HANDWERKZEUGMASCHINE

Abstract

 Handwerkzeugmaschine (1) mit einem Werkzeughalter (2) zum Aufnehmen und Verriegeln eines Werkzeuges (3) auf einer Arbeitsachse (4) und einem Maschinengehäuse (6). Ein Schlagwerk (8) hat einen Schläger (10) zum Ausüben von Schlägen in Schlagrichtung (9) und einen Döpper (11) zum Aufnehmen der Schläge und Übertragen der Schläge in Schlagrichtung (9) auf das in dem Werkzeughalter (2) aufgenommen Werkzeug (3). Eine elastische Manschette (18) ist an dem Maschinengehäuse (6) und an dem Döpper (11) befestigt. Die elastische Manschette (18) ist bei in Schlagrichtung (9) an einem Prellschlagdämpfer (13) anliegendem Döpper (11) eine in Schlagrichtung (9) wirkende Kraft auf den Döpper (11) ausübend.

Beschreibung

GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine meißelnde handgeführte Werkzeugmaschine.

[0002] Ein Bohrhammer ist aus der EP 1048415 A2 bekannt. Der Bohrhammer hat ein Schlagwerk mit einem Schläger, welcher über einen elektro-pneumatischen Antrieb periodisch auf einer Arbeitsachse vor- und zurückbewegt wird. Der Schläger schlägt bei jedem Umlauf in einer Schlagrichtung auf ein Werkzeug auf. Ein flexibles, undurchlässiges Gewebe das von dem Schläger bis zu einem den Schläger umgebenden Rohr reicht. Das Gewebe nimmt keinen Einfluss auf die Bewegung des Schlägers und verhindert einen Staubeintrag in das Schlagwerk.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

[0003] Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine hat einen Werkzeughalter zum Aufnehmen und Verriegeln eines Werkzeuges auf einer Arbeitsachse und ein Maschinengehäuse. Ein Schlagwerk hat einen Schläger zum Ausüben von Schlägen in Schlagrichtung und einen Döpper zum Aufnehmen der Schläge und Übertragen der Schläge in Schlagrichtung auf das in dem Werkzeughalter aufgenommen Werkzeug. Eine Manschette ist an dem Maschinengehäuse und an dem Döpper befestigt. Die elastische Manschette ist bei in Schlagrichtung an einem Prellschlagdämpfer anliegendem Döpper eine in Schlagrichtung wirkende Kraft auf den Döpper ausübend.

[0004] Ein Döpper verbessert die Auslegung des Schlagwerks in Bezug auf unterschiedlich schwere Meißel. Der Döpper wird im Gegensatz zu dem Schläger nicht kontinuierlich bewegt, sondern nur kurzzeitig bewegt dafür allerdings mit einer sehr hohen Beschleunigung. Die an dem Döpper befestigte Manschette weist eine verbesserte Beständigkeit auf, wenn die Membran eine der Schlagwirkung entgegenwirkende Kraft ausübt.

[0005] Die Manschette hat beispielsweise einen inneren Ring, welcher an dem Döpper befestigt ist, einen äußeren Ring, welcher an dem Maschinengehäuse befestigt ist, und eine elastische den inneren Ring mit dem äußeren Ring verbindende Membran. Die Membran ist vorzugsweise elastisch vorgespannt ist, wenn der Döpper an dem Prellschlagdämpfer anliegt. Die Kraft wird durch die Membran und nicht durch ein separates Bauteil aufgebracht. Die Membran besteht vorzugsweise aus einem Elastomer.

