EP0444030B1 - Bohrhammer - Google Patents

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EP0444030B1
EP0444030B1 EP89905644A EP89905644A EP0444030B1 EP 0444030 B1 EP0444030 B1 EP 0444030B1 EP 89905644 A EP89905644 A EP 89905644A EP 89905644 A EP89905644 A EP 89905644A EP 0444030 B1 EP0444030 B1 EP 0444030B1
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EP
European Patent Office
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intermediate shaft
clutch
drilling hammer
drilling
hammer according
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EP89905644A
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Manfred Bleicher
Ulrich Bohne
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D16/00—Portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • B25D16/006—Mode changers; Mechanisms connected thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2216/00—Details of portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • B25D2216/0007—Details of percussion or rotation modes
    • B25D2216/0046—Preventing rotation

Definitions

  • the invention is based on a hammer drill according to the preamble of claim 1, as is known from the operating instructions for AEG pneumatic super MFZ.
  • a hammer drill is already known, which has a clutch for switching off the striking mechanism, which can be switched with the help of the intermediate shaft.
  • the rotary motion constantly transferred from the motor to the tool holder cannot be switched off.
  • Such a hammer is therefore simply not suitable for chiseling.
  • the object of the invention is to make it possible to select the operating states of the rotary hammer with a single switch and to simplify the transmission.
  • the hammer drill according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the rotary movement for pure impact operation can be switched off arbitrarily and in a simple manner. As a result, the hammer can operate in three different operating states: pure drilling, impact drilling and pure hitting. Thus, for example, an additional chisel attachment on the tool holder, with which the rotary drive could be switched off in previous hammers, is unnecessary for the hammer according to the invention.
  • the switchover to the different operating states is carried out in a user-friendly manner by means of a single shift lever.
  • a third coupling according to claims 2 and 3 is particularly advantageous, with which the tool holder can optionally be locked in a rotationally fixed manner during the impact operation or can be set in a freely rotatable state. With the tool holder locked against rotation, all chisel work can be carried out just as well as with a pure chisel hammer. Since the intermediate shaft is also fixed, no energy is lost due to unnecessary turning of parts of the percussion drive.
  • Claims 4 to 6 offer the advantage that all operating states of the hammer can be set at a single switch.
  • a bearing between the intermediate shaft rotating in the drilling operating states and the displacement part for axially displacing the intermediate shaft reduces wear on the switching device.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a hammer drill according to the invention, in which the intermediate shaft is shown in different positions
  • Figure 2 shows a second embodiment in a section showing the intermediate shaft
  • Figure 3 shows in cross section a switching device.
  • the hammer drill 1 contains in its housing 2 essentially a motor 3, a gear 4, a striking mechanism 5 designed as an air cushion percussion mechanism and a tool holder 6 into which a tool 7 suitable for the respective application can be inserted.
  • the motor 3 has a pinion 8, which is always in engagement with an outer ring gear 9 of a clutch gear 10.
  • the gear wheel 10 has teeth 11 on its end face. It is under the action of a compression spring 12, which in turn is supported against an axial bearing 14 bearing against the housing part 13.
  • the clutch gear 10 is rotatably supported on an intermediate shaft 17 by means of an axially displaceable needle bearing 16.
  • the intermediate shaft 17 has a thickened central part 18, on the right-hand side facing the clutch gear 10 of which a counter toothing 19 is arranged, which can be coupled to the toothing 11.
  • a longitudinal toothing 20 At the other end of the middle part 18 there is a longitudinal toothing 20 which, with its left end facing away from the clutch gearwheel 10, can be engaged in teeth 21 connected to the housing 2 in a manner fixed against relative rotation.
  • the left end of the intermediate shaft 17 is axially displaceably mounted in a needle bearing 22 seated in the housing 2.
  • a ball bearing 23 is pressed onto the middle part 18 following the longitudinal toothing 20, the outer ring of which serves as a projection 24, on which a switching device for axially displacing the intermediate shaft 17 acts.
  • the inner ring of the ball bearing 21 can also be incorporated directly into the intermediate shaft 17.
