DE19815650B4

DE19815650B4 - Drehbohrhammer

Info

Publication number: DE19815650B4
Application number: DE19815650A
Authority: DE
Inventors: David R. Delafield Bauer
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2018-04-08
Also published as: CH693023A5; DE19815650A1; GB9804788D0; JPH1110557A; US5954140A; GB2326368A; GB2326368B

Abstract

Drehbohrhammer (10), welcher in einem Leerlaufmodus und in einem Hammermodus betreibbar ist, wobei der Drehbohrhammer (10) aufweist:
– ein Gehäuse (12),
– eine Zylinderhülse (70), welche in dem Gehäuse (12) angeordnet ist und eine Seitenwand mit einer Öffnung (74) aufweist, wobei die Öffnung für eine Gasdurchströmung offen ist, wenn sich der Drehbohrhammer im Leerlaufmodus und für eine Gasdurchstömung geschlossen ist, wenn sich der Drehbohrhammer im Hammermodus befindet,
– einen Stößel (98), welcher innerhalb der Zylinderhülse (70) angeordnet ist und relativ zu der Zylinderhülse (70) bewegbar ist, und
– eine Dichtung (106), welche auf dem Stößel (98) getragen wird und eine Abdichtung zwischen der Seitenwand und dem Stößel (98) ausbildet, wobei die Dichtung (106) während des Betriebs des Drehbohrhammers zusammen mit dem Stößel in einem Bewegungsbereich relativ zur Zylinderhülse (70) bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (74) so in der Seitenwand angeordnet ist, dass sie...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehbohrhammer der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.

Ein derartiger Drehbohrhammer ist aus der DE 38 26 213 A1 bekannt. Der bekannte Drehbohrhammer weist eine Zylinderhülse auf, in der axial hintereinander liegend ein Kolben, ein Schläger (Stößel) und ein so genannter Döpper (Schlagelement) angeordnet sind, wobei das Schlagelement auf den Werkzeugeinsatz einwirkt. Die Zylinderhülse weist eine Leerlaufsteueröffnung auf, die verschlossen werden muss, wenn der Drehbohrhammer im Hammermodus arbeiten soll und die geöffnet wird, wenn der Drehbohrhammer im Leerlaufmodus arbeitet. Beim bekannten Drehbohrhammer erfolgt die Abdichtung der Leerlaufsteueröffnung primär durch ein Führungsstück an der Außenseite der Zylinderhülse, so dass der Kolben zum Abdichten der Leerlaufsteueröffnung nicht mehr benötigt wird. Demzufolge ist die Leerlaufsteueröffnung außerhalb des Hubwegs des Kolbens angeordnet. Die Leerlaufsteueröffnung und eine weitere Nachfüllbohrung, die sich zwischen der Leerlaufsteueröffnung und dem Kolben befindet, muss jedoch während der Kompression des Luftpolsters zusätzlich durch den Stößel verschlossen werden.

Betrachtet man den Hubweg des Kolbens, den Abstand der Dichtung des Stößels von der kolbenseitigen Stirnfläche des Stößels und die Anordnung und Bemessung der Leerlaufsteueröffnung und der Nachfüllbohrung, so ist es unvermeidlich, dass sich bei jeder Kompression die Dichtung des Stößels zumindest über die Leerlaufsteueröffnung bewegt, was zu den bereits in den ursprünglichen Unterlagen ausführlich diskutierten Schwierigkeiten im Hinblick auf einen Verschleiß der Stößeldichtung führt.

Im allgemeinen sind Drehbohrhämmer betriebswirksam, um sowohl die Drehbohrbewegung als auch die axiale Hammerbewegung auf einen Werkzeugeinsatz zu übertragen. In dieser Hinsicht weisen Drehbohrhämmer sowohl ein Drehantriebssystem als auch ein Axialantriebssystem auf. Ein typisches Drehantriebssystem weist eine Triebritzelrad-Baugruppe auf, welche eine Drehbewegung auf eine Spindel und den Bohrereinsatz ü berträgt. Eine Type des Axialantriebssystem ist ein Antriebssystem der Ratschentype, welches den Bohrereinsatz durch Wirkbeziehung der einander ergänzenden Ratschenoberflächen antreibt. Ein anderes Axialantriebssystem schließt ein pneumatisches Antriebssystem ein, welches einen sich axial wechselseitig bewegenden Kolben verwendet, um den Bohrereinsatz anzutreiben.