[0006] Der Döpper kann ein in Schlagrichtung weisendes Ende zum Übertragen eines Schlages auf ein Werkzeug aufweist, an welchem der innere Ring befestigt ist. Der Döpper hat einen Stoppring, welcher in Schlagrichtung vor dem in Schlagrichtung weisenden Ende angeordnet ist. Der Stoppring liegt in der Arbeitsstellung entgegen der Schlagrichtung an einem Prellschlagdämpfer an. In Schlagrichtung nach dem Stoppring ist ein Leerschlagdämpfer angeordnet. Der innere Ring ist vorzugsweise in Schlagrichtung nach dem Leerschlagdämpfer angeordnet. Der Döpper ist in dem Maschinengehäuse längs der Arbeitsachse gegenüber dem Schläger beweglich gelagert.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0007] Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

Fig. 1

einen Elektrohammer

Fig. 2

einen werkzeugnahen Abschnitt des Elektrohammers

Fig. 3

einen Elektrohammer

[0008] Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

[0009] Fig. 1 zeigt als Beispiel einer handgeführten meißelnden Werkzeugmaschine schematisch einen Elektrohammer 1. Der Elektrohammer 1 hat einen Werkzeughalter 2, in welchen ein Meißel oder anderes Werkzeug 3 längs einer Arbeitsachse 4 eingesetzt und verriegelt werden kann. Der Elektrohammer 1 hat einen Handgriff 5, der typischerweise an einem dem Werkzeughalter 2 abgewandten Ende eines Maschinengehäuses 6 des Elektrohammers 1 befestigt ist. Ein zusätzlicher Handgriff kann beispielsweise nahe dem Werkzeughalter 2 befestigt werden. Der Anwender kann den Elektrohammer 1 mit den Handgriffen 5 während des Meißelns führen und halten. Eine Energieversorgung kann über eine Batterie oder eine Netzleitung 7 erfolgen.

[0010] Der Elektrohammer 1 hat ein Schlagwerk 8, welches periodisch Schläge in Schlagrichtung 9 auf den Meißel 3 ausüben kann. Das Schlagwerk 8 hat einen Schläger 10 und einen Döpper 11. Der Schläger 10 ist auf der Arbeitsachse 4 beweglich angeordnet. Der Schläger 10 wird durch einen Antrieb 12 zu einer periodischen Bewegung auf der Arbeitsachse 4 angeregt. Der Döpper 11 ist ebenfalls auf der Arbeitsachse 4, unabhängig von dem Schläger 10, beweglich angeordnet. Der Schläger 10 schlägt während seiner periodischen Bewegung in Schlagrichtung 9 auf den Döpper 11 auf. Die Stoßwelle des Schlages durchläuft den Döpper 11 und wird an das an dem Döpper 11 anliegende Werkzeug 3 weitergereicht.

[0011] Der Döpper 11 liegt in seiner Arbeitsstellung (Fig. 2) entgegen der Schlagrichtung 9 an einem Prellschlagdämpfer 13 an. Der Döpper 11 wird mittelbar durch den Anwender in der Arbeitsstellung gehalten. Der Anwender presst den Elektrohammer 1 und den Meißel 3 in Schlagrichtung 9 gegen einen abzubauenden Untergrund. Dabei verschiebt sich der Meißel 3 entgegen der Schlagrichtung 9 in den Elektrohammer 1. Der Meißel 3 verschiebt den Döpper 11 entgegen der Schlagrichtung 9, bis der Döpper 11 an dem Prellschlagdämpfer 13 zum Anliegen kommt. Die Effizienz des Schlagwerks 8 ist auf die Arbeitsstellung des Döppers 11 hin optimiert. Vorzugsweise schaltet das Schlagwerk 8 selbsttätig ab, wenn der Döpper 11 außerhalb der Arbeitsstellung zum Liegen kommt oder der Schläger 10 auf den Döpper 11 außerhalb der Arbeitsstellung schlägt.

