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Die
Erfindung betrifft eine Schlagbohrmaschine, wie sie normalerweise
für Materialien
wie Beton, Mörtel
und Ziegel verwendet wird. Der Grundaufbau einer herkömmlichen
Schlagbohrmaschine wird nachfolgend beschrieben.
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Eine
herkömmliche
Schlagbohrmaschine ist mit einer durch einen Motor drehend angetriebenen und
axial verschiebbaren Spindel sowie einer zweiten Ratsche versehen,
die nicht drehbar ist, aber in der axialen Richtung beweglich ist
und an einer ersten Ratsche angeordnet ist, die so an der Spindel
angebracht ist, dass sie der zweiten Ratsche gegenübersteht.
Die zweite Ratsche wird durch eine Feder in der axialen Richtung
weggedrückt,
um dafür
zu sorgen, dass an ihr vorhandene Rasten mit an der ersten Ratsche
ausgebildeten Rasten in Eingriff treten.
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Bei
einer derartigen herkömmlichen
Schlagbohrmaschine ist es möglich,
als Betriebsmodus einen Bohrmodus, bei dem ein Bohrer nur gedreht wird,
oder einen Schlagbohrmodus auszuwählen, bei dem der Bohrer gedreht
wird und gleichzeitig Schläge
auf ihn ausgeübt
werden. Wenn der Schlagbohrmodus ausgewählt ist, ist die Spindel auch
in der axialen Richtung beweglich. Wenn der Bohrer in ein zu bohrendes
Material eingedrückt
wird, bewegt sich die zweite Ratsche gemeinsam mit dem Maschinengehäuse in der
axialen Richtung der Spindel, und sie wird mit der ersten Ratsche
in Kontakt gebracht, wodurch die Rasten der beiden miteinander in
Eingriff treten.
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Daher
gelangt, wenn sich die erste Ratsche im Schlagbohrmodus gemeinsam
mit der Spindel dreht, die Raste derselben über diejenige der ersten Ratsche,
und es wird ein Vorgang wiederholt, bei dem sie immer wieder mit
der ersten Ratsche in Kontakt gelangt und sich von ihr trennt, wodurch
dafür gesorgt wird,
dass die Spindel in der axialen Richtung Schläge erleidet. Da die Schläge über das
Bohrfutter von der Spindel an den Bohrer übertragen werden, wird dieser
gleichzeitig gedreht und Schlägen
ausgesetzt. So kann ein Bohrvorgang in ein zu bohrendes Material
effizient ausgeführt
werden.
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Die 7A bis 7C zeigen
die Formen jeweiliger Rasten 34a und 35a der ersten
Ratsche 34 und der zweiten Ratsche 35 bei einer
herkömmlichen Schlagbohrmaschine
sowie Zustände,
in denen die Rasten miteinander in Eingriff stehen bzw. voneinander
getrennt sind. Herkömmlicherweise
bestehen die jeweiligen Rasten 34a und 35a, die
Kämme der
ersten Ratsche 34 und der zweiten Ratsche 35 bilden, aus
schrägen
Flächen 34a-1 und 35a-1 mit
geringer Neigung sowie schrägen
Flächen 34a-2 und 35a-2 mit
starker Neigung.
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Dabei
sind, wie in 7A gezeigt, da die schrägen Flächen 34a-1 und 35a-1 der
Rasten 34a bzw. 35a der ersten Ratsche 34 und
der zweiten Ratsche 35 miteinander in Eingriff stehen,
wenn sich die erste Ratsche 34 in der Richtung des Pfeils
dreht, die beiden Ratschen 34 und 35 in der axialen
Richtung, in der Auf-Ab-Richtung der Zeichnungen, wie auch in 7B gezeigt,
in Abstand voneinander angeordnet. Danach wird, da die zweite Ratsche 35 durch
die Druckkraft einer Feder (nicht dargestellt) in Kontakt mit der
ersten Ratsche 34 gebracht wird, die schräge Fläche 35a-1 der
Raste 35a der zweiten Ratsche 35 mit der schrägen Fläche 34-1 der
Raste 34a der ersten Ratsche 34 in Kontakt gebracht,
wie es aus 7C erkennbar ist. Dabei überträgt die zweite
Ratsche 35 eine Schlagkraft F (dargestellt) an die erste Ratsche 34.
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Herkömmliche
Schlagbohrmaschinen, wie die oben beschriebene, sind beispielsweise
in
JP-A-2005-052905 und
JP-U-3041486 offenbart. Eine
Schlagbohrmaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen ist aus
EP
1 504 852 A2 bekannt.
