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Die
Erfindung betrifft ein vorzugsweise hydraulisch betätigbares
Handwerkzeug mit einem Arbeitskopf und einem demgegenüber
verbleibenden Rumpfgerät, wobei in dem Rumpfgerät
zum Antrieb des Arbeitskopfes Antriebselemente vorgesehen sind,
beispielsweise eine Hydraulikpumpe und ein Hydraulikvorrat, wobei
weiter durch eine Schaltbewegung eine Kraftbewegung eines oder mehrerer
Arbeitsteile des Arbeitskopfes auslösbar ist und der Arbeitskopf
mit dem Rumpfgeräte in einem Dreh-Anschlussbereich drehverbunden
ist.
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Handwerkzeuge
der in Rede stehenden Art sind bekannt, so neben üblichen,
zweihandbedienbaren, weiter beispielsweise elektrohydraulisch arbeitende
Handwerkzeuge in leichterer Ausführungsform zur Einhandbedienung.
Derartige Handwerkzeuge dienen beispielsweise im Sanitärbereich
zur Verpressung von Rohrverbindungen oder auch im Elektrobereich
zum Verpressen von Kabelschuhen an Elektroleitungsenden. Bei den
leichteren Einhand-Handwerkzeugen werden Hydraulikkräfte
von beispielsweise 3 Tonnen erreicht. In diesem Zusammenhang wird
beispielsweise auf die
DE
10216213 A1 verwiesen. Der Inhalt dieser Patentanmeldung
wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung vorliegender Erfindung
mit einbezogen, auch zu dem Zwecke, Merkmale dieser Patentanmeldung
in Ansprüche vorliegender Erfindung mit einzubeziehen.
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Bei
dem bekannten Handwerkzeug ist der Arbeitskopf mit dem Rumpfgerät über
ein Gewinde verbunden. Dies aber nur, um einen Austausch eines Arbeitskopfes
gegebenenfalls vorzunehmen bzw. Wartungsarbeiten durchführen
zu können. Das Arbeitsteil ist eine verschwenkbare Pressbacke,
die durch hydraulische Bewegung eines auch dem Arbeitskopf zugeordneten
Kolbens gegen eine beispielsweise feststehende Pressbacke kraftbewegbar ist.
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Neben
derartig hydraulisch betätigten Handwerkzeugen sind auch
elektromotorisch betätigte Handwerkzeuge dieser Art bekannt.
Hierzu sei etwa auf die
DE 202006001301 U1 und die
DE 2709946 C2 verwiesen.
Hier bestehen die Arbeitsteile aus jeweils kraftbetätigten
Pressbacken.
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Bei
den bekannten Handwerkzeugen wird eine Zustellbewegung, das heißt
eine Kraftbetätigung des Arbeitsteiles durch Hydraulikdruck
oder beispielsweise eine Spindelverstellung mittels eines Elektromotors
bewirkt. Hierzu ist eine erste Schaltbetätigung mit einem
Schaltknopf erforderlich. Eine andere Bewegung des Arbeitsteiles,
insbesondere eine Rückbewegung nach erfolgter Arbeit, also
beispielsweise nach Vollendung einer Verpressung, erfolgt oftmals
selbsttätig, nämlich auf das Auslösen
eines Rücklaufventiles hin bei einem hydraulischen Gerät, oder
muss durch eine weitere Hebel- oder Schalterbetätigung,
letzteres etwa bei einem elektrischen Gerät, ausgelöst
werden.
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Insbesondere
bei schwierigen Einsatzbedingungen eines solchen Handwerkzeuges,
etwa auf Baustellen oder im Bergbaubereich, wird nach einer Betätigung
gesucht, die eine eindeutige und klare Handhabung erfordert.
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Ausgehend
von dem vorbeschriebenen Stand der Technik stellt sich der Erfindung
die Aufgabe, ein Handwerkzeug der angegebenen Art so auszugestalten
und weiterzubilden, dass mittels einer eindeutigen und klaren Handhabung
sicheres Arbeiten gewährleistet ist.
