GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine meißelnde oder bohrmeißelnde Handwerkzeugmaschine.
[0002] Ein Bohrhammer ist aus der
EP 2 857 149 bekannt. Der Bohrhammer hat ein pneumatisches Schlagwerk mit einem in einem Führungsrohr
geführten Erregerkolben. Ein Verschlussplatte klemmt ein Pleuel in dem Erregerkolben
an.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
[0003] Eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine hat einen Werkzeughalter zum Haltern eines
Werkzeugs, einen Elektromotor und ein pneumatisches Schlagwerk. Das Schlagwerk hat
einen in einem Führungsrohr längs einer Bewegungsachse geführten Erregerkolben und
einen über eine pneumatische Kammer an den Erregerkolben angekoppelten Schläger, wobei
eine Kolbenwand des Erregerkolbens das Führungsrohr berührt. Ein Pleuel ist an einem
Ende mit einem Kolbenbolzen in dem Erregerkolben befestigt ist und mit einem anderen
Ende mit dem Elektromotor gekoppelt ist. Ein Lager zum Lagern des Kolbenbolzens ist
durch einen Kolbenboden des Erregerkolbens und eine in den Erregerkolben eingesetzte,
dem Kolbenboden gegenüberliegende Verschlussplatte gebildet. Ein Drehverschluss ist
durch eine in einer Drehrichtung um die Bewegungsachse verlaufende Nut in der Kolbenwand
des Erregerkolbens und einem radial vorstehenden Flügel der Verschlussplatte gebildet
ist. Ein Sperrhaken zum Verriegeln des Flügels entgegen der Drehrichtung kann in radialer
Richtung zwischen einer verriegelnden Stellung und einer freigebenden Stellung verschwenkt
werden, wobei der Sperrhaken in der freigebenden Stellung in radialer Richtung über
die Außenabmessung der Kolbenwand ausgelenkt ist.
[0004] Die Verschlussplatte kann in den hohlen Erregerkolben eingesetzt und durch den Drehverschluss
befestigt werden. Der Sperrhaken verhindert ein unerwünschtes Freidrehen der Verschlussplatte.
Der Sperrhaken selbst ist durch das Führungsrohr gehemmt, das der Sperrhakens für
die freigebende Stellung über die Kolbenwand hinausragen können muss.
[0005] Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen
und Figuren. In den Figuren zeigen:
- Fig. 1
- einen Bohrhammer
- Fig. 2
- einen Erregerkolben mit Pleuel in einem Längsschnitt
- Fig. 3
- den Erregerkolben in einer perspektivischen Darstellung
- Fig. 4
- den Erregerkolben von der Rückseite
- Fig. 5
- eine Draufsicht auf die Vorderseite eine Verschlussplatte
- Fig. 6
- einen Querschnitt in Ebene VI-VI durch den Erregerkolben und die unverriegelte Verschlussplatte
- Fig. 7
- einen Querschnitt in der Ebene VI-VI durch den Erregerkolben und die verriegelte Verschlussplatte
[0006] Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den
Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
[0007] Fig. 1 zeigt als Beispiel einer meißelnden Handwerkzeugmaschine schematisch einen
Bohrhammer
1. Der Bohrhammer
1 hat einen Werkzeughalter
2, in welchen ein Schaftende
3 eines Werkzeugs
4, z.B. eines des Bohrers, eingesetzt und verriegelt werden kann. Einen primären Antrieb
des Bohrhammers
1 bildet ein Elektromotor
5, welcher ein Schlagwerk
6 und eine Abtriebswelle
7 antreibt. Ein Batteriepaket
8 oder eine Netzleitung versorgt den Elektromotor
5 mit Strom. Ein Anwender kann den Bohrhammer
1 mittels eines Handgriffs
9 führen und mittels eines Systemschalters
10 den Bohrhammer
1 in Betrieb nehmen. Im Betrieb dreht der Bohrhammer
1 den Bohrer
4 kontinuierlich um eine Arbeitsachse
11 und kann dabei den Bohrer
4 in Schlagrichtung
12 längs der Arbeitsachse
11 in einen Untergrund schlagen.