[0012] Der Döpper 11 ist ein monolithischer Stahlkörper. Der Döpper 11 hat ein schlagaufnehmendes Ende 14 zum Aufnehmen des Schlages des Schlägers 10 und ein schlagabgebendendes Ende 15 zum Übertragen des Schlages auf den Meißel 3. Das schlagaufnehmende Ende kann zylindrisch ausgebildet sein. Das schlagabgebende Ende 15 ist im Wesentlichen zylindrisch. Ein Durchmesser der beiden Enden 14, 15 kann näherungsweise gleich groß sein. Der Döpper 11 hat zwischen den beiden Enden 14, 15 einen Stoppring 16. Der Stoppring 16 hat einen gegenüber den beiden Enden 14, 15 vergrößerten Durchmesser. Der Döpper 11 kann mit dem Stoppring 16 entgegen der Schlagrichtung 9 an dem Prellschlagdämpfer 13 und in der Schlagrichtung 9 an einem Leerschlagdämpfer 17 anliegen. Der Stoppring 16 und die beiden Dämpfer 13, 17 legen die Arbeitsstellung und die maximale Laufstrecke des Döppers 11 fest.

[0013] Während der Schläger 10 kontinuierlich bewegt wird, sind der Döpper 11 und das Werkzeug 3 zumeist unbewegt. Der Döpper 11 wird jedoch durch den Schlag des Schlägers 10 kurzzeitig sehr stark beschleunigt. Die Beschleunigung ist größer als 10'00 fache der Erdbeschleunigung. Die hohe Beschleunigung mit jedem Schlag und die typische Schlagfrequenz im Bereich von 10 Hz bis 100 Hz belasten das Material des Döppers 11 stark. Der Döpper 11 und das Werkzeug 3 verschieben sich in unmittelbarer Folge auf einen Schlag typischerweise um weniger als zwei Zentimeter in Schlagrichtung 9. Die maximale Laufstrecke ist größer als die typische Bewegung bei einem Schlag. Die Auslenkung des Döppers 11 ist wesentlich geringer als die von dem Schläger 10 innerhalb des Schlagwerks 8 zurückgelegte Wegstrecke zwischen zwei Schlägen.

[0014] Eine abdichtende Manschette 18 ist an dem schlagabgebenden Ende 15 des Döppers 11 und an dem Maschinengehäuse 6 befestigt. Die Manschette 18 hat einen inneren Ring 19, welcher an dem Ende 15 längs der Arbeitsachse 4 befestigt ist, und einen äußeren Ring 20, welcher an dem Maschinengehäuse 6 längs der Arbeitsachse 4 befestigt ist. Die Bewegung des Döppers 11 längs der Arbeitsachse 4 führt zu einem Verschieben des inneren Rings 19 gegenüber dem äußeren Ring 20 Der innere Ring 19 oder äußere Ring 20 können um die Arbeitsachse 4 drehbar an dem Döpper 11 bzw. dem Maschinengehäuse 6 gelagert sein.

[0015] Die beiden Ringe 19, 20 sind durch eine Membran 21 verbunden. Die Membran 21 hat eine ebene oder gewölbte Fläche, deren einzige Ränder durch den inneren Ring 19 und den äußeren Ring 20 gebildet sind. Die Membran 21 kann die Form eines Schlauches aufweisen, welcher einen Hohlraum abschließt, der vorzugsweise nur an den Ringen 19, 20 geöffnet ist. Die Membran 21 kann auch gleich einem Faltenbalg ein- oder mehrfach gefaltet sein. Vorzugsweise weist die Membran genau eine Falte oder genau zwei Falten auf. Beim Bewegen des Döppers 11 wird die Membran 21 verformt.

[0016] Die Manschette 18 schließt das Schlagwerk 8 staubdicht in Schlagrichtung 9 ab. Der innere Ring 19 ist beispielsweise in eine ringförmige Nut des Döppers 11 eingesetzt. Der innere Ring 19 bewegt sich mit dem Döpper 11 längs der Arbeitsachse 4.

[0017] Die Manschette 18 ist in Schlagrichtung 9 nach dem Leerschlagdämpfer 17 angeordnet. Die Dämpfer 13, 17 sind durch die Manschette 18 von dem staubbelasteten Werkzeughalter 2 isoliert.