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Wie
in 7A–C
gezeigt, werden bei der herkömmlichen
Schlagbohrmaschine die erste Ratsche 34 und die zweite
Ratsche 35 an den schrägen Flächen 34a-1 und 35a-1 der
jeweiligen Rasten in schlagenden Kontakt miteinander gebracht. Bei
einem derartigen Schlag wirkt die von der zweiten Ratsche 35 auf
die erste Ratsche 34 übertragene Schlagkraft
F an der schrägen
Fläche 35a-1 in
der axialen Richtung. Jedoch wirkt die Kraft F tatsächlich in
einer Richtung, die um einen Winkel θ zur axialen Richtung geneigt
ist, auf die erste Ratsche 34. Daher ist die Komponente
Fx = Fcosθ der
Kraft in der axialen Richtung kleiner als die Schlagkraft F (Fx < F). So wird nicht
die gesamte kinetische Energie, die die zweite Ratsche 35 auf
die erste Ratsche 34 überträgt, für Schlagbewegungen
in der axialen Richtung genutzt. Demgemäß besteht ein Problem dahingehend,
dass der Energieverlust bei herkömmlichen Schlagbohrmaschinen
groß ist.
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Auch
ist, wie in 7C gezeigt, Fy = Fsinθ die Komponente
der Schlagkraft F in der Richtung orthogonal zur an die Komponente
der Schlagkraft F in der Richtung orthogonal zur axialen Richtung.
Außerdem
kennzeichnen in 7A die Bezugszeichen 34a-3 und 35a-3 die
obersten Teile der Rasten 34a bzw. 35a.
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Da
die jeweiligen Rasten 34a und 35a der ersten und
der zweiten Ratsche 34 bzw. 35 in ihren Bodenteilen
nicht in Schlagkontakt miteinander gebracht werden, sondern da dies
an den schrägen
Flächen 34a-1 und 35a-1 erfolgt,
ist der Hub S der zweiten Ratsche 35 in der axialen Richtung
klein, und ihre Relativgeschwindigkeit ist klein, wenn sie in Schlagkontakt
mit der ersten Ratsche 34 gebracht wird.
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Aus
den obigen Gründen
ist die Bohreffizienz herkömmlicher
Schlagbohrmaschinen unzureichend.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlagbohrmaschine zu
schaffen, mit der eine hohe Bohreffizienz erzielt werden kann.
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Diese
Aufgabe ist durch die Schlagbohrmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Bei
der erfindungsgemäßen Schlagbohrmaschine
wird die zweite Ratsche, die durch die Wirkung der ersten schrägen Flächen der
Rasten der ersten Ratsche von dieser getrennt wird, wieder zu ihr
hin bewegt, und die flachen Teile der Rasten werden mit dem oberen
Teil der Raste der ersten Ratsche in Schlagkontakt gebracht. Daher
wird auf die erste Ratsche eine Schlagkraft in der axialen Richtung
ausgeübt.
Demgemäß wird die
gesamte kinetische Energie der zweiten Ratsche effektiv für Schlagbewegungen
in der axialen Richtung genutzt, wodurch Energieverluste minimiert
werden können.
Da ferner die Rasten der ersten und der zweiten Ratsche im oberen
Teil und auch in dem flachen Bodenteil in Schlagkontakt gebracht
werden, ist der Hub der zweiten Ratsche in der axialen Richtung
größer als
bei bekannten Schlagbohrmaschinen, und die Relativgeschwindigkeit
zwischen der zweiten und der ersten Ratsche ist erhöht, wenn
sie in Schlagkontakt gelangen, so dass die zugehörige kinetische Energie erhöht ist.
Im Ergebnis ist die Bohreffizienz der Schlagbohrmaschine verbessert.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten
Ausführungsformen
der Erfindung näher
erläutert.
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1 ist
eine geschnittene Schnittansicht einer Schlagbohrmaschine gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
eine geschnittene Schnittansicht von Hauptteilen am entfernten Ende,
die einen Bohrmoduszustand der Schlagbohrmaschine gemäß 1 veranschaulicht;
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3 ist
eine vergrößerte Detailansicht
der Hauptteile in 2;
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4 ist
eine geschnittene Schnittansicht von Hauptteilen am entfernten Ende,
die einen Schlagbohrmoduszustand der Schlagbohrmaschine gemäß 1 veranschaulicht;
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5 ist
eine geschnittene Schnittansicht von Hauptteilen am entfernten Ende,
die einen anderen Schlagbohrmoduszustand der Schlagbohrmaschine
gemäß 1 veranschaulicht;
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6A bis 6C sind
Ansichten zum Veranschaulichen der Formen jeweiliger Rasten der
ersten und der zweiten Ratsche der Schlagbohrmaschine gemäß der Ausführungsform,
und sie veranschaulichen Zustände,
in denen die jeweiligen Rasten miteinander in Eingriff bzw. außer Eingriff
gebracht sind; und
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7A bis 7C,
auf die oben Bezug genommen wurde, sind den 6A bis 6C entsprechende
Ansichten herkömmlicher
Rasten.