[0008] Das Schlagwerk
6 ist ein pneumatisches Schlagwerk
6. Ein Erregerkolben
13 und ein Schläger
14 sind in einem Führungsrohr
15 in dem Schlagwerk
6 längs der Arbeitsachse
11 beweglich geführt. Der Erregerkolben
13 ist über einen Exzenter
16 oder einen Taumelfinger an den Elektromotor
5 angekoppelt und zu einer periodischen, linearen Bewegung gezwungen. Der Erregerkolben
13 bewegt sich auf einer von dem Führungsrohr
15 vorgegebenen Bewegungsachse
17, welche vorzugsweise mit der Arbeitsachse
11 zusammenfällt. Ein Pleuel
18 verbindet den Exzenter
16 bzw. den Taumelfinger mit dem Erregerkolben
13. Eine Luftfeder gebildet durch eine pneumatische Kammer
19 zwischen dem Erregerkolben
13 und dem Schläger
14 koppelt eine Bewegung des Schlägers
14 an die Bewegung des Erregerkolbens
13 an. Der Schläger
14 kann direkt auf ein hinteres Ende des Bohrers
4 aufschlagen oder mittelbar über einen im Wesentlichen ruhenden Döpper
20 einen Teil seines Impulses auf den Bohrer
4 übertragen. Das Schlagwerk
6 und vorzugsweise die weiteren Antriebskomponenten sind innerhalb eines Maschinengehäuses
21 angeordnet.
[0009] Eine Kolbenwand
22 des Erregerkolbens
13 ist im Wesentlichen zylindrisch und in ihrem Durchmesser
23 dem Führungsrohr
15 so angepasst, dass die Kolbenwand
22 an dem Führungsrohr
15 anliegt. Die Kolbenwand
22 gleitet an der Innenfläche des Führungsrohrs
15, wodurch der Erregerkolben
13 parallel zu der Bewegungsachse
17 geführt wird. Ein Kolbenboden
24 des Erregerkolbens
13 ist senkrecht zu der Bewegungsachse
17 orientiert. Ein Durchmesser
23 des Kolbenbodens
24 bzw. der Kolbenwand
22 entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Führungsrohrs
15, um die pneumatische Kammer
19 durch den Kolbenboden
24 abzuschließen.
[0010] Der Erregerkolben
13 ist durch das Pleuel
18 an den Exzenter
16 angebunden. Eine Drehachse
25 des Exzenters
16 steht senkrecht auf der Bewegungsachse
17 des Schlagwerks
6. Der Exzenter
16 hat beispielsweise einen Exzenterfinger
26, der in ein Auge
27 an einem Ende des Pleuels
18 drehbar eingreift. Das Pleuel
18 hat an dem anderen Ende einen Kolbenbolzen
28. Der Kolbenbolzen
28 ist innerhalb des Erregerkolbens
13 in einem Lager
29 befestigt, welches ein Verschwenken des Pleuels
18 um eine zu der Drehachse
25 parallele Schwenkachse
30 ermöglicht. Der Kolbenbolzen
28 ist dazu senkrecht zu der Bewegungsachse
17 orientiert. Der Kolbenbolzen
28 kann starr mit dem Pleuel
18 verbunden sein, insbesondere kann sich der Kolbenbolzen
28 gegenüber dem Kolbenbolzen
28 nicht um die Schwenkachse
30 drehen. Das Pleuel
18 und der Kolbenbolzen
28 sind vorzugsweise ein zusammenhängendes monolithisches Bauteil, welches beispielsweise
aus demselben Kunststoff gefertigt ist. Das Pleuel
18 und der Kolbenbolzen
28 können beispielsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt sein. Monolithisch
bedeutet, dass das Pleuel
18 und der Kolbenbolzen
28 untrennbar und ohne Fügezone miteinander verbunden sind. Alternativ kann das Pleuel
ein zweites Auge aufweisen, in welches der Kolbenbolzen eingesetzt ist. Der Kolbenbolzen
ist hierbei gegenüber dem Pleuel um die Schwenkachse drehbar.