  • the ball bearing 21 can also be replaced by a less expensive solution with a collar 26 on the intermediate shaft 17, on which two disks 27, 28 engage. These are in turn with one Projection 24 'connected. Otherwise, the second exemplary embodiment corresponds exactly to the first in FIG. 1.
  • the rotary hammer 1 comprises a movement conversion gear, which in the exemplary embodiment is designed as a wobble gear.
  • a wobble hub 30 is mounted in needle bearings 31 and 32.
  • the wobble hub is mounted in a ball bearing 33 designed as a fixed bearing in the housing part 13, the inner ring for the bearing 33 being formed by the wobble hub 30 itself.
  • the outer ring 34 is fixed to a shoulder 35 of the housing part 13 and by a locking ring 36.
  • the wobble hub 30 has a running groove 37 with an oblique axis to the axis of the intermediate shaft 17.
  • the raceway 37 forms the inner raceway for a ball bearing 38, the outer ring of which is designed as a swash plate 39.
  • a finger 40 formed on the swash plate 39 drives the striking mechanism 5.
  • the wobble hub 10 has counter teeth 41, which can be coupled to the teeth 11 of the clutch gear 10.
  • the striking mechanism 5 is guided in a tube 43 which is connected to the tool holder 6 and can be driven via a toothed wheel 44.
  • the gear 44 engages in the longitudinal toothing 20 of the intermediate shaft 17 and is connected to the tube 43 via a spring-loaded safety coupling 45.
  • the switching device for the intermediate shaft 17 can be seen from FIG.
  • the shift lever 47 has a shaft 48 which extends through the housing 2 and has an eccentric pin 49.
  • the eccentric pin engages in a fork 50 of the projection 24 or 24 'so that rotation of the shift lever 47 causes an axial displacement of the projection 24 or 24'.
  • the hammer 1 can be operated in four ways.
  • Figure 1 the upper half of the clutch gear 10 and the intermediate shaft 17 is shown in the drilling operating position.
  • the rotational movement of the motor pinion 8 is transmitted to the intermediate shaft 17 via the clutch gear 10 and the clutch 11/19.
  • the intermediate shaft 17 drives the gear 44 via its longitudinal toothing 20.
  • the wobble hub 30 is not driven, the entire striking mechanism 5 and the movement conversion gear stand still.
  • the safety clutch 45 serves to protect the operator. When the drill bit jams, it snaps out to prevent the hammer from turning suddenly.
  • the intermediate shaft 17 is shifted further to the left until its toothing 19 is uncoupled from the toothing 11 of the clutch gearwheel.
  • the clutch gear 10 cannot follow the intermediate shaft 17 because the counter-toothing 41 of the wobble hub 30 stops.
  • the hammer drill is now in the chiseling operating state, the tool holder 6 still being freely rotatable. If the tool 7 is to be locked in a rotationally fixed manner, the shift lever 47 is rotated one more step until the longitudinal toothing 20 of the intermediate shaft 17 engages in the toothing 21. In this position, also called spindle lock, the hammer can be used as a full-blown chisel hammer. An overload the machine by excessive turning of the tool 7 is excluded in that the locking clutch 20/21, the safety clutch 45 is connected upstream.

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Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Bohrhammer nach der Gattung des Anspruchs 1. wie er aus der Betriebsanleitung zu AEG pneumatic super MFZ bekannt ist. Aus der EP-PS 50 192 ist bereits ein Bohrhammer bekannt, der eine Kupplung zum Abschalten des Schlagwerks aufweist, die sich mit Hilfe der Zwischenwelle schalten läßt. Die vom Motor ständig auf den Werkzeughalter übertragene Drehbewegung läßt sich jedoch nicht abschalten. Damit ist ein solcher Hammer ohne weiteres zum Meißeln nicht tauglich.
  • Die Erfindung hat zur Aufgabe es zu ermöglichen, dass die Betriebszustände des Bohrhammers mit einem einzigen Schalter gewählt werden können und das Getriebe vereinfacht wird.