Ein pneumatischer Drehbohrhammer 200 gemäß dem Stand der Technik ist teilweise in 5, 6 und 6A gezeigt. Der Drehbohrhammer 200 weist ein Drehantriebssystem 204 (teilweise gezeigt) auf, welches einen Werkzeugeinsatz 208 zur Drehbohrbewegung um eine Achse 212 antreibt, und ein pneumatisches Antriebssystem 216, welches betriebswirksam ist, um eine axial gerichtete Hammerbewegung auf den Werkzeugeinsatz 208 zu übertragen. Das pneumatische Antriebssystem 216 ist selektiv betreibbar und weist eine Zylinderhülse 220, einen sich wechselseitig bewegenden Kolben 224, einen Stößel 228 und ein Schlagelement 232 auf. Der Kolben 224 bewegt sich wechselseitig innerhalb des hohlen Abschnitts der Zylinderhülse 220, um eine Kolben-Zylinder-Baugruppe auszubilden. Eine Dichtung 236 wird vom Kolben 224 getragen und bildet zwischen dem Kolben 224 und der Zylinderhülse 220 eine Dichtung aus. Der Stößel 228 wird innerhalb der Zylinderhülse 220 zur Axialbewegung relativ zu der Zylinderhülse 220 getragen. Eine Dichtung 240 wird auf dem Stößel 228 getragen, um eine Dichtung zwischen dem Stößel 228 und der Zylinderhülse 220 auszubilden. Der Stößel 228 ist mit dem Hinterende des Schlagelements 232 in Wirkbeziehung bringbar, um das Hämmern zu verursachen. Das Vorderende des Schlagelements 232 betätigt den Werkzeugeinsatz 208.

Leerlauföffnungen 244 sind in der Umfangsfläche der Seitenwand der Zylinderhülse 220 erzeugt. Wenn die Leerlauföffnungen 244 zur Atmosphäre offen sind (5), strömt Luft durch die Leerlauföffnungen 244 in den Raum zwischen dem Kolben 224 und dem Stößel 228 und aus diesem heraus. Sind die Leerlauföffnungen 244 verschlossen (6 und 6A), kann die Luft nicht in den Raum zwischen dem Kolben 224 und dem Stößel 228 einströmen und aus diesem herausströmen. Wenn sich der Kolben 224 bei verschlossener Leerlauföffnung 244 wechselseitig bewegt, wird in diesem Raum ein Vakuum erzeugt. Eine Vorderöffnung 248 ist ebenfalls in der Seitenwand der Zylinderhülse 220 ausgebildet. Die Luft strömt durch die Vorderöffnung 248 in den Raum zwischen dem Stößel 228 und dem Schlagelement 232 und aus diesem heraus.

Der Drehbohrhammer 200 weist einen Leerlaufmodus (5) und einen Hammermodus (6 und 6A) auf. Obgleich sich der Kolben 224 in dem Leerlaufmodus wechselseitig bewegt, ist das pneumatische Antriebssystem 216 nicht betriebswirksam, um die axial gerichtete Hammerbewegung auf den Werkzeugeinsatz 208 zu übertragen. In mehr spezifischer Weise stimmt der Leerlaufmodus des Drehbohrhammers 200 mit dem Zustand überein, in welchem sich der Stößel 228 in der Vorderposition (5) befindet. In dieser Position sind die Leerlauföffnungen 244 offen, so dass Luft in den Raum zwischen dem Kolben 224 und dem Stößel 228 strömt und aus diesem herausströmt, wenn sich der Kolben 224 wechselseitig bewegt.

Um den Hammermodus einzuleiten, drückt der Bediener den Werkzeugeinsatz 208 gegen das Werkstück, wobei das Schlagelement 232 veranlasst wird, sich rückwärts gerichtet zu bewegen. Das Schlagelement 232 drückt den Stößel 228 zurück, so dass sich die Dichtung 240 auf dem Stößel 228 über die Leerlauföffnungen 244 bewegt und verschließt (siehe 6 und 6A). Diese Dichtung ermöglicht das Erzeugen eines Vakuums in dem Raum zwischen dem Kolben 224 und dem Stößel 228. Da sich der Kolben 224 rückwärts gerichtet bewegt, folgt der Stößel 228 infolge des Vakuums (6). Beim Vorwärtshub des Kolbens 224 wird der Stößel 228 vorwärts gedrängt und schlägt auf das Schlagelement 232 (6A). Das Schlagelement 232 schlägt daraufhin auf den Werkzeugeinsatz 208 und verursacht eine Hammerbewegung. Dieser Hammerzyklus setzt sich fort, da sich der Kolben 224 wechselseitig bewegt, solange die Leerlauf Öffnung 244 geschlossen ist. Wird der Werkzeugeinsatz 208 vom Werkstück zurückgenommen, bewegt sich der Stößel 228 in die Vorderposition zurück, so dass die Leerlauföffnungen 244 freigelegt werden (5). Wenn dies eintritt, bewegt sich die Dichtung 240 auf dem Stößel 228 wieder über die Leerlauföffnungen 244. In dem typischen Drehbohrhammer 200 gemäß dem Stand der Technik unterbricht der Bediener das Hämmern nach nur relativ wenigen (z. B. etwa 10) Hammerzyklen. Der Hammermodus muss erneut eingeleitet werden, indem der Stößel 228 und die Dichtung 240 wieder über die Leerlauf Öffnungen 244 bewegt werden.