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Wie
in 1 gezeigt, ist eine Schlagbohrmaschine 1 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung mit einem Maschinengehäuse 2 aus geformtem Kunststoff
versehen. Dieses Maschinengehäuse 2 besteht
aus einem Motorgehäuse 3,
einem Lüftergehäuse 4,
einer Zwischenabdeckung 5 und einer Getriebeabdeckung 6,
die in tegral zusammengebaut sind, wobei im Motorgehäuse 3 ein
Motor 7 in einem lateralen Installationszustand horizontal
untergebracht ist, um eine Antriebsquelle zu bilden. Auch ist am
Hinterende des Motorgehäuses 3 ein
im Wesentlichen orthogonal zu diesem nach unten gebogener Griffabschnitt 3a vorhanden,
in den von unten ein Elektrokabel 8 eingeführt ist,
das über
einen Schaltmechanismus (nicht dargestellt), der im Inneren des Griffabschnitts 3a vorhanden
ist, mit dem Motor 7 verbunden ist. Weiterhin ist der Griffabschnitt 3a mit einem
Kippschalter 9 versehen, um die elektrische Versorgung
des Motors 7 durch Betätigen
desselben ein- und auszuschalten.
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Die
beiden Anteile der Abtriebswelle 10 des Motors 7 sind
durch Lager 11 und 12 drehbar gelagert, und an
einem Ende derselben (Teil, der vom vorderen Lager 11 nach
vorne übersteht)
ist integral ein Ritzel 13 ausgebildet. Auch ist ein im
Lüftergehäuse 4 untergebrachter
Zentrifugal-Kühllüfter 14 mit dem
vorderen Endteil (dem Teil hinter dem vorderen Lager 11)
der Abtriebswelle 10 verbunden, und im Lüftergehäuse 4 sind
um den Kühllüfter 14 herum mehrere
Auslassöffnungen 15 (in
der 1 ist nur eine dargestellt) ausgebildet. Weiterhin
sind an der linken und der rechten Seite des hinteren Teils des Motorgehäuses 3 mehrere
Luftansaugöffnungen ausgebildet.
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Ferner
sind in der Getriebeabdeckung 6 parallel zur Abtriebswelle 10 des
Motors 7 eine Spindel 17 und eine Zwischenwelle 18 angeordnet,
wobei die beiden Endteile der Spindel 17 durch Lager 19 und 20 drehbar
und in der axialen Richtung beweglich gelagert sind. Auch sind die
beiden Endteile der Zwischenwelle 18 durch Lager 21 und 22 drehbar
gelagert, und in ihrem mittleren Teil sind mit geeigneter Beabstandung
in der axialen Richtung große
und kleine Zahnräder 23, 24 und 25 mit
voneinander verschiedenen Durchmessern vorhanden, wobei das Zahnrad 23 mit
dem an der Abtriebswelle 10 des Motors 7 ausgebildeten
Ritzel 13 in Eingriff steht.
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Am
distalen Ende, das über
die Getriebeabdeckung 6 der Spindel 17 über steht,
ist ein Bohrfutter 26 vorhanden, in dem ein Bohrer (nicht
dargestellt) austauschbar montiert werden kann. Eine Öldichtung 27,
die in Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche 17 steht,
ist an der Öffnung
am distalen Ende der Getriebeabdeckung 6 montiert.
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Auch
sind, wie es durch die 2 veranschaulicht ist, große und kleine
Zahnräder 28 und 29 mit
voneinander verschiedenen Durchmessern, die integral mit dem Außenumfang
des hinteren Halbabschnitts der Spindel 17 verbunden sind,
mit dieser in der Längsrichtung
durch eine Keilverbindung verschiebbar verbunden. Durch einen Schieber 33,
der entlang einer parallel zur Spindel 17 vorhandenen Führungsachse 30 verschiebbar
ist, können
diese Zahnräder 28 und 29 in
der Längsrichtung
auf der Spindel 17 verschoben werden.
