ELEKTROPNEUMATISCHES SCHLAGWERK

Abstract

 Elektropneumatisches Schlagwerk für eine elektrische Handwerkzeugmaschine, insbesondere für einen Bohr- und/oder Meißelhammer, wobei das Schlagwerk ein Getriebegehäuse, ein zumindest abschnittsweise in dem Getriebegehäuse angeordnetes Führungsrohr, ein in dem Führungsrohr beweglichen Erregerkolben, einen mit dem Erregerkolben gekoppelten Pleuel sowie ein Exzenterrad aufweist, das einerseits mit dem Pleuel gekoppelt und andererseits drehbar bezüglich des Getriebegehäuses gelagert ist, wobei das Schlagwerk ein Druckausgleichselement aufweist, mittels dem eine temperaturinduzierte Änderung eines Schlagwerksinnendrucks zumindest teilweise ausgeglichen werden kann.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektropneumatisches Schlagwerk für eine elektrische Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Bohr- und/oder Meißelhammer. Das Schlagwerk ist ausgestattet mit einem Getriebegehäuse, einem zumindest abschnittsweise in dem Getriebegehäuse angeordneten Führungsrohr, einem in dem Führungsrohr beweglichen Erregerkolben, einem mit dem Erregerkolben gekoppelten Pleuel sowie mit einem Exzenterrad. Das Exzenterrad ist einerseits mit dem Pleuel gekoppelt und andererseits drehbar bezüglich des Getriebegehäuses gelagert.

[0002] Schlagwerke der eingangs genannter Art sowie Handwerkzeugmaschinen mit solchen Schlagwerken sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.

[0003] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Schlagwerk bereitzustellen, das eine hohe Betriebssicherheit bietet.

[0004] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Schlagwerk ein Druckausgleichselement aufweist, mittels dem eine temperaturinduzierte Änderung eines Schlagwerksinnendrucks zumindest teilweise ausgeglichen werden kann. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Druckausgleichselement als Elastomermembran ausgebildet ist oder ein solches aufweist.

[0005] Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass es, insbesondere bei langem Betrieb eines Meißelhammers, zu einer temperaturinduzierten Erhöhung eines Schlagwerksinnendrucks beim Schlagwerk des Meißelhammers kommen kann. Dies kann zu einer unerwünschten Änderung der Schlagwerkcharakteristik dahingehend führen, dass das Schlagwerk - beim Abheben eines Werkzeugs des Meißelhammers vom Untergrund - nicht mehr selbsttätig zum Stillstand kommt. Dies wird vom Benutzer als Schadensbild wahrgenommen. Es wurde beobachtet, dass sich ein Schaden des Meißelhammers nach kurzer Zeit tatsächlich einstellen kann. Ein selbsttätiger Stillstand des Schlagwerks bei normalem Schlagwerksinnendruck wird typischerweise dadurch erreicht, dass eine Schlagkolbendichtung eines durch den Erregerkolben angetriebenen Schlagkolbens über in dem Führungsrohr ausgebildete Bohrungen fährt und diese so zur Umgebung freigibt, wodurch eine Ausbildung eines Unterdrucks im Schlagwerksinnraum (bewirkt durch eine Rückwärtsbewegung des Erregerkolbens in Richtung es Exzenterrads) verhindert wird. Durch das erfindungsgemäß bereitgestellte Druckausgleichselement kann dieses Verhalten auch bei einer temperaturinduzierten Änderung, insbesondere einer Erhöhung eines Schlagwerksinnendrucks weiter gewährleistet werden.

[0006] Die Erfindung schließt ebenfalls die Erkenntnis ein, dass es, insbesondere beim Betrieb des Meißelhammers bei tiefen Umgebungstemperaturen, zu einer temperaturinduzierten Verringerung des Schlagwerksinnendrucks beim Schlagwerk der Meißelhammers kommen kann. Es wurde beobachtet, dass auch eine solche Verringerung des Schlagwerksinnendrucks zu funktionellen Störungen eines Meißelhammers führen kann.