  • Der erfindungsgemäße Bohrhammer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sich die Drehbewegung für reinen Schlagbetrieb beliebig und auf einfache Art und Weise abschalten läßt. Dies hat zur Folge, daß der Hammer in drei verschiedenen Betriebszuständen arbeiten kann: reines Bohren, Schlagbohren und reines Schlagen. Damit ist beispielsweise ein zusätzlicher Meißelvorsatz auf dem Werkzeughalter, mit dem sich bei bisherigen Hämmern der Drehantrieb ausschalten ließ, für den erfindungsgemäßen Hammer entbehrlich. Die Umschaltung in die verschiedenen Betriebszustände erfolgt in bedienungsfreundlicher Weise durch einen einzigen Schalthebel.
  • Durch die in den Ansprüchen 2 ff aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen Bohrhammers möglich. Besonders vorteilhaft ist eine dritte Kupplung nach Anspruch 2 und 3, mit der sich beim Schlagbetrieb der Werkzeughalter wahlweise drehfest blockieren oder in frei drehbaren Zustand versetzen läßt. Bei drehfest blockiertem Werkzeughalter lassen sich alle Meißelarbeiten ebensogut wie mit einem reinen Meißelhammer ausführen. Da auch die Zwischenwelle mit festgesetzt wird, geht keine Energie durch unnötiges Mitdrehen von Teilen des Schlagantriebs verloren.
  • Die Ansprüche 4 bis 6 bieten den Vorteil, daß alle Betriebszustände des Hammers an einem einzigen Schalter eingestellt werden können. Ein Lager zwischen der sich in den bohrenden Betriebszuständen drehenden Zwischenwelle und dem Verschiebeteil zum axialen Verschieben der Zwischenwelle vermindert den Verschleiß an der Schalteinrichtung.
  • Die Bauweise nach den Ansprüchen 7 und 8 ermöglicht einen besonders kompakten und kleinbauenden Bohr- und Meißelhammer.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Bohrhammer, in dem die Zwischenwelle in verschiedenen Stellungen gezeigt ist, Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in einem Ausschnitt, der die Zwischenwelle zeigt, und Figur 3 zeigt in einem Querschnitt eine Schalteinrichtung.
  • Der Bohrhammer 1 enthält in seinem Gehäuse 2 im wesentlichen einen Motor 3, ein Getriebe 4, ein als Luftpolsterschlagwerk ausgestaltetes Schlagwerk 5 und eine Werkzeugaufnahme 6, in die ein für den jeweiligen Anwendungszweck geeignetes Werkzeug 7 einsetzbar ist.
  • Der Motor 3 hat ein Ritzel 8, das stets im Eingriff mit einem äußeren Zahnkranz 9 eines Kupplungszahnrades 10 steht. Das Zahnrad 10 weist an seiner Stirnseite eine Verzahnung 11 auf. Es steht unter der Wirkung einer Druckfeder 12, die ihrerseits gegen ein an dem Gehäuseteil 13 anliegendes Axiallager 14 abgestützt ist.
  • Das Kupplungszahnrad 10 ist mittels eines axial verschieblichen Nadellagers 16 drehbar auf einer Zwischenwelle 17 abgestützt. Die Zwischenwelle 17 weist einen verdickten Mittelteil 18 auf, an dessen dem Kupplungszahnrad 10 zugewandter rechter Seite eine Gegenverzahnung 19 angeordnet ist, die mit der Verzahnung 11 kuppelbar ist. Am anderen Ende des Mittelteils 18 ist eine Längsverzahnung 20 angebracht, die mit ihrem dem Kupplungszahnrad 10 abgewandten linken Ende in drehfest mit dem Gehäuse 2 verbundene Zähne 21 einrückbar ist. Das linke Ende der Zwischenwelle 17 ist in einem im Gehäuse 2 sitzenden Nadellager 22 axial verschieblich gelagert.
  • Auf das Mittelteil 18 ist im Anschluß an die Längsverzahnung 20 ein Kugellager 23 aufgepreßt, dessen Außenring als Vorsprung 24, an der eine Schalteinrichtung zur Axialverschiebung der Zwischenwelle 17 angreift, dient. Der Innenring des Kugellagers 21 kann auch direkt in die Zwischenwelle 17 eingearbeitet sein.