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Eine
Drehzahländerungsscheibe 31 ist
drehbar am Außenumfang
der Getriebeabdeckung 6 montiert. An einer Position, die
gegenüber
dem Rotationszentrum dieser Scheibe 31 versetzt ist, steht
ein Stift 32 vor, der mit einem Langschlitz (nicht dargestellt)
in Eingriff steht, der im kanalförmigen
Schieber 33 ausgebildet ist, der die Zahnräder 28 und 29 an seinen
beiden Seiten trägt,
und Drehbewegungen dieser Scheibe 31 werden durch den Stift 32 in
eine Bewegung des Schiebers 33 in der Längsrichtung umgesetzt. Daher
wird, wie es durch die 2 veranschaulicht ist, durch
Drehen der Drehzahländerungsscheibe 31 von
einem Zustand, in dem das kleine Zahnrad 29 auf der Seite
mit kleinem Durchmesser mit dem Zahnrad 34 mit großem Durchmesser
auf der Seite der Zwischenwelle 18 in Eingriff steht, durch
den Schieber 33 dafür
gesorgt, dass sich die Zahnräder 28 und 29 entlang
der Spindel 17 nach vorne bewegen und das Zahnrad 28 auf
der Seite mit großem
Durchmesser mit dem Zahnrad 25 mit kleinem Durchmesser
auf der Seite der Zwischenwelle 18 in Eingriff gebracht
wird, wo durch das Drehzahl-Untersetzungsverhältnis stark geändert wird und
die von der Zwischenwelle 18 auf die Spindel 17 übertragene
Drehzahl abgesenkt wird. Ferner kann das Drehmoment der Spindel 17 erhöht werden.
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Außerdem ist
eine zylindrische, erste Ratsche 34 mit der hinteren Position
des Lagers 90 der Spindel 17 verbunden, und eine
doppelzylindrische, zweite Ratsche 35, die benachbart zur
ersten Ratsche 34 angeordnet ist, ist in der axialen Richtung verschiebbar,
jedoch in der Umfangsrichtung der Spindel 17 nicht verdrehbar,
eingesetzt, wobei sich jedoch die Spindel 17 frei in Bezug
auf die zweite Ratsche 35 drehen kann. An der Endfläche, an
der die erste Ratsche 34 und die zweite Ratsche 35 einander
zugewandt sind, sind konvexe und konkave Rasten 34a und 35a ausgebildet,
die selektiv in Eingriff gebracht werden können. Zwischen den beiden Ratschen 34 und 35 ist
eine Feder 36 in zusammengedrücktem Zustand montiert, die
die zweite Ratsche 35 in der Richtung (nach hinten) drückt, in
der sie von der ersten Ratsche 34 beabstandet ist.
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Die
Formen der jeweiligen Rasten 34a und 35a, wie
sie an der ersten Ratsche 34 bzw. der zweiten Ratsche 35 ausgebildet
sind, sind in den 6A bis 6C dargestellt.
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Die
jeweiligen Rasten 34a und 35a der ersten Ratsche 34 bzw.
der zweiten Ratsche 35 verfügen über erste schräge Flächen 34a-1 und 35a-1,
die so ausgebildet sind, dass sie durch Drehungen der ersten Ratsche 34 in
der Richtung des dargestellten Pfeils in der Rotationsrichtung in
Eingriff gebracht werden und wieder voneinander getrennt werden, wie
es durch die 6B dargestellt ist. Weiterhin sind
zweite schräge
Flächen 34a-2 und 35a-2 in der Rückwärtsrichtung
mit größerer Neigung
als der der ersten schrägen
Flächen 34a-1 und 35a-1 vorhanden;
obere Teile 34a-3 und 35a-3 verbinden
die oberen Teile der ersten und der zweiten schrägen Flächen miteinander. Flache Teile 34a-4 und 35a-4 verbinden
die unteren Teile der ersten und zweiten schrägen Flächen miteinander.
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Eine
zylindrische Hülse 37,
die in den Innenumfang der Getriebeabdeckung 6 gesetzt
ist, ist an der Außenumfangsseite
der zweiten Ratsche 35 angeordnet. Eine Drehung dieser
Hülse 37 ist
dadurch verhindert, dass ein Vorsprung 37a, der von einem Teil
ihres Außenumfangs
vorsteht, mit einer Eingriffsnut 6a in Eingriff gebracht
ist, die an einem Teil des Innenumfangs der Getriebeabdeckung 6 ausgebildet ist,
wie es in der 3 dargestellt ist, und die zweite Ratsche 35 ist
an ihrem Innenumfang in der Längsrichtung
durch eine Keilbefestigung verschiebbar angeordnet.