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Eine
mögliche Lösung der Aufgabe ist durch den Gegenstand
des Anspruches 1 gegeben, wobei darauf abgestellt ist, dass durch
eine Verschwenkung des Rumpfgerätes relativ zu dem Arbeitskopf
um eine in dem Dreh-Anschlussbereich des Arbeitskopfes an das Rumpfgerät
gegebene Drehachse eine Umschaltung im Hinblick auf die Kraftbewegung
des Arbeitsteiles durchführbar ist. Eine solche Ausgestaltung
eignet sich insbesondere dann, wenn aufgrund der Einsatzbedingungen
des Handwerkzeuges eine Drehblockierung des Arbeitskopfes gegeben
ist. Andererseits kann man auch zu einer zweihändigen Betätigung
kommen, indem man den Arbeitskopf oder das Rumpfgerät festhält
und den jeweils anderen Geräteteil verdreht. Hierbei ist
die Betätigung vorrangig im Sinne einer Umschaltung gegeben,
das heißt, dass eine Bewegungsrichtung des Arbeitsteiles
beeinflussbar oder umkehrbar ist. Unabhängig hiervon kann
vorgesehen sein, dass durch einen gesonderten Schaltknopf die Arbeitsfähigkeit
des Handgerätes als solche, also im Falle eines Hydraulikgerätes
das Arbeiten der Pumpe, gestartet werden. Im Hinblick auf den Dreh-Anschlussbereich
kann die auch schon bei den bekannten Geräten grundsätzlich
vorhandene Gewindeverbindung genutzt sein. Wie weiter unten noch
im Einzelnen erläutert, können Vorkehrungen getroffen
sein, dass es nicht unwillentlich zu einem vollständigen
Abschrauben des Arbeitskopfes kommt. Andererseits kann auch unabhängig
von der Gewindeverbindung ein gesonderter Drehanschlussbereich vorgesehen
sein, bei welchem es dann im Zuge einer Verdrehung nicht auch zu
einer axialen Distanzänderung zwischen Arbeitskopf und
Rumpfgerät kommt.
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Weitere
Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung,
oftmals in deren bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches
1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert.
Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen
Merkmalen des Anspruches 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches
oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
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So
ist eine bevorzugte Ausgestaltung auch dadurch gegeben, dass eine
Verschwenkstellung zwischen dem Arbeitskopf und dem Rumpfgerät
festsetzbar ist. So etwa, um über mehrere Arbeitsvorgänge
dieselbe Verschwenkstellung mühelos beibehalten zu können.
Oder aber auch, um im Zuge der dann erfolgenden Kraftbetätigung
des Arbeitsteiles eine gesicherte Verschwenkstellung zwischen dem
Arbeitskopf und dem Rumpfgerät beizubehalten.
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In
weiterer Einzelheit ist auch vorgesehen, dass das Rumpfgerät
einen ersten Kolben aufweist, der im Zuge der Umschaltbewegung um
seine sich in Bewegungsrichtung erstreckende Längsachse
verschwenkt. Dies wird in der Regel erreicht durch eine unmittelbare
Drehkopplung zwischen dem Rumpfgerät und dem ersten Kolben.
So kann die Schwenkstellung des ersten Kolbens zu der gewünschten
Umschaltung genutzt sein. Dies dann auch dadurch, dass durch die
mögliche Längsbewegung des Kolbens die Schaltung
mit beeinflusst, beispielsweise auch nur gesichert, wird.
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Bevorzugt
ist auch, dass der vorgenannte erste Kolben mit dem Arbeitskopf
kuppelbar ist. Es ist eine unmittelbare Kupplung zwischen dem ersten Kolben
und dem Arbeitskopf erreichbar. Die Kupplung kann so auf das ohnehin
längsbewegliche Teil, den ersten Kolben und den zugeordneten
Bereich des Arbeitskopfes beschränkt sein. Besonders bevorzugt
ist in diesem Zusammenhang, dass eine Verschwenkstellung zwischen
dem ersten Kolben und dem Arbeitskopf durch unmittelbare Anlage
zwischen dem ersten Kolben und dem Arbeitskopf festsetzbar ist.
Der erste Kolben lässt sich gegen den Arbeitskopf verfahren
und die hierbei gegebene Anlage an dem Arbeitskopf dient zugleich
zur Festsetzung der Verschwenkstellung.