[0007] Das erfindungsgemäße Druckausgleichselement schafft die Grundlage für der Ausgleich eines unerwünscht hohen Schlagwerksinnendrucks, sowie die die Grundlage für der Ausgleich eines unerwünscht niedrigen Schlagwerksinnendrucks. Dadurch kann jeweils eine vergleichsweise hohe Betriebssicherheit des Schlagwerks, insbesondere als Teil eines Bohr- und/oder Meißelhammers erreicht werden.

[0008] Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Druckausgleichselement als Elastomermembran ausgebildet ist oder ein solches aufweist. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Elastomermembran aus einem ölbeständigen Werkstoff der Gruppe Nitril-Butadien-Kautschuk, Hydrierter-Nitril-Butadien-Kautschuk, Fluor-Kautschuk, Acrylat-Kautschuk, Ethylen-Acrylat-Kautschuk, Vinyl-Methyl-Kautschuk besteht oder einen solchen Werkstoff aufweist.

[0009] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist Druckausgleichselement angeordnet, den Schlagwerksinnendruck pleuelseitig auszugleichen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Druckausgleichselement auf einer dem Exzenterrad zugewandten Seite des Erregerkolbens angeordnet ist.

[0010] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich das Druckausgleichselement überwiegend parallel zum Exzenterrad. Es hat sich ebenfalls als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Druckausgleichselement zumindest abschnittweise durch einen Getriebeverschlussdeckel eingespannt ist. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Getriebeverschlussdeckel eine Entlüftungsöffnung auf. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Getriebeverschlussdeckel, unabhängig vom Schlagwerksinnendruck, zwischen dem Druckausgleichselement und dem Exzenterrad befindlich ist.

[0011] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Führungsrohr eine Mehrzahl von Lüftungsöffnungen auf, die vorzugsweise entlang eines Umfang des Führungsrohrs angeordnet sind.

[0012] Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine elektrische Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Bohr- und/oder Meißelhammer, der mit einem Schlagwerk der vorbeschriebenen Art ausgestattet ist. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Exzenterrad durch einen von der Handwerkzeugmaschine umfassten Elektromotor rotatorisch angetrieben werden kann oder angetrieben wird.

[0013] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

[0014] In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:

Figur 1a

eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schlagwerks nach längerer Standzeit;

Figur 1

b eine Schnittansicht auf ein Druckausgleichselement mit einer topfförmigen Ausgestaltung einer Elastomermembran in einem ersten Zustand;

Figur 1c

eine Seitenansicht auf eine Werkzeugmaschine;

Figur 2a

das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 nach längerem Betrieb; und

Figur 2b

eine Schnittansicht auf das Druckausgleichselement mit der topfförmigen Ausgestaltung der Elastomermembran in einem zweiten Zustand.

Ausführungsbeispiele:

[0015] Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines elektropneumatischen Schlagwerks 70 einer elektrischen Handwerkzeugmaschine 100 (vgl. Figur 1C beispielhaft als Meißelhammer ausgebildet) ist in Figur 1A dargestellt.

[0016] Das elektropneumatische Schlagwerk 70 weist ein Getriebegehäuse 60 und ein Führungsrohr 50 auf, wobei das Führungsrohr 50 zumindest abschnittsweise in dem Getriebegehäuse 60 angeordnet ist. Das elektropneumatische Schlagwerk 70 weist weiter ein in dem Führungsrohr 50 beweglichen Erregerkolben 40, einen mit dem Erregerkolben 40 gekoppelten Pleuel 30 sowie ein Exzenterrad 20 auf. Das Exzenterrad 20 ist einerseits mit dem Pleuel 30 gekoppelt und andererseits drehbar bezüglich des Getriebegehäuses 60 gelagert. Das Exzenterrad 20 kann über einen hier nicht dargestellten Elektromotor der Handwerkzeugmaschine 100 rotatorisch angetrieben werden. Das elektropneumatische Schlagwerk 70 ist ebenfalls ausgestattet mit einem Schlagkolben 80, der durch Erregerkolben 40 erregt wird. Die Erregung erfolgt mittels einer Luftfeder 45, die sich zwischen Erregerkolben 40 und Schlagkolben 80 ausbildet.