Die Bewegung der Dichtung 240 über die Leerlauföffnung 244 verursacht den Verschleiß der Dichtung 240. Wenn die Dichtung 240 defekt ist, wird in dem Raum zwischen dem Kolben 224 und dem Stößel 228 kein Vakuum erzeugt, und das pneumatische Antriebssystem 216 arbeitet nicht wirkungsvoll. Die Dichtung 240 muss ersetzt werden, damit der Drehbohrhammer 200 mit voller Leistung arbeiten kann. Wenn die Dichtung 240 beim Rücklaufhub des Kolbens 224 ausfällt, kann der Stößel 228 auf dem Kolben 224 aufschlagen und am Kolben 224 schweren Schaden verursachen. In diesem Fall muss das komplette pneumatische Antriebssystem 216 ersetzt werden. Um den Verschleiß und den Ausfall der Dichtung 240 zu verhindern, wird ein anderer Teil, wie z. B. eine leitfähige Schleifbürste (nicht gezeigt) herkömmlich so ausgelegt, dass sie vor der Dichtung 240 verschleißt. Ist die leitfähige Schleifbürste verschlissen, arbeitet der Elektromotor nicht mehr. Zu diesem Zeitpunkt reicht der Bediener den Drehbohrhammer normalerweise an den Hersteller zur kompletten Überholung zurück, wobei zu diesem Zeitpunkt die Dichtung 240 ebenfalls ersetzt wird.

Der vorstehend beschriebene Drehhammer weist mehrere Mängel auf. Z. B., weil ein Teil, wie z. B. eine leitfähige Schleifbürste, auf Verschleiß ausgelegt ist und eine komplette Überholung des Drehbohrhammers erzwingt, bevor die Dichtung ausfällt, wobei die Lebensdauer dieses Teils und des Drehbohrhammers nicht vollständig ausgenutzt wird. Wenn außerdem die Dichtung verschleißt und ausfällt, kann der Stößel dem Kolben schweren Schaden zufügen, welcher einen vollständigen Ersatz des pneumatischen Antriebssystems erfordern kann. In beiden Fällen steigen die Kosten beim Betrieb des Drehbohrhammers an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehbohrhammer mit einer erhöhten Nutzungsdauer bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, dass sich die Dichtung nicht mehr über die meist scharfkantig exakt konturierten Kanten der Leerlaufsteueröffnung bewegen muss, was die mechanische Belastung durch Quetschung und Kerbwirkung stark verringert. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der Dichtung in entscheidend erhöht.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sich die auf dem Stößel getragene Dichtung nicht über die Öffnung in der Seitenwand der Zylinderhülse zu bewegen braucht. Dies vermindert den Verschleiß der Dichtung. Der Drehbohrhammer braucht nicht so ausgebildet zu werden, dass eine komplette Überholung erforderlich ist, bevor die Dichtung verschlissen ist, so dass die Nutzungsdauer des Drehbohrhammers verlän gert wird. Auf ähnliche Weise wird die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung des Kolbens wesentlich vermindert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Andere Merkmale der Erfindung werden dem Fachmann aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen deutlich.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drehbohrhammers,

2 zeigt eine Querschnitt-Teilansicht des Drehbohrhammers in 1,

3 zeigt eine Querschnittansicht des pneumatischen Antriebssystems des in 2 gezeigten Drehbohrhammers, wenn der Drehbohrhammer im Leerlaufmodus ist,

4 zeigt eine Ansicht ähnlich jener in 3 und zeigt das pneumatische Antriebssystem, wenn der Drehbohrhammer in dem Hammermodus ist und der Kolben zurückgezogen ist,

4A zeigt eine Ansicht ähnlich jener in 4 und zeigt den ausgefahrenen Kolben,

5 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht des pneumatischen Antriebssystems eines Drehbohrhammers gemäß dem Stand der Technik, wenn der Drehbohrhammer in dem Leerlaufmodus ist,

6 zeigt eine Ansicht ähnlich jener in 5 und zeigt das pneumatische Antriebssystem gemäß dem Stand der Technik, wenn der Drehbohrhammer in dem Hammermodus ist und der Kolben zurückgezogen ist,

6A zeigt eine Ansicht ähnlich jener in 6 und zeigt den ausgefahrenen Kolben, und

7 zeigt einen alternativen Antriebssystemaufbau.

1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Drehbohrhammer 10. Der Drehbohrhammer 10 weist auf:

– ein Gehäuse 12,
– einen Bedienerhandgriff oder Handgriff 14,
– einen Elektromotor 18,
– ein Drehantriebssystem 22 und
– ein pneumatisches Antriebssystem 26.