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Die
Festlegung der gewünschten Verschwenkstellung erfolgt weiter
bevorzugt infolge der hydraulischen Belastung des ersten Kolbens
auf der dem Arbeitskopf abgewandten Kolbenfläche. Die dieser
Kolbenfläche gegenüberliegende Fläche
des ersten Kolbens wird demzufolge unter Druck gegen den Arbeitskopf
gepresst, wonach eine weitere Verschwenkung erst nach Abbau des
den Kolben belastenden Drucks möglich ist. Hierbei ist
eine ausreichend hohe Reibkraft der aufeinanderliegenden Abschnitte,
bspw. Stirnflächen, der zusammenwirkenden Abschnitte von
Kolben und Arbeitskopf erreicht. Neben der rein kraftschlüssigen
Festlegung kann auch ergänzend oder alternativ ein formschlüssiges Inein andergreifen
von Kolben- und Arbeitskopfabschnitten die gewünschte Schwenkstellung
festlegen. Alternativ kann die Festsetzung auch bspw. durch Federkrafteinwirkung
auf den Kolben in Richtung des Arbeitskopfes erreicht sein, darüber
hinaus auch durch mechanische Mittel, so beispielsweise durch eine
nur willensbetont wieder aufhebbare Rast oder dergleichen. Im Falle
einer Federbeaufschlagung in Richtung auf die Festsetzungsstellung
kann weiter beispielsweise eine Schraubenfeder oder dergleichen
auf die dem Arbeitskopf abgewandte Kolbenfläche einwirken.
Eine solche Federkraft kann auslösbar gestaltet sein, welche
Auslösung nach Erreichen der gewünschten Verschwenkstellung
zwischen erstem Kolben und Arbeitskopf erfolgt.
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Weiter
ist bevorzugt, dass der erste Kolben gegenüber dem Arbeitskopf
winkelbegrenzt verschwenkbar ist, so weiter in Bezug auf die Kolbenlängsachse
um einen Winkel von bevorzugt weniger als 360°, beispielsweise
in einem Winkelbereich von 1° bis 90°, weiter
bevorzugt in einem Bereich von 10° bis 300°. In
einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist eine
Winkelverstellbarkeit des ersten Kolbens gegenüber dem
Arbeitskopf von etwa 15° bis 25°, so weiter beispielsweise
etwa 20° vorgegeben. Bevorzugt ist eine Winkelstellung,
die für den Benutzer leicht aus dem Handgelenk erreicht
werden kann. Innerhalb dieser winkelbegrenzten Verschwenkbarkeit
des ersten Kolbens sind bevorzugt mindestens zwei unterschiedliche
Wirkfunktionen des Arbeitskopfes einstellbar. Diese zwei Funktionsstellungen
entsprechen weiter bevorzugt den Schwenkendstellungen des ersten
Kolbens gegenüber dem Arbeitskopf. Darüber hinaus
sind – gegebenenfalls auch festsetzbare – Zwischenstellungen
des ersten Kolbens möglich, über welche Zwischenstellungen
weitere Funktionen ausgelöst sein können, wobei
eine weitere Funktion bspw. eine Sperrstellung des Arbeitskopfes
in seiner Arbeitsposition darstellen kann.
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In
weiter bevorzugter Ausgestaltung ist der erste Kolben mit einem
zweiten, in einem zweiten Zylinder aufgenommenen Kolben verschwenkbar
gekuppelt.
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Der
zweite Zylinder ist hierbei bevorzugt in dem Arbeitskopf ausgebildet.
Der Arbeitskopf selbst kann den Zylinder ausformen. Durch die unterschiedlichen
Schwenkpositionen des ersten Kolbens sind unterschiedliche Wirkungen
auf den in dem zweiten Zylinder schiebeverlagerbaren zweiten Kolben
erreichbar, so weiter beispielsweise eine Schaltung des zweiten
Kolbens in Vorlauf- oder Rücklaufrichtung desselben. Darüber
hinaus kann alternativ oder auch kombinativ zu der Laufrichtung
des zweiten Kolbens auch über die Verschwenkstellung des
ersten Kolbens gegenüber dem Arbeitskopf die auf den zweiten Kolben
wirkende Kraft und darüber hinaus auch die Verlagerungsgeschwindigkeit
des zweiten Kolbens gezielt gesteuert sein.