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Ferner
ist, wie es detailliert aus der 3 erkennbar
ist, ein Halteelement 38 an einer Position benachbart zur
Hülse 37 in
der Getriebeabdeckung 6 angeordnet. Das Halteelement 38 ist
so aufgebaut, dass ein O-Ring 41, als elastischer Körper, zwischen einem
festen Ring 39 und einem beweglichen Ring 40 liegt,
die in den Außenumfang
des inneren Zylinderabschnitts der zweiten Rate 35 eingesetzt
sind. Hierbei ist der feste Ring 39 in seiner Position
in der axialen Richtung dadurch fixiert, dass er durch einen Einschnappring 42 festgehalten
wird, der in den Innenumfang der Getriebeabdeckung 6 eingesetzt
ist, wobei seine Vorderendfläche
mit der Hinterendfläche der
Hülse 37 in
Kontakt gebracht ist. Demgegenüber ist
der bewegliche Ring 40 entlang dem Außenumfang des inneren zylindrischen
Abschnitts 35a der zweiten Ratsche 35 in der Längsrichtung
beweglich, wobei eine auf ihn wirkende Druckkraft im Bereich von
400 N oder weniger liegt. Zwischen dem beweglichen Ring 40 und
dem festen Ring 39 ist immer für einen vorbestimmten Abstand
gesorgt, und metallische Reibung zwischen ihnen kann vermieden werden.
Außerdem
ist eine Feder 43 in komprimiertem Zustand zwischen dem
beweglichen Ring 40 und der zweiten Ratsche 35 montiert,
wodurch diese immer nach vorne (zur Seite der ersten Ratsche 34 hin)
gedrückt
wird. Als Material für
den O-Ring 41 ist Nitrilbutylkautschuk (NBR) verwendet.
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Bei
der Schlagbohrmaschine 1 dieser Ausführungsform können ein
Bohrmodus und ein Schlagbohrmodus als Betriebsmodi ausgewählt werden.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung für einen Wechselmechanismus
für den
Betriebsmodus.
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Wie
es in der 1 dargestellt ist, ist an der mittleren
Abdeckung 5 ein Stift 44 vorhanden, der um eine
vertikale Achse verdrehbar ist, die rechtwinklig zur Mittelachse
der Spindel 17 verläuft.
Im mittleren Abschnitt des Stifts 44 ist ein gekerbter,
konkaver Abschnitt 44a ausgebildet.
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Außerdem ist
ein Betriebsmodus-Wechselschalter 45 in der Umfangsrichtung
beweglich am Außenumfang
der Zwischenabdeckung 5 angebracht, und wenn er in der
Umfangsrichtung gedreht wird, wird seine Drehbewegung in eine Halbdrehung
zentriert um die Achse des Stifts 44 umgesetzt, wobei die säulenförmige Außenumfangsfläche oder
der gekerbte, konkave Teil 44a des Stifts 44 selektiv
zum hinteren Endabschnitt der Spindel 17 ausgerichtet wird.
Demgemäß wird dieser
hintere Endabschnitt der Spindel 17 über eine Kugel 46 selektiv
in Kontakt mit der Außenumfangsfläche oder
dem konkaven Teil 44a des Stifts 44 gebracht,
und der Betriebsmodus wird auf den Bohrmodus oder den Schlagbohrmodus umgeschaltet,
wie es später
beschrieben wird.
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Nachfolgend
erfolgt eine Beschreibung zu Betriebsabläufen der auf die oben beschriebene
Weise aufgebauten Schlagbohrmaschine 1 für den Bohrmodus
und den Schlagbohrmodus als Betriebsmodi.
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1) Bohrmodus
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Im
Bohrmodus ist, wie es durch die 2 veranschaulicht
ist, das hintere Ende der Spindel 17 durch die Kugel 46 mit
der säulenförmigen Fläche des
Stifts 44 in Kontakt gebracht. In diesem Zustand ist, wie
es detailliert in 3 dargestellt ist, die durch die
Feder 43 nach vorne gedrückte zweite Rate 35 mit
dem konvexen Teil 37b in Kontakt gebracht, der am Innenumfang
des vorderen Endteils der Hülse 37 ausgebildet
ist, wodurch deren Bewegung in der axialen Richtung gesperrt wird.
Daher ist die zweite Ratsche 35 gegen die erste Ratsche 34 beabstandet, wobei
der Abstand, wie dargestellt, in der axialen Richtung zwischen den
beiden Ratschen 34 und 35 ausgebildet ist, so
dass die jeweiligen Rasten 34a und 35a derselben
nicht in Eingriff stehen.