Der Elektromotor 18 ist auf herkömmliche Weise mit einer Elektroenergiequelle verbunden, und ein herkömmlicher Schalter 30, welcher nahe dem Handgriff 14 angeordnet ist, wird verwendet, um den Elektromotor 18 selektiv zu betreiben. Der Elektromotor 18 treibt ein Ritzel 32, das mit einem Zahnrad 34 des Drehantriebssystems 22 im Eingriff ist. Der Elektromotor 18 treibt ferner eine Kurbelwelle 38, welche die wech selseitige Bewegung einer Verbindungsstange 40 des pneumatischen Antriebssystems 26 bewirkt.
Der Drehbohrhammer 10 weist ferner einen Werkzeugeinsatz oder ein Schneidelement 42 auf, welches in einem Werkzeughalter oder einer Werkzeugspanneinrichtung 46 gehalten wird. Der Werkzeugeinsatz 42 (siehe 1) weist ein Ende zur Wirkbeziehung mit einem Werkstück 48 und ein Hinterende auf (siehe 2). Der Werkzeugeinsatz 42 definiert eine Achse 50 des Drehbohrhammers 10. Wie nachstehend erläutert, treibt der Drehbohrhammer 10 den Werkzeugeinsatz 42 selektiv, sowohl zur Drehbohrbewegung um die Achse 50 als auch zur wechselseitigen oder Hammerbewegung entlang der Achse 50 an. Wie ebenfalls nachstehend erläutert, weist der Drehbohrhammer 10 einen Leerlaufmodus (in 3 gezeigt) und einen Hammermodus (in 4 und 4A gezeigt) auf.
Für Beschreibungszwecke ist „vorwärts" als die Richtung zum Eingriffsende des Werkzeugeinsatzes 42 am Werkstück entlang der Achse 50 definiert. Auf ähnliche Weise ist „rückwärts" mit Bezug auf „vorwärts" als in die Richtung des Handgriffs 14 und vom Eingriffsende des Werkzeugeinsatzes 42 am Werkstück entlang der Achse 50 weggerichtet definiert.
Wie in 2 gezeigt, weist das Drehantriebssystem 22 eine zylinderförmige Spindel 54 auf, welche innerhalb des Gehäuses 12 drehbar angeordnet ist. Die Spindel 54 wird durch das Ritzel 32 und das Zahnrad 34 angetrieben. Das Drehantriebssystem 22 ist im allgemeinen herkömmlich und braucht daher nicht ausführlicher beschrieben zu werden. Jeder herkömmliche Antriebsmechanismus, wie z. B. die Baugruppe aus dem Ritzel 32 und dem Zahnrad 34 ist verwendbar, um die Spindel 54 zur Drehbewegung um die Achse 50 anzutreiben. Die Drehung der Spindel 54 veranlaßt den Werkzeugeinsatz 42, sich zur Drehbohrbewegung zu drehen. 7 zeigt einen alternativen Aufbau des Elektromotors und des Antriebssystems.
Die zylinderförmige Spindel 54 (siehe 3, 4 und 4A) ist hohl und bildet ein Tragelement für das pneuma tische Antriebssystem 26. Die Achse der Spindel 54 ist mit der Achse 50 des Drehbohrhammers 10 ausgerichtet. Ein Ringkamm 58 ist auf der Innenoberfläche der Spindel 54 ausgebildet. Mindestens eine Öffnung 62 ist in der Seitenwand der Spindel 54 ausgebildet. In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Öffnungen 62 in der Seitenwand der Spindel 54 auf Seiten in Gegenüberlage der Achse 50 erzeugt. Jede Öffnung 62 ist zu der den Drehbohrhammer 10 umgebenden Atmosphäre offen. Eine ringförmige Nut 64 ist in der Innenoberfläche der Spindel 54 ausgebildet. Die Nut 64 öffnet sich in die Öffnungen 62. Ein ringförmiger Stegabschnitt 66 ist in der Spindel 54 angrenzend an die Nut 64 und angrenzend an jede Öffnung 62 erzeugt. Die Aufgaben des Ringkamms 58, der Öffnungen 62, der Nut 64 und des Stegabschnitts 66 sind nachstehend erläutert.