  • Gemäß Figur 2 kann das Kugellager 21 auch ersetzt werden durch eine kostengünstigere Lösung mit einem Bund 26 an der Zwischenwelle 17, an der zwei Scheiben 27, 28 angreifen. Diese sind ihrerseits mit einem Vorsprung 24′ verbunden. Im übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel genau dem ersten in Figur 1.
  • Zum Antrieb des Schlagwerks 5 umfaßt der Bohrhammer 1 ein Bewegungswandlungsgetriebe, das im Ausführungsbeispiel als Taumelgetriebe ausgebildet ist. Um das Kupplungszahnrad 10 und die Zwischenwelle 17 herum ist eine Taumelnabe 30 in Nadellagern 31 und 32 gelagert. Die Taumelnabe ist in einem als Festlager ausgebildeten Kugellager 33 in dem Gehäuseteil 13 gelagert, wobei der Innenring für das Lager 33 durch die Taumelnabe 30 selbst gebildet wird. Der Außenring 34 ist an einer Schulter 35 des Gehäuseteils 13 und durch einen Sicherungsring 36 fixiert. Außerdem weist die Taumelnabe 30 eine Laufrille 37 mit zur Achse der Zwischenwelle 17 schiefer Achse auf. Die Laufrille 37 bildet die Innenlaufbahn für ein Kugellager 38, dessen Außenring als Taumelscheibe 39 ausgebildet ist. Ein an die Taumelscheibe 39 angeformter Finger 40 treibt das Schlagwerk 5 an. Im Inneren weist die Taumelnabe 10 eine Gegenverzahnung 41 auf, die mit der Verzahnung 11 des Kupplungszahnrades 10 kuppelbar ist.
  • Das Schlagwerk 5 ist in einem Rohr 43 geführt, das mit der Werkzeugaufnahme 6 verbunden ist und über ein Zahnrad 44 antreibbar ist. Das Zahnrad 44 greift in die Längsverzahnung 20 der Zwischenwelle 17 ein und ist über eine federbelastete Sicherheitskupplung 45 mit dem Rohr 43 verbunden.
  • Aus Figur 3 ist die Schalteinrichtung für die Zwischenwelle 17 ersichtlich. Der Schalthebel 47 hat eine das Gehäuse 2 durchgreifende Welle 48, die einen Exzenterstift 49 aufweist. Der Exzenterstift greift in eine Gabel 50 des Vorsprungs 24 bzw. 24′ so ein, daß eine Drehung des Schalthebels 47 eine Axialverschiebung des Vorsprungs 24 bzw. 24′ bewirkt.
  • Der Hammer 1 kann auf viererlei Weise betrieben werden. In Figur 1 ist die obere Hälfte des Kupplungszahnrades 10 und der Zwischenwelle 17 in der Betriebsstellung Bohren gezeigt. Die Drehbewegung des Motorritzels 8 wird über das Kupplungszahnrad 10 und die Kupplung 11/19 auf die Zwischenwelle 17 übertragen. Die Zwischenwelle 17 treibt über ihre Längsverzahnung 20 das Zahnrad 44 an. Die Taumelnabe 30 wird nicht angetrieben, das gesamte Schlagwerk 5 und das Bewegungswandlungsgetriebe stehen still. Die Sicherheitskupplung 45 dient dem Schutz der Bedienungsperson. Wenn das Bohrwerkzeug blockiert, rastet sie aus, um ein plötzliches Drehen des Bohrhammers zu verhindern.
  • Die unteren Hälften von Kupplungszahnrad 10 und Zwischenwelle 17 sind in Figur 1 in der Betriebsstellung Schlagbohren gezeigt, in der die Zwischenwelle 17 mit Hilfe des Vorsprungs 24 bzw. 24′ nach links verschoben wurde. Dies geschieht durch Drehen des Schalthebels 47. Das Kupplungszahnrad 10 folgt der Zwischenwelle 17 auf den Druck der Feder 12 nach bis es mit seiner Verzahnung 11 in die Gegenverzahnung 41 der Taumelnabe 30 einrastet. Nun sind sowohl die Zwischenwelle 17 zur Übertragung des Drehantriebs als auch die Taumelnabe zur Einschaltung des Schlagwerks über die Verzahnung 11 drehend angetrieben.