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Wenn
dann eine Bohrarbeit unter Verwendung der Schlagbohrmaschine 1 ausgeführt wird
und dazu der Motor durch Einschalten des Kippschalters 9 und
Zuführen
elektrischer Ströme
zu ihm drehend angetrieben wird, wird seine Abtriebswelle 10 mit
einer vorbestimmten Drehzahl gedreht, wobei die Drehzahl durch das
Ritzel 13 und das Zahnrad 23 untersetzt wird und
auf die Zwischenwelle 18 übertragen wird, die dadurch
mit einer vorbestimmten Drehzahl angetrieben wird. Die Drehzahl
der Zwischenwelle 18 wird durch die Zahnräder 24 und 29,
die beim in der 3 dargestellten Zustand miteinander in
Eingriff stehen, herabgesetzt und an die Spindel 17 übertragen,
wodurch diese und damit das an ihrem entfernten Ende angebrachte
Spannfutter 36 und ein in dieses eingespannter Bohrer (nicht
dargestellt) mit einer vorbestimmten Drehzahl drehend angetrieben werden.
Da dabei die erste und die zweite Ratsche 34 und 35 voneinander
beabstandet sind, wie oben beschrieben, befindet sich die zweite
Ratsche 35 in einem nicht angetriebenen Zustand, wodurch
sie keine Schläge
auf die Spindel 17 ausübt
und sich diese dreht, ohne sich in der axialen Richtung zu drehen.
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Auch
wird dafür
gesorgt, dass sich die Zahnräder 28 und 29 entlang
der Spindel 17 nach vorne bewegen, wenn die Drehzahländerungsscheibe 31 gedreht
wird, wie oben beschrieben, und das Zahnrad 28 auf der
Seite des großen
Durchmessers wird mit dem Zahnrad 35 kleinen Durchmessers
auf der Zwischenwelle 18 in Kon takt gebracht, wodurch sich das
Untersetzungsverhältnis
stark ändert
und die von der Zwischenwelle 18 auf die Spindel 17 übertragene Drehzahl
abgesenkt wird, wobei gleichzeitig das Drehmoment der Spindel zunimmt.
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Wenn
in diesem Zustand der Bohrer auf die oben beschriebene Weise drehend
angetrieben wird und er gegen ein zu bohrendes Material (nicht dargestellt)
gedrückt
wird, was durch Druckausübung
auf das Hauptgehäuse 2 der
Schlagbohrmaschine 1 erfolgt, wird ein Bohrvorgang ausgeführt. Da
jedoch im Bohrmodus die relative Positionsbeziehung zwischen der
ersten und der zweiten Ratsche 34 und 35 selbst
dann unverändert
bleibt, wenn das Hauptgehäuse 2 gegen
das zu bohrende Material gedrückt wird,
also die beiden Ratschen 34 und 35 beabstandet
voneinander bleiben, wird keine Schlagkraft auf die Spindel 17 übertragen,
wodurch sich die Spindel 17, das Bohrfutter 26 und
der Bohrer drehen, ohne dass irgendwelche Schläge ausgeübt werden, so dass das Material
alleine durch die Drehbewegung des Bohrers gebohrt wird.
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2) Schlagbohrmodus
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Wenn
der Stift 44 durch Bedienen des Modusumschalters 31 halb
verdreht wird und der konkave Teil 44a desselben dem hinteren
Endteil der Spindel 17 gegenüber steht, ist der Betriebsmodus
vom Bohrmodus auf den Schlagbohrmodus umgeschaltet. Dabei ist die
Spindel 17 entsprechend der Tiefe des konkaven Abschnitts 44a des
Stifts 44 nach hinten beweglich gemacht.
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Im
Schlagbohrmodus wird die Drehzahl der Abtriebswelle 10 des
Motors 7 wie im Bohrmodus untersetzt und an die Spindel 17 übertragen.
In einem unbelasteten Zustand, bevor der Bohrer gegen ein zu bohrendes
Material gedrückt
wird, sind die erste und die zweite Ratsche 34 und 35 durch
die Druckkraft der Feder 36 voneinander getrennt, so dass
keine Schläge
auf die Spindel 17, das Bohrfutter 26 und den
Bohrer ausgeübt
werden, sich diese Komponenten also lediglich drehen.
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Wenn
nun der Bohrer dadurch gegen das zu bohrende Material gedrückt wird,
dass Druck auf das Hauptgehäuse 2 der
Schlagbohrmaschine 1 ausgeübt wird, bewegt sich das Hauptgehäuse 2 nach
vorne zur Spindel 17, wobei die Feder 36 zusammengedrückt wird.