Das pneumatische Antriebssystem 26 weist eine Zylinderhülse 70 auf. Die Zylinderhülse 70 ist hohl und weist eine Achse auf, die mit der Achse 50 des Drehbohrhammers ausgerichtet ist. Die Zylinderhülse 70 ist in der hohlen Spindel 54 gelagert und ist relativ zur Spindel 54 entlang der Achse 50 bewegbar. Die Zylinderhülse 70 weist auch mindestens eine Leerlauföffnung 74 auf, welche in der Seitenwand der Zylinderhülse 70 erzeugt ist. In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Leerlauföffnungen 74 in der Seitenwand der Zylinderhülse 70 auf Seiten in Gegenüberlage der Achse 50 ausgebildet. Ein Vorderabschnitt der Zylinderhülse 70 ist zwischen den Leerlauföffnungen 74 und dem Vorderende der Zylinderhülse 70 definiert. Die Zylinderhülse 70 weist auch mindestens eine Vorderöffnung 78 auf und vorzugsweise zwei, welche in der Seitenwand der Zylinderhülse 70 angrenzend an das Vorderende erzeugt sind. Ein Vorstehabschnitt oder ein Ringkamm 82 ist auf der Außenoberfläche der Zylinderhülse 70 ausgebildet. Die Aufgaben der Leerlauföffnungen 74, der Vorderöffnungen 78 und des Ringkamms 82 sind nachstehend erläutert.
Das pneumatische Antriebssystem 26 weist auch einen wechselseitig bewegbaren Kolben 86 auf, welcher mit der Verbin dungsstange 40 gekoppelt ist und durch diese angetrieben wird. Der wechselseitig bewegbare Kolben 86 wird in der Zylinderhülse 70 zur Axialbewegung relativ zu der Zylinderhülse 70 getragen. Die Zylinderhülse 70 und der Kolben 86 bilden eine Kolben-Zylinder-Baugruppe aus. Der Kolben 86 weist eine Kolbendichtung 94 auf, welche eine Dichtung zwischen dem Kolben 86 und der Seitenwand der Zylinderhülse 70 ausbildet. Die Kolbendichtung 94 weist einen Bewegungsbereich auf, der innerhalb des Hinterabschnitts der Zylinderhülse 70 ist, so daß sich die Kolbendichtung 94 nicht über die Leerlauföffnungen 74 bewegt.
Das pneumatische Antriebssystem 26 weist auch einen in der Zylinderhülse 70 getragenen Stößel 98 zur Axialbewegung relativ zu der Zylinderhülse 70 entlang der Achse 50 auf. Der Stößel 98 weist ein Vorderende, ein Hinterende und eine Mittenposition 102 zwischen den Enden auf. Der Stößel 98 weist auch einen Mittelabschnitt auf, der als die innere Hälfte des Stößels 98 zwischen dessen Enden definiert ist. Der Stößel 98 weist auch eine Stößeldichtung 106 auf, welche auf dem Stößel 98 getragen wird und eine Dichtung zwischen dem Stößel 98 und der Seitenwand der Zylinderhülse 70 ausbildet. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, weist die Stößeldichtung 106 einen Bewegungsbereich auf, der innerhalb des Vorderabschnitts der Zylinderhülse 70 ist, so daß sich die Stößeldichtung 106 nicht über die Leerlauföffnungen 74 bewegt. Die Stößeldichtung 106 bewegt sich ebenfalls nicht über die Vorderöffnungen 78. Vorzugsweise wird die Stößeldichtung 106 auf dem Mittelabschnitt des Stößels 98 getragen, und in am meisten bevorzugter Weise wird die Stößeldichtung 106 auf dem Mittelabschnitt 102 des Stößels 98 getragen.
Das pneumatische Antriebssystem 26 weist auch ein Schlagelement 110 auf. Das Schlagelement 110 weist ein Ende auf, welches normalerweise den Werkzeugeinsatz 42 betätigt. Das Schlagelement 110 weist auch ein Ende in Gegenüberlage auf, welches mit dem Stößel 98 in Wirkbeziehung bringbar ist, wie nachstehend erläutert wird. Ein Abschnitt des Schlagelements 110 erstreckt sich in den Vorderabschnitt der Zylinderhülse 70. Das Schlagelement 110 weist auch ein Paar von beabstandeten, in Gegenüberlage befindlichen Betätigungsabschnitten 114 und 118 auf.
Das Schlagelement 110 wird durch ein zylinderförmiges Tragelement 122 getragen, welches einen Teil der Spindel 54 ausbildet. Das Schlagelement 110 ist zwischen einer Vorderposition und einer Hinterposition relativ zu dem Tragelement 122 bewegbar. Das Tragelement 122 weist einen Schulterabschnitt 126 auf, welcher mit dem vorderen Betätigungsabschnitt 114 des Schlagelements 110 in Wirkbeziehung tritt, wenn das Schlagelement 110 in der Vorderposition ist. Das Tragelement 122 weist auch einen zweiten Schulterabschnitt 130 auf. Das Tragelement 122 trägt auch das Hinterende des Werkzeugeinsatzes 42.