[0011] Das Lager
29 für den Kolbenbolzen
28 ist innerhalb des Erregerkolbens
13 angeordnet (Fig. 2). Der Erregerkolben
13 ist im wesentlichen hohl (Fig. 3). Die Kolbenwand
22 und der Kolbenboden
24 umschließen einen Hohlraum
31, welcher an der dem Kolbenboden
24 abgewandten Rückseite
32 offen ist. Der Kolbenbolzen
28 und das Pleuel
18 sind über die Rückseite
32 in den Erregerkolben
13 hineingesteckt. Der Kolbenbolzen
28 liegt an der Innenseite
33 des Kolbenbodens
24 an. Die Innenseite
33 weist eine erste Lagerschale
34 auf (Fig.4). Die erste Lagerschale
34 beinhaltet vorzugsweise zwei halbzylindrische Lagerflächen
35, die entgegen die Schlagrichtung
12 weisen. Der Kolbenbolzen
28 liegt an der ersten Lagerschale
34, d.h. z.B. an den halbzylindrischen Lagerflächen
35, formschlüssig an. Der Kolbenbolzen
28 ist in die Schlagrichtung
12 an der ersten Lagerschale
34 abgestützt. Die teilweise in die Drehrichtungen um die Bewegungsachse
17 umgreifende Form der ersten Lagerschale
34 hemmt ferner ein Verdrehen des Kolbenbolzens
28 in die beiden Drehrichtungen um die Bewegungsachse
17.
[0012] Das Lager
29 ist durch eine Verschlussplatte
36 abgeschlossen. Die Verschlussplatte
36 enthält eine zweite Lagerschale
37, die der ersten Lagerschale
34 längs der Bewegungsachse
17 gegenüberliegt (Fig.5). Die zweite Lagerschale
37 liegt mit ihren Lagerflächen
38 in Schlagrichtung
12 an den zylindrischen Abschnitten des Kolbenbolzens
28 an. Die zweiten Lagerflächen
38 können eine teilzylindrische Form aufweisen, die formschlüssig an dem Kolbenbolzen
28 anliegen. Die beispielhaften Lagerflächen
38 entsprechen einem Viertel eines Zylinders. Die Lagerflächen
38 liegen jedoch nur in einer Drehrichtung um die Bewegungsachse
17 an dem Kolbenbolzen
28 an. In einer Ausgestaltung können die Lagerflächen
38 eben ausgebildet sein. Die Lagerflächen
38 der Verschlussplatte
36 sind geringen mechanischen Belastungen ausgesetzt, und können daher mit einer geringeren
Kontaktfläche zu dem Kolbenbolzen
28 ausgebildet sein.
[0013] Die Verschlussplatte
36 kann längs der Bewegungsachse
17 in den Hohlraum
31 des Erregerkolbens
13 eingesetzt werden. Das Profil des Hohlraums
31 längs der Bewegungsachse
17 und das Profil der Verschlussplatte
36 längs der Bewegungsachse
17 sind vorzugsweise in Form und Größe gleich (Fig. 6). Das Profil ist die Projektion
längs der Bewegungsachse
17 auf die dazu senkrechte Ebene. Die Verschlussplatte
36 gleitet weitgehend formschlüssig längs der Bewegungsachse
17 bis zu dem Kolbenboden
24, d.h. bis anliegend an die erste Lagerschale
34, in den Erregerkolben
13 hinein.