  • Beim Weiterdrehen des Schalthebels 47 wird die Zwischenwelle 17 noch weiter nach links verschoben bis ihre Verzahnung 19 aus der Verzahnung 11 des Kupplungszahnrades ausgekoppelt wird. Das Kupplungszahnrad 10 kann der Zwischenwelle 17 nicht folgen, da es in der Gegenverzahnung 41 der Taumelnabe 30 zum Anschlag kommt. Der Bohrhammer befindet sich nun im Betriebszustand Meißeln, wobei der Werkzeughalter 6 noch frei drehbar ist. Soll das Werkzeug 7 drehfest blockiert werden, so wird der Schalthebel 47 noch eine Stufe weitergedreht bis die Längsverzahnung 20 der Zwischenwelle 17 in die Verzahnung 21 eingreift. In dieser auch Spindellock bezeichneten Stellung kann der Hammer als vollwertiger Meißelhammer benutzt werden. Eine Überlastung der Maschine durch übermäßiges Verdrehen des Werkzeugs 7 ist dadurch ausgeschlossen, daß der Verriegelungskupplung 20/21 die Sicherheitskupplung 45 vorgeschaltet ist.

Claims (9)

  1. Bohrhammer (1) mit einem hin- und hergehenden Schlagwerk (5), das über eine an einer zwischenwelle (17) angeordnete, schaltbare Kupplung (11/41) und ein Bewegungswandlungsgetriebe, insbesondere Taumelscheibengetriebe, vom Motor (3) antreibbar ist sowie mit einem Getriebe (4), mit dem die Drehbewegung des Motors (3) über eine zweite schaltbare Kupplung (11/19) auf eine Werkzeugaufnahme (6) weiterleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (11/19) zum Ein- und Ausschalten der Drehbewegung ebenfalls an der Zwischenwelle (17) angeordnet ist und beide Kupplungen (11/41, 11/19) durch axiale Verschiebung der Zwischenwelle (17) unabhängig voneinander schaltbar sind.
  2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zwischenwelle (17) eine dritte Kupplung (20/21) angeordnet ist, mit der eine Drehbewegung der Werkzeugaufnahme (6) blockiert werden kann.
  3. Bohrhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kupplung (20/21) gehäusefeste Zähne (21) umfaßt, in die die Längsverzahnung (20) einrückbar ist.
  4. Bohrhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Kupplungen (11/19, 11/41, 20/21) durch axiale Verschiebung der Zwischenwelle (17) schaltbar sind.
  5. Bohrhammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (17) einen Vorsprung (24, 24′) aufweist, an dem eine von außen bedienbare Schalteinrichtung angreift.
  6. Bohrhammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (24, 24′) mittels eines Kugellagers (23) oder eines Gleitlagers (26, 27, 28) mit der Zwischenwelle (17) verbunden ist.
  7. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zwischenwelle (17) ein axial verschiebbares Kupplungszahnrad (10) angeordnet ist, das mit einem ersten Zahnkranz (9) ständig mit dem Motorritzel (8) kämmt, mit einer zweiten Verzahnung (11) wahlweise in eine Gegenverzahnung (19) der zwischenwelle (17) und/oder in eine Gegenverzahnung (41) des Bewegungswandlungsgetriebes einrückbar ist.
  8. Bohrhammer mit Taumelscheibengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Taumelnabe (30) des Bewegungswandlungsgetriebes über ein als Festlager ausgebildetes Kugellager (33) in einem Gehäuseteil (13) gelagert ist und der Innenring des Kugellagers (33) einstückig mit der Taumelnabe (30) verbunden ist.
  9. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (17) an einem ende mittels eines Nadellagers (16) in dem Kupplungszahnrad (10) gelagert ist, das seinerseits über ein Nadellager (31) in der feststehenden Taumelnabe (30) gehalten ist und mit ihrem anderen ende in einem im Gehäuse angeordneten Nadellager 22 verschieblich gelagert ist.
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EP0444030A1 EP0444030A1 (de) 1991-09-04
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