsachse 11. Die zweite Aufhängung 25 hat vorzugsweise eine reine Kraftkopplung, zumindest in den zu der Hauptebene parallelen Ebenen.

Die zweite Aufhängung 25 vermittelt eine querverlaufende Kraft senkrecht zu der Arbeitsachse 11 zwischen dem Handgriff 7 und dem Maschinengehäuse 18. Die zweite Aufhängung 25 kann eine Kraft parallel zu der Arbeitsachse 11 zwischen dem Maschinengehäuse 18 und dem Handgriff 7 ausüben und vermitteln. Die zweite Aufhängung 25 ist vorzugsweise in Schlagrichtung 10 vor dem Maschinengehäuse 18 angeordnet.

Die zweite Aufhängung 25 beinhaltet einen Hebelarm 31, dessen erstes Ende 32 an dem Handgriff 7 starr befestigt ist und dessen zweites Ende 33 in einer Führung 34 längs einer Bahn beweglich aufgehängt ist. Die Führung 34 ist an dem Maschinengehäuse 18 befestigt. Die zweite Aufhängung 25 kann ebenfalls mit der Führung 34 an dem Handgriff 7 und dem ersten Ende 31 des Hebelarms 31 an dem Maschinengehäuse 18 befestigt werden.

Der Hebelarm 31 ist im Wesentlichen längs der Griffachse 22 orientiert. Der Hebelarm 31 ist z.B. zwischen 70 Grad und 90 Grad gegenüber der Arbeitsachse 11 geneigt. Das an dem Handgriff 7 befestigte, hier erste Ende 32, ist näher an der Arbeitsachse 11 angeordnet als das zweite Ende 33. Der Hebelarm 31 ist vorzugsweise als Blattfeder ausgebildet. Der Hebelarm 31 ist nahezu steif in einer Richtung parallel zu der Griffachse 22, also unter Druck- und Zugbelastung. Hingegen ist der Hebelarm 31 elastisch nachgiebig parallel zu der Arbeitsachse 11, also bei einer biegenden Belastung.

Die Bahn 36 der Führung 34 ist beispielsweise geradlinig und gegenüber der Arbeitsachse 11 geneigt. Vorzugsweise liegt die Neigung der Führung 34 gegenüber der Achse 22 zwischen 45 Grad und 90 Grad, beispielsweise zwischen 70 Grad und 90 Grad. Bei längs der Bahn 36 verlaufenden relativen Bewegungen des Maschinengehäuses 18 gegenüber dem Handgriff 7 kann das geführte Ende 33 des Hebelarms 31 gezwungen auf die Bahn 36 diesen Bewegungen folgen. Die Bahn kann wie dargestellt geradlinig sein. Eine gekrümmte Bahn 36 kann vorteilhaft sein, um bei Federbewegungen durch die Vorschubkraft und durch die dynamischen Einfederungen den rechten Winkel zwischen der Arbeitsachse 3 und der Griffachse 22 möglichst zu erhalten. Beispielsweise hat die Führung 34 einen Schlitten 37, dessen Außenabmessung senkrecht zu der Bahn 36 gleich der Innenabmessung 38 der Führung 34 ist. Das aufgehängte Ende 33 kann in der Führung 34 um eine durch das Ende 33 verlaufende, zu der Hauptebene senkrechte Drehachse 39 verschwenkbar aufgehängt sein. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist der Schlitten 37 mit einem Drehlager 40 versehen, an dem das Ende 33 drehbar aufgehängt ist.

Die zweite Aufhängung 25 kann eine Federeinrichtung 41 beinhalten, welche eine rücktreibende Kraft gegen eine Auslenkung des geführten Endes 33 aus einer Grundstellung bewirkt. Damit wird die Auslenkung des Schlittens 37 gegenüber der Führung 34 bei hohen Kräften entlang der Griffachse 22 gering gehalten und damit die Führungseigenschaften des Bohr- oder Meißelhammers verbessert. Die Federeinrichtung 41 kann beispielsweise Federn aus einem Elastomer 42, Schaumstoff, Blattfedern oder Schraubenfedern enthalten. Der Einsatz progressiver Federelemente bietet den Vorteil, dass bei hohen Kräften entlang der Griffachse 22 die Funktion auch bei geringem Spaltmaß zwischen Gehäuseschale 23 und Maschinegehäuse 18 erfüllt wird. Die Federeinrichtung 41 kann wie dargestellt räumlich in der Führung 34 angeordnet, oder außerhalb der Führung 34 angeordnet sein.