Eine Federscheibenkombination 134 wird in dem Tragelement 122 zur Axialbewegung relativ zu dem Tragelement 122 getragen. In der Vorderposition tritt die Federscheibenkombination 134 mit dem zweiten Schulterabschnitt 130 in Wirkbeziehung (siehe 3). Die Federscheibenkombination 134 tritt auch mit dem Vorderende der Zylinderhülse 70 in Wirkbeziehung. Der hintere Betätigungsabschnitt 118 des Schlagelements 110 tritt mit der Federscheibenkombination 134 in Wirkbeziehung.
Wie hinsichtlich der Änderung der Position von 3 nach 4 gezeigt, wenn der Werkzeugeinsatz 42 mit dem Werkstück 48 in Wirkbeziehung tritt, betätigt das Hinterende des Werkzeugeinsatzes 42 das Schlagelement 110 und drückt das Schlagelement 110 nach hinten. Der zweite Betätigungsabschnitt 118 des Schlagelements 110 betätigt die Federscheibenkombination 134, welche andererseits die Zylinderhülse 70 betätigt und die Zylinderhülse 70 rückwärts gerichtet bewegt.
Das pneumatische Antriebssystem 26 weist auch einen Vorspannmechanismus auf. In der bevorzugten Ausführungsform weist der Vorspannmechanismus eine Feder 138 auf, welche zwischen der Spindel 54 und der Zylinderhülse 70 angeordnet ist. In dem gezeigten Aufbau ist die Feder 138 eine Spiralfeder, welche die Außenoberfläche der Zylinderhülse 70 umschließt. Ein Ende der Feder 138 betätigt den Ringkamm 82, welcher auf der Außenoberfläche der Zylinderhülse 70 erzeugt ist, und das andere Ende der Feder 138 betätigt den Ringkamm 58, welcher auf der Innenoberfläche der Spindel 54 ausgebildet ist. Die Feder 138 spannt die Zylinderhülse 70 zur Vorderposition vor. Die Rückwärtsbewegung des Schlagelements 110, wie vorstehend beschrieben, kann die Vorspannkraft der Feder 138 überwinden, um die Zylinderhülse 70 relativ zu der Spindel 54 rückwärts in die Hinterposition der Zylinderhülse 70 zu bewegen.
Im Betrieb ist der Drehbohrhammer 10 mit einer Elektroenergiequelle verbunden, und der Bediener betätigt den Schalter 30. Der Elektromotor 18 treibt sowohl das Drehantriebssystem 22 als auch das pneumatische Antriebssystem 26 an. Das Drehantriebssystem 22 treibt die Spindel 54 in einer Drehbewegung in die ausgewählte Richtung. Der sich wechselseitig bewegende Kolben 86 wird durch den Elektromotor 18 angetrieben, doch dies verursacht nicht die Hammerbewegung des Werkzeugeinsatzes 42, es sei denn, der Drehbohrhammer 10 wird in den Hammermodus versetzt.
Wie vorstehend erläutert, wird der Drehbohrhammer 10 in den Leerlaufmodus vorgespannt. In dem Leerlaufmodus überträgt der Drehbohrhammer 10 die axiale wechselseitige Hammerbewegung nicht auf den Werkzeugeinsatz 42. In dem in 3 gezeigten Leerlaufmodus sind die Leerlauföffnungen 74 in der Öffnungsoffenlage, wobei die Leerlauföffnungen 74 gegenüber der den Drehbohrhammer 10 umgebenden Atmosphäre offen sind. Mindestens ein Abschnitt jeder Leerlauföffnung 74 ist im wesentlichen gegenüber der in der Spindel 54 ausgebildeten entsprechenden Öffnung 62 oder der Nut 64 ausgerichtet. In diesem Modus strömt die Luft in den Raum und aus dem Raum zwischen dem Kolben 86 und dem Stößel 98, wenn sich der Kolben 86 wechselseitig bewegt. Ein Vakuum wird in diesem Raum nicht erzeugt, und daher wird der Stößel 98 nicht zur Bewegung veranlaßt.