[0014] Die Verschlussplatte
36 bildet zusammen mit der Kolbenwand
22 einen Drehverschluss, welcher die Verschlussplatte
36 längs der Bewegungsachse
17 in dem Erregerkolben
13 fixiert. Die Verschlussplatte
36 hat einen zylindrischen Korpus
39 (angedeutet durch den gestrichelten Kreis) und zwei von dem Korpus radial vorstehende
Flügel
40, die der Verschlussplatte
36 eine nicht-rotationssymmetrische Gestalt verleihen. Die radiale Richtung bezieht
sich durchgehend in der Beschreibung auf die Bewegungsachse
17 oder Längsachse des Erregerkolbens
13. Die beiden Flügel
40 definieren die größte radiale Abmessung
41 der Verschlussplatte
36. Die beispielhaften Flügel
40 sind diametral von der Bewegungsachse
17 angeordnet. Die Verschlussplatte
36 kann anstelle zweier auch eine andere Anzahl von Flügeln aufweisen. Die Flügel
40 können parallel zu dem Kolbenboden
24 ausgebildet oder etwas geneigt gegenüber dem Kolbenboden
24 ausgebildet sein.
[0015] Der Hohlraum
31 hat einen zylindrischen Kern
42 (angedeutet durch den gestrichelten Kreis) und zwei radial vorspringende Aussparungen
43, die einen zu den Flügeln
40 komplementären, längs der Bewegungsachse
17 gleichbleibenden Querschnitt aufweisen. Die Kolbenwand
22 umschließt diesen Hohlraum
31. Die Kolbenwand
22 hat zwei Nuten
44, die parallel zu dem Kolbenboden
24 oder ggf. mit der Neigung der Flügel
40 gegenüber dem Kolbenboden
24 verlaufen (Fig. 7). Die Nuten
44 sind entgegen einer Drehrichtung
45 in die Aussparungen
43 geöffnet. Die Drehrichtung
45 bezieht sich in der Beschreibung durchgehend auf die Bewegungsachse
17 oder Längsachse des Erregerkolbens
13. Die Nuten
44 sind in der Drehrichtung
45 versetzt zu den Aussparungen
43. Die Nuten
44 können eine gleichbleibende Tiefe oder sich ändernde Tiefe entlang der Drehrichtung
45 aufweisen. Die Tiefe ist jedoch ausreichend bemessen, so dass ein radialer Abstand
des Nutbodens von der Bewegungsachse
17 größer als die radiale Abmessung
41 der Verschlussplatte
36, d.h. der Abstand der Flügel
40 von der Bewegungsachse
17 ist. Die Anzahl und Anordnung der Nuten
44 um die Bewegungsachse
17 entspricht der Anordnung der Flügel
40 um die Bewegungsachse
17.
[0016] Die Verschlussplatte
36 wird soweit in den Erregerkolben
13 längs der Bewegungsachse
17 hineingeschoben, bis die Flügel
40 auf der gleichen Höhe wie die Nuten
44 sind. Danach kann die Verschlussplatte
36 um die Bewegungsachse
17 gedreht werden, wodurch die Flügel
40 in die Nuten
44 hineingleiten. Die Verschlussplatte
36 ist vorzugsweise um einen Drehwinkel zwischen 45 Grad und 90 Grad, beispielsweise
wenigstens 60 Grad, beispielsweise höchstens 75 Grad, um die Bewegungsachse
17 drehbar. Der maximale Drehwinkel ist durch einen Anschlag
46 begrenzt, der beispielsweise durch die in Drehrichtung
45 geschlossene Nuten
44 oder einen Anschlag der Verschlussplatte 36 außerhalb der Nuten
44 erfolgt. Die Verschlussplatte
36 ist durch den Drehverschluss längs der Bewegungsachse
17 in dem Erregerkolben
13 fixiert. Die Flügel
40 liegen innerhalb der Nuten
44 an einer Anlagefläche
47 entgegen der Schlagrichtung
12 an. Die entgegen der Schlagrichtung
12 wirksamen Zugkräfte auf den Erregerkolben
13 werden über die Anlagefläche
47 eingeleitet. Der zwischen den beiden Lagerschalen
34, 37 eingeschlossene Kolbenbolzen
28 fixiert das Pleuel
18 in dem Erregerkolben
13.