[0018] Die Manschette 18 ist vorzugsweise vollständig aus einem Elastomer gebildet. Das Elastomer ist vorzugsweise ein Polyurethan oder ein hydrierter Nitril-Kautschuk. Diese Elastomerklasse hat die notwendige dynamische Beständigkeit, um den Beschleunigungen an dem Döpper 11 dauerhaft zu widerstehen, insbesondere wenn das Elastomer frei von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen ist.

[0019] Die Manschette 18 weist vorzugsweise eine axiale Vorspannung in der Arbeitsstellung auf. Die Vorspannung erhöht die Stabilität der Manschette 18. Die Manschette 18 übt auf den Döpper 11 eine in Schlagrichtung 9 wirkende Kraft aus, wenn der Döpper 11 in der Arbeitsstellung liegt. Der elastische Schlauch 21 hat eine Urform. Die Membran 21 wirkt einer Verformung längs der Arbeitsachse 4 durch eine entsprechende Kraft entgegen. Die Vorspannung ist durch den axialen Versatz des inneren Rings 19 zu dem äußeren Ring 20 eingestellt. Die Vorspannung ist beispielsweise ausreichend um, den Döpper 11 aus der Arbeitsstellung in eine das Schlagwerk 8 abschaltende Stellung zu verschieben.

[0020] Ein Dichtring 22 liegt an dem schlagabgebenden Ende 15 des Döppers 11 an. Der Dichtring 22 ist in Schlagrichtung 9 vor der Manschette 18 angeordnet. Der Dichtring 22 ist beispielsweise in dem Maschinengehäuse 6 verankert und gleitet auf der zylindrischen Oberfläche des Döpper 11. Alternativ kann der Dichtring 22 in dem schlagabgebenden Ende 15 verankert sein und auf einer hohlzylindrischen Fläche des 6 gleiten. Der Dichtring 22 ist vorzugsweise in Schlagrichtung 9 hinter dem Leerschlagdämpfer 17 angeordnet. Die Kammer zwischen der Manschette 18 und dem Dichtring 22 ist über einen Durchstich 23 mit der Umgebung für einen Luftaustausch versehen. Der Durchstich 23 öffnet die Kammer vorzugsweise in radialer Richtung.

[0021] Der Elektromotor 24 wird durch die Energieversorgung gespeist. Der Elektromotor 24 kann ein Universalmotor, ein mechanisch kommutierender Elektromotor 24 oder ein elektrisch kommutierender Elektromotor 24 sein. Der Anwender kann den Elektromotor 24 mit einem Betriebstaster 25 ein- und ausschalten. Der Betriebsschalter 25 ist an oder nahe dem Handgriff 5 angeordnet und kann vorzugsweise von der den Handgriff 5 haltenden Hand betätigt werden.

[0022] Der Elektromotor 24 bewegt den Erregerkolben 26 auf der Arbeitsachse 4 vor und zurück. Der Erregerkolben 26 ist auf der Arbeitsachse 4 geführt, beispielsweise in einem Führungsrohr 27. Ein umsetzendes Getriebe 28 verbindet den Elektromotor 24 dem Erregerkolben 26. Das umsetzende Getriebe 28 wandelt die Rotationsbewegung des Elektromotors 24 in eine Translationsbewegung des Erregerkolbens 26 um. Beispielhafte umsetzende Getriebe 28 basieren auf einem Exzenterrad und einem Pleuel oder einer Taumelscheibe und einem Taumelfinger. Ein untersetzendes Getriebe 29, eine Rutschkupplung, etc. können in dem Antriebsstrang zwischen dem Elektromotor 24 und dem umsetzenden Getriebe 28 angeordnet sein. Die Periodizität des Erregerkolbens 26 ist durch den Antriebsstrang mechanisch mit der Drehzahl des Elektromotors 24 synchronisiert.