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Die
Längsachsen der beiden Kolben, das heißt des in
dem Handwerkzeug angeordneten ersten Kolbens und des in dem Arbeitskopf
vorgesehenen zweiten Kolbens, können in einer Ausgestaltung des
Erfindungsgegenstandes gleichgerichtet hintereinander angeordnet
sein, weiter auch unter Bildung einer gemeinsamen, beide Kolben
zentral in Längsrichtung bzw. in Bewegungsrichtung durchsetzenden Achse.
In einer bevorzugten Ausgestaltung verlaufen die Längsachsen
der beiden Kolben unterschiedlich, das heißt einen Winkel
von weniger als 180° zueinander einschließend,
wobei weiter diese Achsen durchaus auch in einer quer zur Längsachsenerstreckung gerichteten
Ebene versetzt zueinander angeordnet sein können. Der vorbezeichnete
Einschlusswinkel bezieht sich entsprechend auf eine Projektion der Kolbenlängsachsen
in eine senkrecht zu der Längsachsenquerebene betrachteten
Projektionsebene. Der durch die Kolbenlängsachsen eingeschlossene Winkel
kann eine Größe von beispielsweise 15° bis 170°,
weiter beispielsweise von 45° bis 135° aufweisen,
wobei weiter bevorzugt der erste und der zweite Zylinder T-förmig
zueinander verlaufen. Hierbei ist nicht zwingend der eingeschlossene
Winkel rechtwinklig. Dieser kann durchaus einen Wert abweichend
von 90° aufweisen, so beispielsweise einen Wert von 60° bis
120°, weiter beispielsweise einen Wert von 75° bis
105°.
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In
einer weiter bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes
ist die Verpressung zwischen dem ersten Kolben und dem Arbeitskopf zum
Festsetzen der Verschwenkstellung des ersten Kolbens durch dasselbe
auch den zweiten Kolben bewegende Hydraulikmittel erreicht. Entsprechend wird
der zweite Kolben wie auch der erste Kolben durch das in dem Handwerkzeug
bevorratete Hydraulikmittel beaufschlagt, weiter demzufolge unter Aufbau
eines, durch eine in dem Handwerkzeug vorgesehene Hydraulikpumpe
aufgebauten Drucks. Entsprechend bedarf es zur Betätigung
des in dem Arbeitskopf vorgesehenen zweiten Kolbens keiner gesonderten
Mittel (Hydraulikmittel). Die Betätigung des Arbeitskopfes
ist entsprechend abhängig von einer Zuordnung an dem hydraulisch
betätigbaren Handwerkzeug. Zur hydraulischen Beaufschlagung des
zweiten Kolbens in dem Arbeitskopf ist der erste Kolben von dem
Hydraulikmittel durchströmbar ausgebildet. So weist der
erste Kolben Strömungswege, so weiter insbesondere Einlauf-
und Ablaufströmungswege für das Hydraulikmittel
auf, welche in einer bevorzugten Ausgestaltung den ersten Kolben kanalartig,
im wesentlichen ausgerichtet entlang der Kolbenlängsachse
durchsetzen. Diese Strömungswege dienen bevorzugt nur zum
Durchfluss des den Arbeitskopf bzw. dessen Kolben beaufschlagenden Hydraulikmittels.
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Zur
Ermöglichung der Verschwenkbarkeit des ersten Kolbens gegenüber
dem Arbeitskopf und der Festsetzung der gewünschten Schwenkstellung ist
der erste Kolben innerhalb des diesen führenden ersten
Zylinders in Kolbenlängsrichtung verlagerbar, dies weiter
bevorzugt über einen Weg von wenigen Millimetern, so insbesondere über
einen Weg von 0,1 mm bis 5 mm, bevorzugt 1 mm bis 3 mm. Da der erste
Kolben in erster Linie nur als festzusetzendes Stellelement dient,
kann dessen Axialverlagerbarkeit auf ein das Festsetzen und wieder
Lösen ermöglichendes Minimalmaß begrenzt
werden. Nach Überwinden dieses Verlagerungsweges tritt
die zugeordnete Kolbenfläche des ersten Kolbens in Reibschluss
zu einer Zylinderstirnfläche, die von dem Arbeitskopf gebildet ist.