[0017] Ein Sperrhaken
48 ist in der Nut
44 vorgesehen. In seiner verriegelnden Stellung greift der Sperrhaken
48 in die Nut
44 ein und hemmt ein Drehen der Flügel
40 in der Nut
44. Beim Drehen der Verschlussplatte
36 wird der Sperrhaken
48 durch den Flügel
40 in radialer Richtung nach Außen in seine freigebende Stellung ausgelenkt. Der Flügel
40 passiert den Sperrhaken
48 soweit, dass der Sperrhaken
48 nach dem Flügel
40 wieder in die verriegelnde Stellung zurückkehren kann. Der Flügel
40 ist in der Nut
44 zwischen dem Anschlag
46 und dem Sperrhaken
48 gefangen. Der beispielhafte Sperrhaken
48 ist an einem Federelement
49 aufgehängt, welches den Sperrhaken
48 in der verriegelnden Stellung treibt.
[0018] Die beispielhafte Nut
44 hat eine gleichbleibende Höhe
50, d.h. Abmessung längs der Bewegungsachse
17. Der Sperrhaken
48 hat eine geringere Höhe als die Nut
44. Der beispielhafte Flügel
40 hat eine flächige Platte
51 und einen Höcker
52. Die flächige Platte
51 kann in der Nut
44 an dem Sperrhaken
48 in Drehrichtung
45 vorbeigleiten, da sie längs der Bewegungsachse
17 nicht überlappen. Der Höcker
52 stößt an dem Sperrhaken
48 an. In der verriegelten Stellung der Verschlussplatte
36 ist der Höcker
52 zwischen dem Anschlag
46 und dem Sperrhaken
48 gefangen.
[0019] Die radialen Abmessungen der Flügel
40 und des Sperrhakens
48 sind derart bemessen, dass der Sperrhaken
48 für die freigebende Stellung über den Umfang der Kolbenwand
22 ausgelenkt sein muss. Ein radialer Abstand
53 des Sperrhaken
48 von der Bewegungsachse ist geringer als die radiale Abmessung
41 der Verschlussplatte
36 im Bereich des Flügels
40. Der Außenradius, d.h. der halbe Durchmesser
23 der Kolbenwand
22 bzw. der Innenradius des Führungsrohrs
15, ist geringer als die Summe des radialen Abstands des Flügels
40 zu der Bewegungsachse
17 und der radialen Abmessung des Sperrhakens
48. Beim dem in das Führungsrohr
15 eingesetzten Erregerkolben
13 hemmt das Führungsrohr
15 ein Auslenken des Sperrhakens
48 bis in die freigebende Stellung. Die Verschlussplatte
36 ist sicher verriegelt.
[0020] Der Sperrhaken
48 kann als Teil der Kolbenwand
22 ausgebildet sein. Der Sperrhaken
48 ist ein in die Nut
44 vorstehender Dorn. Die Kolbenwand
22 ist umliegend um den Dorn soweit geschwächt, dass die Kolbenwand
22 beim Andrücken des Flügels
40 in radialer Richtung nachgibt. Bei dem beispielhaften Sperrhaken
48 ist die Kolbenwand
22 angrenzend an den Sperrhaken
48 geschlitzt. Jeweils ein Längsschlitz
54 verläuft parallel zu der Nut
44 in Schlagrichtung
12 oberhalb und unterhalb des Sperrhakens
48. Ein Durchbruch
55 verläuft angrenzend zu dem Sperrhaken
48 parallel zu der Bewegungsachse
17 und verbindet die beiden Längsschlitze
54. Der von den Längsschlitzen
54 eingefasste Abschnitt der Kolbenwand
22 bildet in der Ausgestaltung als Festkörpergelenk das Federelement
49, welches sich bei der radialen Auslenkung in die freigebende Stellung des Sperrhakens
48 elastisch verhält. Die Schlitze
54 durchbrechen die Kolbenwand
22.