Aufgrund der Führung 34 ist die Federeinrichtung 41 nur längs der Bahn 36 belastet und kann entsprechend unabhängig ausgelegt sein. Eine auf die zweite Aufhängung 25 wirkende Kraft, z.B. aufgrund eines an dem Schwerpunkt 19 angreifenden Drehmoments, teilt die Führung 34 in eine erste Komponente längs der Bahn 36 und eine zweite Komponente parallel zu der Arbeitsachse 11. Die Federeinrichtung 41 dämpft die erste Komponente, während der Hebelarm 31 im Wesentlichen hierauf keinen Einfluss nimmt. Der Hebelarm 31 kann die zweite Komponente dämpfen. Eine parallel zu der Arbeitsachse 11 wirkende Federkonstante des Hebelarms 31 kann um eine Größenordnung geringer als eine parallel zu der Arbeitsachse 11 wirkende Federkonstante des Federelement 30 der ersten Aufhängung 24 sein. Die zweite Komponente wird daher hauptsächlich über die erste Aufhängung 24 zwischen Maschinengehäuse 18 und Handgriff 7 vermittelt.

Der Hebelarm 31 kann mit einer Vorspannung versehen sein, welche den Handgriff 7 in Schlagrichtung 10 zu dem Maschinengehäuse 18 zieht. Die Vorspannung des Hebelarms 31 wirkt somit der Vorspannung in der ersten Aufhängung 24 entgegen. Die Vorspannung des Hebelarms 31 ist vorzugsweise aufgehoben, wenn der Anwender die Handwerkzeugmaschine im Betrieb in Schlagrichtung 10 um zwischen 25 % und 75 % der Hubhöhe 29 andrückt, was im Normalbetrieb der Fall ist. Durch die Vorspannung kann der Spalt zwischen Gehäuseschale 23 und Maschinegehäuse 18 in Arbeitsrichtung klein gehalten werden, was Bauraum spart.

Die dritte Aufhängung 26 ist längs der Arbeitsachse 11 auf der Höhe des Zwischenschlägers 17 angeordnet. Der Schwerpunkt 19 des Maschinengehäuses 18 liegt in Schlagrichtung 10 vor der dritten Aufhängung 26, typischerweise um mehr als 20 % der Distanz der ersten Aufhängung 24 zu der dritten Aufhängung 26 entfernt. Vorzugsweise liegt die dritte Aufhängung 26 in einer Ebene mit der Arbeitsachse 11. Die dritte Aufhängung 26 verbindet das Maschinengehäuse 18 über ein in eine lineare Führung 35 eingesetztes Drehlager 43 mit dem Handgriff 7. Eine Drehachse 44 des Drehlagers 43 steht senkrecht auf der Hauptebene, welche von der Arbeitsachse 11 und der Griffachse 22 aufgespannt sind. Die Drehachse 44 ist in Schlagrichtung 10 versetzt zu dem Schwerpunkt 19 des Maschinengehäuses 18. Die lineare Führung 35 verläuft parallel zu der Arbeitsachse 11. Das Maschinengehäuse 18 ist somit parallel zu der Arbeitsachse 11 und um die Drehachse 44 schwenkbar gegenüber dem Handgriff 7 beweglich.

Die lineare Führung 35 kann beispielsweise durch eine zu der Arbeitsachse 11 parallel verlaufende längliche Nut in dem Maschinengehäuse 18 gebildet sein. Die Nut hat beispielsweise eine Länge von 1 cm bis 2 cm, welche etwa der Hubhöhe 29 der ersten Aufhängung 24 entspricht. Der Handgriff 7 hat beispielsweise einen zylindrischen Zapfen, welcher in die Nut eingreift. Der Zapfen kann sich in der Nut um seine die Drehachse 44 bildende Achse drehen. Analog kann der Zapfen an dem Maschinengehäuse 18 und die Nut in dem Handgriff 7 vorgesehen sein.

Die dritte Aufhängung 26 kann durch einen Ring 45 an dem Handgriff 7 gebildet sein, in welchen das Maschinengehäuse 18 axial beweglich eingesetzt ist (Fig. 3). Die Innenfläche 46 des Rings 45 ist konvex gekrümmt. Das Maschinengehäuse 18 kann in dem Ring 45 hängend gegenüber diesem um die Drehachse 39 verkippen. Die Drehachse 39 verläuft durch die Mitte des Rings 45.

Die geschlossen Gehäuseschale 23 des Handgriffs 7 kann einen zylindrischen Abschnitt 47 nahe der Werkzeugaufnahme 2 aufweisen. Der Zusatzgriff 9 kann an dem zylindrischen Abschnitt 47 befestigt sein. Der Zusatzgriff 9 ist vorzugsweise ohne Werkzeug von der Gehäuseschale 23 lösbar, beispielsweise um den Zusatzgriff 9 neu gegenüber der Griffachse 22 zu orientieren. Der Zusatzgriff 9 ist mittelbar durch die drei Aufhängungen 24, 25, 26 des Handgriffs 7 an dem Maschinengehäuse 18 vibrationsgedämpft aufgehängt.