Hierzu ist der erste Kolben in bevorzugter Ausgestaltung mit unterschiedlich großen
wirksamen Flächen gebildet, wobei auf der Anströmseite
eine größere wirksame Fläche vorgesehen
ist als auf der Abströmseite des ersten Kolbens. Die geringere
wirksamere Fläche auf der Abströmseite ist in
weiter bevorzugter Ausgestaltung durch einen mit dem im wesentlichen
druckfreien Hydraulik-Rücklauf in Verbindung stehenden
Flächenanteil gegeben, welcher Hydraulik-Rücklauf
durch einen den ersten Kolben durchsetzenden Strömungsweg
erreicht ist. Hieraus resultiert eine zur druckbeaufschlagenden
Kolbenfläche verringerte wirksame Fläche der in
Wirkstellung zu dem Zylinderboden bringbaren Kolbenfläche.
Eine Schiebeverlagerung des ersten Kolbens zur Festsetzung desselben
in der gewünschten Schwenkstellung ist auch dann ermöglicht,
wenn auf der der abströmseitigen Kolbenfläche
Hydraulikmittel aus einem zuvor erfolgten Abströmvorgang
aus dem zweiten Zylinder bzw. aus dem Arbeitskopf ansteht, welcher
Hydraulikmittelanteil auch in einer Sperrstellung der nachgeschalteten
Strömungswege zum zweiten Zylinder bzw. zum zweiten Kolben über
den im ersten Kolben vorgesehenen Hydraulik-Rücklauf im
wesentlichen druckfrei ausweichen kann. Die Verlagerbarkeit des
so gestalteten Differentialkolbens in die Festsetzstellung ist stets
gegeben. Bei einem bevorzugten Öldruck von etwa 40 N/mm2 wirkt der erste Kolben zur Folge der vorgeschlagenen
Flächenverhältnisse mit einem Mehrfachen des Wertes
gegen den Zylinderboden, so bspw. mit dem 3- bis 6-fachen, weiter
bspw. mit dem 2-fachen des Wertes, also etwa mit 80 N/mm2. Die metallisch zusammenwirkenden Flächen
von Kolben und Zylinderboden formen so einen öldichten Übergang.
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Neben
dem Hydraulik-Rücklauf ist in dem ersten Kolben zugleich
auch ein Hydraulik-Vorlauf zur Druckbeaufschlagung des in dem Arbeitskopf
angeordneten zweiten Kolbens vorgesehen. Für diesen Hydraulik-Vorlauf
ist anströmseitig des ersten Kolbens eine Einströmöffnung
vorgesehen zum Eintritt des zugleich auch den ersten Kolben in die
Festsetzstellung verlagerbaren Hydraulikmittels in den ersten Kolben.
Die Einströmöffnung weist ein vorgespanntes Ventil
auf, welches erst bei Überschreiten eines durch die Vorspannung
vorbe stimmten Schwellwertes die Einströmöffnung
zum Durchtritt des Hydraulikmittels freigibt. Dieser Schwellwert
wird erst erreicht, nachdem der erste Kolben schiebeverlagert die
Festsetzstellung zum Arbeitskopf erreicht hat. So ist ein Anpressen
des ersten Kolbens gegen den Arbeitskopf zu Beginn des Druckaufbaus
auf der Anströmseite des ersten Kolbens durch Vordruckerzeugung mittels
des als Druckbegrenzungsventils ausgebildeten Ventils erreichbar.