Dann bewegen sich die zweite Ratsche 35, die Hülse 37 und
das Halteelement 38 integral miteinander, und die zweite
Ratsche 35 wird, wie es in der 4 dargestellt
ist, entgegen der Druckkraft in der Hülse 37 zurückgezogen,
während
die Feder 43 zusammengedrückt wird, nachdem die zweite Ratsche 35 mit
der ersten Ratsche 34 in Kontakt gebracht wurde, und der
hintere Endabschnitt des äußeren Zylinderabschnitts 35c wird
mit dem beweglichen Ring 40 des Halteelements 38 in
Kontakt gebracht. Aus diesem Grund bewegt sich der bewegliche Ring 40 entlang
dem Außenumfang
des inneren Zylinderabschnitts 35a der zweiten Ratsche 35 nach hinten
und drückt
den O-Ring 41 zwischen sich und dem festen Ring 39 zusammen.
Da jedoch dabei für einen
vorbestimmten Abstand in der axialen Richtung zwischen dem beweglichen
Ring 40 und dem festen Ring 39 gesorgt ist, kann
ein metallischer Kontakt zwischen den beiden vermieden werden.
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Wenn
die zweite Ratsche 35 auf die oben beschriebene Weise im
Schlagbohrmodus in Kontakt gebracht ist, stehen die Rasten 34a und 35a der
beiden Ratschen 34 und 35 miteinander in Eingriff,
und die erste Ratsche 34 dreht sich gemeinsam mit der Spindel 17.
Wie es in der 6A dargestellt ist, sind, da
die ersten schrägen
Flächen 34a-1 und 35a-1 der jeweiligen
Rasten 34a und 35a der ersten Ratsche 34 und
der zweiten Ratsche 35 in Eingriff miteinander stehen,
die beiden Ratschen 34 und 35 in der axialen Richtung
in der vertikalen Richtung voneinander beabstandet, wie es in der 6B dargestellt
ist.
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Danach
wird, da die zweite Ratsche 35 durch die Druckkraft der
Feder 43 mit der ersten Ratsche 34 in Kontakt
gebracht wird, der flache Teil 35a-4 der Raste 35 der
zweiten Ratsche 35 mit dem oberen Teil 34a-3 der
Raste 34a der ersten Ratsche 34 in Kontakt gebracht,
wie es in der 6C dargestellt ist, und dabei übt die zweite
Ratsche 35 eine dargestellte Schlagkraft F auf die erste
Ratsche 34 aus. In diesem Fall wirkt die Schlagkraft F
in der Richtung orthogonal zum flachen Teil 35a-4, und
diese Richtung fällt
mit der axialen Richtung zusammen. Daher wird die gesamte kinetische
Energie der zweiten Ratsche 35 effektiv für Schläge in der
axialen Richtung der Spindel 17, des Bohrfutters 26 und
des Bohrers genutzt, wodurch die Energieverluste minimiert werden
können.
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Außerdem ist,
da dann, wenn der obere Teil 34a-3 der Raste 34a der
ersten Ratsche 34 mit dem flachen Teil 35a-4 der
Raste 35a der zweiten Ratsche 35 in Kontakt steht,
und dann, wenn der obere Teil 35a-3 der Raste 35a der
zweiten Ratsche 35 mit dem flachen Teil 34a-4 der
Raste 34a der ersten Ratsche 34 in Kontakt steht,
in der Umfangsrichtung in den jeweiligen flachen Teilen 34a-4 und 35a-4 für eine vorbestimmte
Länge gesorgt,
so dass die erste Ratsche 34 und die zweite Ratsche 35 relativ
zueinander verdrehbar sind und der obere Teil 35a-3 der
Raste 35a selbst dann auf den flachen Teil 34a-4 der
Raste 34a schlägt,
wenn sich der Schlagpunkt aufgrund einer Änderung der Drehzahl und der
Druckkraft ändert, wobei
indessen die Schlagkraft F von der zweiten Ratsche 35 in
der axialen Richtung auf die erste Ratsche 34 ausgeübt wird.
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Ferner
ist, da hinsichtlich der jeweiligen Rasten 34a und 35a der
ersten Ratsche 34 bzw. der zweiten Ratsche 35 die
oberen Teile 34a-3 bzw. 35a-3 und die flachen
Teile (Bodenteile) 35a-4 bzw. 34a-4 in Schlagkontakt
miteinander gebracht sind, wie es in der 6C dargestellt
ist, der Hub S der zweiten Ratsche 35 in der axialen Richtung
größer als
der Hub S' (S > S') bei herkömmli chen Schlagbohrmaschinen
(siehe die 7A–C, wobei die Relativgeschwindigkeit
zwischen der zweiten und der ersten Ratsche 35 und 34,
d. h. die kinetische Energie erhöht
ist, wenn die erstere auf die letztere schlägt.