Um den Drehbohrhammer 10 vom Leerlaufmodus in den Hammermodus zu wechseln, bringt der Bediener den Werkzeugeinsatz 42 mit dem Werkstück 48 (1) in Wirkbeziehung. Wie vorstehend erläutert und in 4 gezeigt, betätigt das Hinterende des Werkzeugeinsatzes 42 das Schlagelement 110 und veranlaßt das Schlagelement 110, sich rückwärts gerichtet zu bewegen. Das Schlagelement 110 betätigt die Federscheibenkombination 134 und drängt die Zylinderhülse 70, sich ebenfalls rückwärts gerichtet zu bewegen. Da sich die Zylinderhülse 70 mit Bezug auf die Spindel 54 rückwärts gerichtet bewegt, gelangen die Leerlauföffnungen 74 aus der Ausrichtung mit den Öffnungen 62 und der Nut 64. Die Leerlauföffnungen 74 bewegen sich in die Ausrichtung mit dem Stegabschnitt 66, welcher an die Öffnungen 62 und an die Nut 64 angrenzt. Die Zylinderhülse 70 und der Stegabschnitt 66 bilden eine Scherdichtung, welche die Leerlauföffnungen 74 gegenüber der den Drehbohrhammer 10 umgebenden Atmosphäre verschließt. Die Leerlauföffnungen 74 sind in der Öffnungsschließlage, und der Drehbohrhammer 10 ist in dem Hammermodus (4 und 4A).
In einer anderen Ausführungsform können die Leerlauföffnungen 74 durch die Drehbewegung der Spindel 54 relativ zu der Zylinderhülse 70 gegenüber der Atmosphäre verschlossen werden. In einer noch anderen Ausführungsform sind die Leerlauföffnungen 74 durch einen Mechanismus verschließbar, wie z. B. eine bewegbare Hülse (nicht gezeigt), welche die Öffnungen 62 in der Spindel 54 oder die Leerlauföffnungen 74 selektiv bedeckt.
Wenn die Leerlauföffnungen 74 verschlossen sind, wird in dem Raum zwischen dem Kolben 86 und dem Stößel 98 ein Vakuum erzeugt. Da sich der Kolben 86 nach rückwärts gerichtet bewegt, wird der Stößel 98 durch die Kraft des Vakuums ebenfalls rückwärts gerichtet gezogen. Luft strömt durch die Vorderöffnungen 78 in den Raum zwischen dem Stößel 98 und dem Schlagelement 110 ein, so daß auf dieser Seite des Stößels 98 nicht ebenfalls ein Vakuum erzeugt wird. Der Stößel 98 setzt die rückwärts gerichtete Bewegung fort und verdichtet die Luft in dem Raum zwischen dem Kolben 86 und dem Stößel 98. Wenn der Kolben 86 den Vorwärtshub einleitet, erreicht die Luft zwischen dem Kolben 86 und dem Stößel 98 die maximale Verdichtung (4). Der Stößel 98 wird durch die Vorwärtsbewegung des Kolbens 86 und die Ausdehnung der Luft in dem Raum zwischen dem Kolben 86 und dem Stößel 98 vorwärts gedrängt. Wenn sich der Stößel 98 vorwärts bewegt, strömt Luft durch die Vorderöffnungen 78 aus dem Raum zwischen dem Stößel 98 und dem Schlagelement 110, so daß die Vorwärtsbewegung des Stößels 98 nicht wesentlich behindert wird. Wie in 4A gezeigt, schlägt der Stößel 98 auf das Schlagelement 110, und das Schlagelement 110 schlägt auf den Werkzeugeinsatz 42. Dies ist ein Hammerzyklus. Der Drehbohrhammer 10 arbeitet fortgesetzt im Hammermodus, da sich der Kolben 86 wechselseitig bewegt, solange die Leerlauföffnungen 74 in der Öffnungsschließlage sind.
Um den Hammermodus zu beenden, löst der Bediener den Werkzeugeinsatz 42 aus der Wirkbeziehung mit dem Werkstück 48. Die Feder 138 überträgt die Vorspannkraft auf die Spindel 54 und die Zylinderhülse 70 und drängt die Zylinderhülse 70, sich relativ zu der Spindel 54 vorwärts gerichtet zu bewegen. Die Zylinderhülse 70 bewegt sich vorwärts, bis die Federscheibenkombination mit dem zweiten Schulterabschnitt 130 des Tragelements 122 in Wirkbeziehung gelangt. Das Schlagelement 110 bewegt sich ebenfalls vorwärts, bis der vordere Betätigungsabschnitt 114 des Schlagelements 110 mit dem ersten Schulterabschnitt 126 des Tragelements 122 in Wirkbeziehung gelangt. Die Leerlauföffnungen 74 sind wieder mit den Öffnungen 62 oder der Nut 64 in der Öffnungsoffenlage, und der Drehbohrhammer 10 ist wieder in dem Leerlaufmodus (3).
Wie in 3, 4 und 4A gezeigt, bewegt sich die Stößeldichtung 106 nicht über die Leerlauföffnungen 74 oder die Vorderöffnungen 78. Auf ähnliche Weise bewegt sich die Kolbendichtung 94 nicht über die Leerlauföffnungen 74. Die Verschleißrate der Dichtungen 94 und 106 wird somit verringert, und die Nutzungsdauer des Drehbohrhammers 10 wird erhöht.