Hierdurch wird der erste Kolben zu Beginn der Förderung
mit einer Kraft unterhalb des Ventilschwellwertes unter Überwindung
einer Dichtungsreibung innerhalb des ersten Zylinders in die Festsetzstellung
verschoben. Neben der reibschlüssigen Schwenkfeststellung
zwischen erstem Kolben und Arbeitskopf ist hierdurch weiter im Anlagebereich
der abströmseitigen Kolbenfläche und der zugewandten
Zylinderstirnfläche eine Abdichtung erreicht. Nach Überschreiten
des Ventil-Schwellwertes in der Einströmöffnung
und entsprechend nach Erreichen der Dichtstellung im Bereich der
Schnittstelle zwischen erstem Kolben und Arbeitskopf schaltet das
Ventil den Hydraulik-Vorlauf innerhalb des ersten Kolbens frei,
zur Hydraulikmittelbeaufschlagung des in dem Arbeitskopf angeordneten
zweiten Kolbens. Mit Abbau des auf der Anströmseite des
ersten Kolbens wirkenden Hydraulikdrucks schließt zunächst das
in der Einströmöffnung angeordnete Ventil. Im Zuge
des weiteren Druckabbaus wird der als Differentialkolben wirkende
erste Kolben bedingt durch den abschließend auf der Abströmseite
wirkenden Überdruck zurück aus seiner abdichtenden
Festsetzstellung verlagert. Etwaige sich im Dichtbereich zwischen
abströmseitiger Kolbenfläche des ersten Kolbens
und Gegendichtfläche im Bereich der Zylinderstirnwandung
befindliche Verschmutzungen wie Späne oder dergleichen
können entsprechend mittels des Hydraulikmittels ausgespült
werden.
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Der
in dem Arbeitskopf innerhalb des dort ausgebildeten zweiten Zylinders
geführte zweite Kolben ist als doppelt wirkender Kolben
bzw. Differentialkolben ausgebildet und jedenfalls zur Bewegung
in einer Richtung zugleich in entgegengesetzte Richtungen bei unterschiedlich
wirksamen Flächengrößen mit dem Hydraulikmittel
beaufschlagbar. Diese Beaufschlagung des zweiten Kolbens kann in
beide Bewegungsrichtungen des zweiten Kolbens erfolgen. Bevorzugt
wird diesbezüglich eine derartige Beaufschlagung nur in
einer Bewegungsrichtung, weiter bevorzugt bei einer Vorverlagerung
des zweiten Kolbens aus einer rückwärtigen Grundstellung
heraus. Hierbei erfolgt die Druckbeaufschlagung der unterschiedlich
wirksamen Kolbenflächen mit gleichem Druck, woraus infolge
der unterschiedlichen Flächengrößen eine
Differenzkraft zur Bewegung des zweiten Kolbens resultiert. Der
zweite Kolben wird des weiteren bevorzugt zur Rückverlagerung
nur einseitig druckbeaufschlagt, während die Rückseite
drucklos ist. Eine solche einseitige Druckbeaufschlagung ist weiter
alternativ auch hinsichtlich der Kolbenvorverlagerung ermöglicht. Über
die verschiedenen Schwenkstellungen können ggf. auch die
alternativen Druckverhältnisse gesteuert werden. Die unterschiedlichen
Kolbenflächen ergeben sich in bevorzugter Ausgestaltung
durch Anordnung einer Kolbenstange an einer der beiden Kolbenflächen,
welche Kolbenstange endseitig einen bevorzugt über den Zylinder überstehenden
Funktionskopf trägt. Letzterer wird entsprechend über
den zweiten Kolben linear in Richtung der Achserstreckung des zweiten
Kolbens verfahren. Im Zuge der Vorverlagerung wird der Funktionskopf
mit der Kolbenstange über den zweiten Kolben aus dem zweiten
Zylinder ausgedrückt, dies bevorzugt mittels beidseitiger
Beaufschlagung des zweiten Kolbens. Durch den hierbei auch in Ausdrückrichtung
vor dem zweiten Kolben anstehenden Hydraulikdruck kann auch in einer
Arbeitsstellung, in der der Funktionskopf bspw. hängend
nach unten gerichtet ist, ein gegenüber einem horizontalen
Ausfahren des Funktionskopfes gleiche Ausfahrgeschwindigkeit erreicht
werden. Auch etwaige auf den Funktionskopf wirkende Kräfte,
insbesondere Zugkräfte bewirken kein gegebenenfalls unkontrolliertes
Voreilen des zweiten Kolbens. Dessen Vorwärtsverlagerung
in Ausdrückrichtung des Funktionskopfes ist gedämpft.