[0017] Erfindungsgemäß ist das Schlagwerk 70 mit einem Druckausgleichselement 25 ausgestattet, mittels dem eine temperaturinduzierte Änderung eines Schlagwerksinnendrucks PI zumindest teilweise ausgeglichen werden kann. Das Druckausgleichselement 25 ist vorliegend als Elastomermembran 26 ausgebildet und besteht beispielhaft aus einem ölbeständigen Nitril-Butadien-Kautschuk. Dabei ist das Druckausgleichselement 25 derart angeordnet ist, dass den Schlagwerksinnendruck PI pleuelseitig ausgleichen kann. Dafür ist das als Elastomermembran 26 ausgebildete Druckausgleichselement 25 auf einer dem Exzenterrad 20 zugewandten Seite des Erregerkolbens 40 angeordnet. Grundsätzlich sind verschiedene Positionen des Druckausgleichselements 25 innerhalb des Schlagwerk 70 denkbar. Die in Figur 1A gezeigte Position ist jedenfalls aus baulichen Gründen geeignet, da oberhalb des Exzenterrads 20 ein vergleichsweise großer und auf Grund der Montierbarkeit des Exzenterrads 20 ohnehin vorhandener Bauraum existiert. Wie der Figur 1A ebenfalls entnommen werden kann, erstreckt sich das Druckausgleichselement 25 überwiegend parallel zum Exzenterrad 20.

[0018] Figur 1B zeigt ein Detail der Figur 1A. Gut zu erkennen in Figur 1B ist eine topfförmige Ausgestaltung der Elastomermembran 26, die das Druckausgleichselement 25 bildet. Dabei ist die Elastomermembran 26 zumindest abschnittweise durch einen Getriebeverschlussdeckel 65 eingespannt. Der Getriebeverschlussdeckel 65 weist eine Entlüftungsöffnung 66 auf, über die ein Druckausgleich über den Getriebeverschlussdeckel 65 hinweg erfolgen kann.

[0019] Im Ausführungsbeispiel der Figur 1A herrscht innerhalb des Schlagwerks 70 ein betriebsoptimaler Schlagwerksinnendruck PI nach einer längeren Standzeit des Schlagwerks 70 bei Raumtemperatur. Dies ist dadurch zu erkennen, dass ein Boden 27 der Elastomermembran 26 auf dem Getriebeverschlussdeckel 65 aufliegt. Der Schlagwerksinnendruck PI gleicht hier beispielhaft im Wesentlichen dem Umgebungsdruck PU.

[0020] In Figur 2A ist das Schlagwerk 70 der Figur 1A nach einem längeren Betrieb dargestellt. Auch in Figur 2A herrscht innerhalb des Schlagwerks 70 ein betriebsoptimaler Schlagwerksinnendruck PI. Dies ist dadurch zu erkennen, dass der Boden 27 der Elastomermembran 26 vom Getriebeverschlussdeckel 65 abgehoben, oder - mit anderen Worten - nach oben aufgewölbt ist. Dadurch ist eine temperaturinduzierte Erhöhung des Schlagwerksinnendrucks PI zumindest teilweise ausgeglichen. Ein Druckausgleich durch den Getriebeverschlussdeckel 65 hindurch ist durch die im Getriebeverschlussdeckel 65 ausgebildete Entlüftungsöffnung 66 gewährleistet. Durch die Wahl eines entsprechenden Durchmessers der Entlüftungsöffnung 66 kann eine gewünschte Dynamik des Druckausgleichs erreicht werden. Das Schlagwerk 70 kommt - beim Abheben eines hier nicht gezeigten Werkzeugs des Meißelhammers 100 vom Untergrund - weiterhin selbsttätig zum Stillstand. Dadurch wird eine Betriebssicherheit des Meißelhammers 100 - und letztendlich auch eine Sicherheit des Benutzers - gewährleistet.