[0021] Der Erregerkolben
13 weist eine umfängliche Rille
56 an der Außenseite der Kolbenwand
22 auf. Ein Dichtring
57 ist die Rille
56 eingelegt. Die Rille
56 überlappt längs der Bewegungsachse
17 mit dem Kolbenbolzen
28.
1. Handwerkzeugmaschine mit
einem Werkzeughalter (2) zum Haltern eines Werkzeugs (4),
einem Elektromotor (5),
einem pneumatischen Schlagwerk (6), das einen in einem Führungsrohr (15) längs einer
Bewegungsachse (17) geführten Erregerkolben (13) und einen über eine pneumatische
Kammer (19) an den Erregerkolben (13) angekoppelten Schläger (14) aufweist, wobei
eine Kolbenwand (22) des Erregerkolbens (13) das Führungsrohr (15) berührt,
einem Pleuel (18), das an einem Ende mit einem Kolbenbolzen (28) in dem Erregerkolben
(13) befestigt ist und mit einem anderen Ende mit dem Elektromotor (5) gekoppelt ist,
einem Lager (29) zum Lagern des Kolbenbolzens (28), das durch einen Kolbenboden (24)
des Erregerkolbens (13) und eine in den Erregerkolben (13) eingesetzte, dem Kolbenboden
(24) gegenüberliegende Verschlussplatte (36) gebildet ist,
einem Drehverschluss, der durch eine in einer Drehrichtung (45) um die Bewegungsachse
(17) verlaufende Nut (44) in der Kolbenwand (22) des Erregerkolbens (13) und einem
radial vorstehenden Flügel (40) der Verschlussplatte (36) gebildet ist, wobei der
Flügel (40) in die Nut (44) eingreift, und
einem Sperrhaken (48) zum Verriegeln des Flügels (40) entgegen der Drehrichtung (45),
wobei der Sperrhaken (48) in radialer Richtung zwischen einer verriegelnden Stellung
und einer freigebenden Stellung verschwenkbar ist, wobei der Sperrhaken (48) in der
freigebenden Stellung in radialer Richtung über die Außenabmessung (23) der Kolbenwand
(22) ausgelenkt ist.
2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der verriegelnden Stellung der Sperrhaken (48) in die Nut (44) eingreift und vollständig
innerhalb der Außenabmessungen (23) der Kolbenwand (22) liegt.
3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (53) des Sperrhakens (48) zur Bewegungsachse (17) geringer als eine radiale
Abmessung (41) der Verschlussplatte (36) im Bereich des Flügels (40) ist.
4. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrhaken (48) monolithisch als ein Abschnitt der Kolbenwand (22) ausgebildet
ist.
5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zu der Nut (44) paralleler Längsschlitz (54) in der Kolbenwand (22)
angrenzend an den Sperrhaken (48) ausgebildet ist.
6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (55) die Kolbenwand (22) durchbricht.
7. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrhaken (48) ein Federelement (49) aufweist, das den Sperrhaken (48) in die
verriegelnde Stellung treibt.
8. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenboden (24) eine erste Lagerschale (34) aufweist, an der der Kolbenbolzen
(28) in Schlagrichtung (12) anliegt, und dass die Verschlussplatte (36) eine zweite
Lagerschale (37) aufweist, an der der Kolbenbolzen (28) entgegen der Schlagrichtung
(12) anliegt.
9. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (40) einen flache Platte (51) und einen gegenüber der Platte (51) längs
der Bewegungsachse (17) erhabenen Höcker (52) aufweist, wobei die flache Platte (51)
entgegen der Schlagrichtung (12) an der Nut (44) anliegt.