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In
Rücklaufrichtung, das heißt konkret mit Bezug
auf den Funktionskopf in Rückziehrichtung erfolgt bevorzugt
die Beaufschlagung des zweiten Kolbens nur einseitig, dies weiter
bevorzugt von der kolbenstangenseitigen Kolbenfläche und
somit von der geringeren Kolbenfläche her, während
die gegenüberliegende, größere Kolbenfläche
drucklos bleibt. Das in diesem Zylinderabschnitt sich befindende
Hydraulikmittel wird über die größere
Kolbenfläche zum Rücklauf durch den ersten Kolben
in den Hydraulikvorrat gedrängt. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind
die Kolbenflächen des zweiten Kolbens so bemessen, dass
Vorlauf und Rücklauf mit gleichen Geschwindigkeiten erfolgen.
Dies ist vorzugsweise durch eine um 50% verringerte Kolbenfläche
auf der Kolbenstangenseite gegenüber der gegenüberliegenden
Kolbenfläche erreicht. Entsprechend wirken sowohl in Vorlauf-
als auch in Rücklaufrichtung gleich große Kräfte
auf den zweiten Kolben ein. Alternativ können jedoch die
Kolbenflächen zueinander so im Verhältnis stehen,
dass die in Rücklaufrichtung wirkende Zugkraft größer
oder auch kleiner ist als die in Vorlaufrichtung wirkende Ausdrückkraft.
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An
dem dem Funktionskopf abgewandten Ende weist in einer Weiterbildung
des Erfindungsgegenstandes der zweite Kolben ein vorstehendes Federelement
auf, zur Zusammenwirkung mit dem zugeordneten Zylinderboden. Hierbei
handelt es sich bevorzugt um ein Elastomerteil, welches pufferartig wirkt.
Entsprechend erfolgt kein hartes Anschlagen gegen den zugeordneten
Zylinderboden zum Abschluss der Rücklaufbewegung. Alternativ
kann das Federelement beispielsweise auch eine Fallenfeder sein.
Zudem belässt das vorstehende Federelement in einer rückgezogenen
nicht komprimierten Ausgangsstellung einen Freiraum zwischen Zylinderboden
und zugewandter Kolbenfläche, zum Einströmen des
Hydraulikmittels. Des weiteren ist durch Anordnung des Federelementes
auch in nicht druckbeaufschlagter Stellung des zweiten Kolbens eine,
wenngleich minimale Relativverlagerung des zweiten Kolbens in dem
zweiten Zylinder ermöglicht, so weiter insbesondere über
einen Weg von meh reren Zehntel Millimetern, weiter beispielsweise über
0,5 mm bis 2 mm. Das axiale Überstandsmaß des
Federelements entspricht bspw. etwa 1 bis 5%, bevorzugt etwa 2% des
axialen Kolbenverlagerungswegs im Zylinder. In Abhängigkeit
von der Anwendung des Arbeitskopfes kann durch die Ermöglichung
der Relativverlagerung des zweiten Kolbens und über dessen
Kolbenstange des Funktionskopfes das Ansetzen bzw. Entfernen des
Arbeitskopfes von einem über den Funktionskopf zu beaufschlagenden
bzw. mitzuschleppenden Beaufschlagungsteil erleichtert sein.
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Zur
Beschickung des in dem Arbeitskopf angeordneten zweiten Kolbens
ist in der Stirnfläche des ersten Kolbens eine Auslauföffnung
und eine Ablauföffnung ausgebildet, wobei die Auslauföffnung über einen
den ersten Kolben durchsetzenden Kanal mit der kolbenanströmseitigen
Einströmöffnung verbunden ist. Die stirnflächenseitige
Ablauföffnung dient dem Hydraulik-Rücklauf aus
dem zweiten Zylinder. Auslauföffnung und Ablauföffnung
sind strömungsmäßig voneinander getrennt.