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Wie
oben beschrieben, schlägt
die Spindel 17 in der axialen Richtung, da die erste und
die zweite Ratsche 34 und 35 die Bewegungen des
Herstellens von Kontakt und des Trennens voneinander wiederholen,
und diese Schläge
werden von der Spindel 17 über das Bohrfutter 26 auf
den Bohrer übertragen. So
erfährt
der Bohrer gleichzeitig mit der Drehung eine Schlagbewegung, so
dass die Bohrarbeit effizient ausgeführt werden kann.
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Da
bei der Schlagbohrmaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die kinetische Energie der zweiten Ratsche 35 erhöht ist und
diese gesamte große
kinetische Energie effektiv für
Schlagbewegungen der Spindel 17, des Bohrfutters 26 und des
Bohrers in der axialen Richtung genutzt wird, wie oben beschrieben,
können
Energieverluste minimiert werden, und die Bohreffizienz der Schlagbohrmaschine 1 kann
erhöht
werden.
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Wenn
die Druckkraft des Bohrers auf das zu bohrende Material klein ist
und die zweite Ratsche 35 nicht mit dem beweglichen Ring 40 des
Halteelements 38 in Kontakt gebracht ist, werden Schlagbewegungen
der zweiten Ratsche 35 hauptsächlich durch die Expansion
und Kompression der Feder 34 effizient absorbiert, und
eine Ausbreitung von Schlägen
auf das Maschinengehäuse 2 ist
unterdrückt. Demgemäß können Unbehagen
und Ermüdung,
wie sie auf einen Bediener wirken, der den Griffabschnitt 3a des
Maschinengehäuses 2 hält, gelindert
werden.
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Wenn
die Andruckkraft eines Bohrers auf ein zu bohrendes Material erhöht wird,
wird die zweite Ratsche 35 in metallischen Kontakt mit
dem beweglichen Ring 40 des Halteelements 38 gebracht,
wie es in der 4 dargestellt ist, und die Feder 43 erzielt keine
Schlagabsorptionsfunktion. Da jedoch der O-Ring 41 anstelle
der Feder 43 für
Schlagabsorption sorgt, können
Schwingungen der zweiten Ratsche 35 durch eine elastische
Verformung des O-Rings 41 effizient
absorbiert werden, wodurch eine Ausbreitung von Schlägen auf
das Maschinengehäuse 2 verhindert
werden kann.
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Da
die Gegenkraft der Feder 43, die der O-Ring 41 über den
beweglichen Ring 40 erfährt,
einhergehend mit der Kompression der Feder 43 bei einer
Erhöhung
der Andruckkraft des Bohrers auf das zu bohrende Material zunimmt,
nimmt die elastische Verformung des O-Rings 41 in der axialen
Richtung zu. Daher ist der Kontakt des O-Rings 41, der
im unbelasteten Zustand ein linearer Kontakt mit dem festen Ring 389 und
dem beweglichen Ring 40 ist, einhergehend mit einer Zunahme
der Andruckkraft des Bohrers auf das Material zu einem Flächenkontakt, wobei
die zugehörige
Kontaktfläche
zunimmt.
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Demgemäß nimmt
die Andruckkraft des Bohrers auf das Material weiter zu. Wie es
in der 5 dargestellt ist, nimmt die elastische Verformung
des O-Rings 41 zu, da dieser durch den beweglichen Ring 40 durch
eine starke Kraft zusammengedrückt
wird. Dabei werden, da in einem Bereich, in dem die Druckkraft 400
N oder weniger beträgt,
metallischer Kontakt des beweglichen Rings 40 mit dem festen
Ring 39 im Halteelement 38 vermieden ist, und
da zwischen ihnen für
einen vorbestimmten Abstand gesorgt ist, Schwingungen der zweiten Ratsche 35 durch
die elastische Verformung des O-Rings 41 effizient absorbiert,
und eine Ausbreitung von Schlägen
auf das Maschinengehäuse 2 kann
unterdrückt
werden. Im Ergebnis können
selbst dann, wenn eine starke Kraft auf das Maschinengehäuse 2 ausgeübt wird,
Unbehagen und Ermüdung
eines Bedieners dadurch gelindert werden, dass die Ausbreitung von
Schlägen
auf das Maschinengehäuse 2 gehemmt
ist.