[0021] Aus der Zusammenschau der Figur 1B und Figur 2B wird deutlich, dass der Getriebeverschlussdeckel 65, unabhängig vom Schlagwerksinnendruck PI, zwischen dem Druckausgleichselement 25 und dem Exzenterrad 20 befindlich ist. Ein überwiegender Anteil der Elastomermembran 26 - hier der in den Figur 1B und 2B gezeigte Boden 27 des Druckausgleichselements 25 - erstreckt sich parallel zum Exzenterrad 20.

Bezugszeichenliste

[0022] 

20

Exzenterrad

25

Druckausgleichselement

26

Elastomermembran

27

Boden

30

Pleuel

40

Erregerkolben

45

Luftfeder

50

Führungsrohr

60

Getriebegehäuse

65

Getriebeverschlussdeckel

66

Entlüftungsöffnung

70

Schlagwerk

80

Schlagkolben

100

Elektrische Handwerkzeugmaschine

PI

Schlagwerksinnendruck

PU

Umgebungsdruck

Ansprüche

1. Elektropneumatisches Schlagwerk (70) für eine elektrische Handwerkzeugmaschine (100), insbesondere einen Bohr- und/oder Meißelhammer, wobei das Schlagwerk (70) ein Getriebegehäuse (60), ein zumindest abschnittsweise in dem Getriebegehäuse (60) angeordnetes Führungsrohr (50), ein in dem Führungsrohr (50) beweglichen Erregerkolben (40), einen mit dem Erregerkolben (40) gekoppelten Pleuel (30) sowie ein Exzenterrad (20) aufweist, das einerseits mit dem Pleuel (30) gekoppelt und andererseits drehbar bezüglich des Getriebegehäuses (60) gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schlagwerk (70) ein Druckausgleichselement (25) aufweist, mittels dem eine temperaturinduzierte Änderung eines Schlagwerksinnendrucks (PI) zumindest teilweise ausgeglichen werden kann.

2. Schlagwerk (70) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement (25) als Elastomermembran (26) ausgebildet ist oder ein solches aufweist.

3. Schlagwerk (70) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement (25) angeordnet ist, den Schlagwerksinnendruck pleuelseitig auszugleichen.

4. Schlagwerk (70) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sich das Druckausgleichselement (25) überwiegend parallel zum Exzenterrad (20) erstreckt.

5. Schlagwerk (70) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement (25) zumindest abschnittweise durch einen Getriebeverschlussdeckel (65) eingespannt ist.

6. Schlagwerk (70) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeverschlussdeckel (65) eine Entlüftungsöffnung (66) aufweist.

7. Schlagwerk (70) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeverschlussdeckel (65), unabhängig vom Schlagwerksinnendruck (PI), zwischen dem Druckausgleichselement (25) und dem Exzenterrad (20) befindlich ist.

8. Schlagwerk (70) nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomermembran (26) aus einem ölbeständigen Werkstoff der Gruppe Nitril-Butadien-Kautschuk, Hydrierter-Nitril-Butadien-Kautschuk, Fluor-Kautschuk, Acrylat-Kautschuk, Ethylen-Acrylat-Kautschuk, Vinyl-Methyl-Kautschuk besteht oder einen solchen Werkstoff aufweist.

9. Schlagwerk (70) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterrad (20) über einen von einer Handwerkzeugmaschine (100) umfassten Elektromotor rotatorisch angetrieben werden wird.

10. Elektrische Handwerkzeugmaschine (100), insbesondere einen Bohr- und/oder Meißelhammer, mit einem Schlagwerk (70) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

Zeichnung