Claims

Drehbohrhammer (10), welcher in einem Leerlaufmodus und in einem Hammermodus betreibbar ist, wobei der Drehbohrhammer (10) aufweist: – ein Gehäuse (12), – eine Zylinderhülse (70), welche in dem Gehäuse (12) angeordnet ist und eine Seitenwand mit einer Öffnung (74) aufweist, wobei die Öffnung für eine Gasdurchströmung offen ist, wenn sich der Drehbohrhammer im Leerlaufmodus und für eine Gasdurchstömung geschlossen ist, wenn sich der Drehbohrhammer im Hammermodus befindet, – einen Stößel (98), welcher innerhalb der Zylinderhülse (70) angeordnet ist und relativ zu der Zylinderhülse (70) bewegbar ist, und – eine Dichtung (106), welche auf dem Stößel (98) getragen wird und eine Abdichtung zwischen der Seitenwand und dem Stößel (98) ausbildet, wobei die Dichtung (106) während des Betriebs des Drehbohrhammers zusammen mit dem Stößel in einem Bewegungsbereich relativ zur Zylinderhülse (70) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (74) so in der Seitenwand angeordnet ist, dass sie sich außerhalb des Bewegungsbereichs der Dichtung (106) des Stößels (98) befindet.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Zylinderhülse (70) ein Vorderende und einen Vorderabschnitt aufweist, welcher zwischen der Öffnung (74) und dem Vorderende definiert ist, und wobei der Bewegungsbereich der Dichtung (106) innerhalb des Vorderabschnitts der Zylinderhülse (70) ist.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Zylinderhülse (70) relativ zu dem Gehäuse (12) bewegbar ist, um den Betriebsmodus des Drehbohrhammers (10) zwischen dem Leerlaufmodus und dem Hammermodus zu wechseln.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 3, wobei das Gehäuse (12) eine Achse (50) aufweist, und wobei die Zylinderhülse (70) relativ zu dem Gehäuse (12) axial bewegbar ist.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 3, welcher ferner einen durch den Drehbohrhammer (10) getragenen Werkzeugeinsatz (42) aufweist, und wobei die Wirkbeziehung des Werkzeugeinsatzes (42) mit einem Werkstück (48) die Zylinderhülse (70) bewegt und den Drehbohrhammer (10) vom Leerlaufmodus in den Hammermodus wechselt.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Stößel (98) einen Mittelabschnitt (102) aufweist, und wobei die Dichtung (106) auf dem Mittelabschnitt (102) des Stößels (98) angeordnet ist.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Stößel (98) einen Mittelabschnitt (102) aufweist, wobei der Mittelabschnitt die Öffnung (74) nicht kreuzt, und wobei die Dichtung (106) auf dem Mittelabschnitt (102) des Stößels (98) angeordnet ist.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 7, wobei das Gehäuse (12) eine Achse aufweist und die Zylinderhülse (70) relativ zu dem Gehäuse (12) axial bewegbar ist.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 8, welcher ferner einen durch den Drehbohrhammer (10) getragenen Werkzeugeinsatz (42) aufweist, wobei die Achse des Gehäuses mit einer Achse des Werkzeugeinsatzes ausgerichtet ist, und wobei die Wirkbeziehung des Werkzeugeinsatzes (42) mit einem Werkstück (48) eine Axialbewegung der Zylinderhülse zur Änderung des Betriebsmodus des Drehbohrhammers (10) vom Leerlaufmodus in den Hammermodus bewirkt.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Dichtung während ihrer Bewegung die Öffnung in der Seitenwand nicht kreuzt.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 7, wobei der Stößel (98) beabstandete Enden aufweist, und wobei die Dichtung (106) zwischen den Enden in Mittellage angeordnet ist.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Drehbohrhammer (10) in Richtung auf den Leerlaufmodus vorgespannt ist, und wobei eine Vorspannkraft überwunden werden muss, um den Betriebsmodus des Drehbohrhammers (10) vom Leerlaufmodus zum Hammermodus zu wechsen.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 12, wobei die Zylinderhülse (70) relativ zum Gehäuse (12) bewegbar ist, um den Betriebsmodus des Drehbohrhammers (10) zwischen dem Leerlaufmodus und dem Hammermodus zu wechseln, und wobei der Drehbohrhammer (10) ferner ein Vorspannelement (138) aufweist, das zwischen der Zylinderhülse (70) und dem Gehäuse (12) derart angeordnet ist, dass der Drehbohrhammer in Richtung auf den Leerlaufmodus beaufschlagt ist.
Drehbohrhammer nach Anspruch 13, ferner enthaltend einen Werkzeugeinsatz (42), der durch den Drehbohrhammer (10) unterstützt wird, und wobei ein Eingriff des Werkzeugeinsatzes mit einem Werkstück die Vorspannung des Vorspannelementes (138) überwindet, so dass der Drehbohrhammer in Richtung auf den Hammermodus eingestellt wird.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 1, ferner enthaltend ein Tragelement (122) mit einer mit einer Öffnung versehenen Seitenwand, wobei die Zylinderhülse (70) innerhalb des Tragelements (122) gelagert und relativ zum Tragelement (122) bewegbar ist, wobei mindestens ein Teil der Öffnung (74) im Wesentlichen mit der Öffnung des Tragelements (122) ausgerichtet ist, wenn sich der Drehbohrer (10) im Leerlaufmodus befindet, und wobei die Öffnung (74) im Wesentlichen nicht in Ausrichtung mit der Öffnung des Tragelements (122) steht, wenn sich der Drehbohrhammer (10) im Hammermodus befindet.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 8, ferner enthaltend einen durch den Drehbohrhammer unterstützten Werkzeugeinsatz (42), wobei die Achse des Gehäuses (12) mit einer Achse des Werkzeugeinsatzes (42) ausgerichtet ist, und wobei ein Eingriff des Werkzeugeinsatzes mit einem Werkstück eine axiale Bewegung der Zylinderhülse (70) bewirkt, um vom Leerlaufmodus in den Hammermodus zu wechseln.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 10, wobei die mindestens eine Öffnung eine Leerlaufsteueröffnung (74) ist, wobei die Leerlaufsteueröffnung für eine Gasdurchströmung offen ist, wenn sich der Drehbohrhammer (10) im Leerlaufmodus befindet, und wobei die Leerlaufsteueröffnung (74) für eine Gasdurchströmung geschlossen ist, wenn sich der Drehbohrhammer (10) im Hammermodus befindet.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 17, wobei die Zylinderhülse (70) relativ zum Gehäuse (12) bewegbar ist, um den Betriebsmodus des Drehbohrhammers (10) zwischen dem Leerlaufmodus und dem Hammermodus zu ändern.
Drehbohrhammer (10) gemäß Anspruch 18, ferner enthaltend ein Vorspannelement (138), das zwischen der Zylinderhülse (70) und dem Gehäuse (12) derart angeordnet ist, dass der Drehbohrhammer in Richtung auf den Leerlaufmodus vorgespannt ist.