[0023] Die pneumatische Kammer 31 wird durch den Erregerkolben 26 und den Schläger 10 längs der Arbeitsachse 4 abgeschlossen. Das beispielhafte Führungsrohr 27 kann die pneumatische Kammer 31 in radialer Richtung abschließen. In der dargestellten Ausführung sind der Erregerkolben 26 und der Schläger 10 in dem Führungsrohr 27 beweglich. Der Erregerkolben 26 verschließt das Führungsrohr 27 in Schlagrichtung 9 und der Erregerkolben 26 verschließt das Führungsrohr 27 entgegen der Schlagrichtung 9. Der Erregerkolben 26 komprimiert und dekomprimiert die pneumatische Kammer 31. Der Schläger 10 wird durch den Druckunterschied zwischen der pneumatischen Kammer 31 und der Umgebung entsprechend in die Schlagrichtung 9 und entgegen der Schlagrichtung 9 beschleunigt. In alternativen Ausführungsformen kann der Erregerkolben topfförmig ausgebildet sein und der Schläger in dem Erregerkolben geführt sein oder der Schläger ist topfförmig und umgreift den Erregerkolben.

[0024] Der Antrieb 12 kann zwei Magnetspulen 32, 33 aufweisen, welche den Schläger 10 gemäß dem Reluktanzprinzip längs der Arbeitsachse 4 bewegen (Fig. 3). Die Magnetspulen 32, 33 können zusätzlich zu dem oben beschriebenen pneumatische Antrieb 12 den Schläger 10 beschleunigen.

Ansprüche

1. Handwerkzeugmaschine (1) mit
einem Werkzeughalter (2) zum Aufnehmen und Verriegeln eines Werkzeuges (3) auf einer Arbeitsachse (4),
einem Maschinengehäuse (6),
einem Schlagwerk (8), das einen Schläger (10) zum Ausüben von Schlägen in Schlagrichtung (9) und einen Döpper (11) zum Aufnehmen der Schläge und zum Übertragen der Schläge in Schlagrichtung (9) auf das in dem Werkzeughalter (2) aufgenommen Werkzeug (3) aufweist,
einer Manschette (18), die an dem Maschinengehäuse (6) und an dem Döpper (11) befestigt ist, wobei die elastische Manschette (18) bei in Schlagrichtung (9) an einem Prellschlagdämpfer (13) anliegendem Döpper (11) eine in Schlagrichtung (9) wirkende Kraft auf den Döpper (11) ausübend ist.

2. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (18) einen inneren Ring (19) aufweist, welcher an dem Döpper (11) befestigt ist, einen äußeren Ring (20) aufweist, welcher an dem Maschinengehäuse (6) befestigt ist, und eine elastische den inneren Ring (19) mit dem äußeren Ring (20) verbindende Membran (21) aufweist.

3. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (21) elastisch vorgespannt ist, wenn der Döpper (11) an dem Prellschlagdämpfer (13) anliegt.

4. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (21) aus einem Elastomer besteht, welches frei von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen ist.

5. Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Döpper (11) ein in Schlagrichtung (9) weisendes Ende (15) zum Übertragen eines Schlages auf ein Werkzeug (3) aufweist, an welchem der innere Ring (19) befestigt ist.

6. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Döpper (11) einen Stoppring (16) aufweist, welcher in Schlagrichtung (9) vor dem in Schlagrichtung (9) weisenden Ende (15) angeordnet ist.

7. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoppring (16) in der Arbeitsstellung entgegen der Schlagrichtung (9) an einem Prellschlagdämpfer (13) anliegt.

8. Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schlagrichtung (9) nach dem Stoppring (16) ein Leerschlagdämpfer (17) angeordnet ist und der innere Ring (19) in Schlagrichtung (9) nach dem Leerschlagdämpfer (17) angeordnet ist.

9. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Döpper (11) in dem Maschinengehäuse (6) längs der Arbeitsachse (4) gegenüber dem Schläger (10) beweglich gelagert ist.

Zeichnung