In einer Ausgestaltung können die Auslauf- und Ablauföffnungen
stirnflächenseitig des ersten Kolbens jeweils einen den nachgeordneten
Strömungswegen in dem ersten Kolben entsprechenden kreisrunden
Querschnitt aufweisen. Möglich ist diesbezüglich
weiter, dass zumindest eine der Öffnungen, so weiter bevorzugt
die Ablauföffnung gegenüber dem nachgeschalteten
Strömungsweg im Querschnitt flächenvergrößert
ist, welche hieraus resultierende Querschnittsfläche der
Ablauföffnung auch abweichend von einer Kreisform gebildet
sein kann. So kann weiter die Ablauföffnung einen sich
radial vom mit der Ablauföffnung verbundenen Strömungskanal
abragenden Öffnungsabschnitt aufweisen.
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Die
der Ablauföffnung zugeordnete und in dem ersten Kolben
ausgebildete Ablaufleitung mündet in einer weiter bevorzugten
Ausgestaltung in eine, in beide Richtungen – mit Bezug
auf die Erstreckungsrichtung der Kolbenlängsachse – abgedichteten
Zwischenbereich, welcher Zwischenbereich einem sich zwischen Kolbenaußenfläche
und Zylinderinnenfläche im Bereich zwischen zwei in Achsrichtung
zueinander beabstandeten Abdichtbereichen einstellenden Ringraum
zugeordnet ist. Dieser Zwischenbereich ist hydraulisch getrennt
vom dem der Anströmseite des ersten Kolbens zugeordneten
Hydraulik-Zulaufbereich und ist strömungsmäßig
verbunden mit einem Hydraulik-Vorratsbehältnis.
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In
dem dem Arbeitskopf zugeordneten zweiten Zylinder sind in einer
Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes jedenfalls zwei Hydraulikwege ausgebildet,
die der Stirnfläche, das heißt der abströmseitigen
Stirnfläche des ersten Kolbens zugeordnete Öffnungen
ausbilden. Entsprechend münden diese Hydraulikwege wie
auch die im ersten Kolben ausgeformten Zulauf- und Ablaufleitungen
im in der Festsetzstellung des ersten Kolbens zum Arbeitskopf abgedichteten
Presssitzbereich. Einer der dem zweiten Zylinder zugeordneten Hydraulikwege
ist ausgebildet zur Beaufschlagung des wirksamen Gesamtquerschnitts
des zweiten Kolbens, während der zweite Hydraulikweg zur
Beaufschlagung eines Ringraums dient. Dieser Ringraum ist zugeordnet
der flächenkleineren Kolbenfläche des zweiten
Kolbens, resultierend aus einer diesen Zylinderraumabschnitt durchsetzenden,
mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange. Über die beiden
Hydraulikwege sind gezielt die beiden Kolbenflächen des
als Differentialkolben ausgeformten zweiten Kolbens ansteuerbar.
Zugleich dient zumindest einer der Hydraulikwege als Ablaufweg für
das Hydraulikmittel.
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Die
beiden Öffnungen der Hydraulikwege sind im Verschwenkbereich
der Auslassöffnung des ersten Kolbens angeordnet, sind
dementsprechend beide mit der Anströmseite des ersten Kolbens,
insbesondere nach Verlagerung des Druckbegrenzungsventils in die
Offenstellung schaltbar, zur wahlweisen oder auch kombinierten Beaufschlagung
der beiden Kolbenflächen des zweiten Kolbens. Jedenfalls
eine der Öffnungen der Hydraulikwege ist hierbei weiter
im Verschwenkbereich der Ablauföffnung des ersten Kolbens
angeordnet, kann dementsprechend in Abhängigkeit von der
Verschwenkstellung des ersten Kolbens den Rücklaufweg für
das Hydraulikmittel zum Vorratsbehältnis bilden. In Abhängigkeit
von der Schwenkstellung des ersten Kolbens relativ zum Arbeitskopf
und somit auch relativ zu den Öffnungen der Hydraulikwege
sind letztere unterschiedlich zu der Auslassöffnung und
zu der Ablauföffnung des ersten Kolbens zuordbar, um so
unterschiedliche Wirkungen auf den zweiten Kolben zu erzielen, so weiter
bevorzugt die Vorlauf- und die Rücklaufbewegung des Kolbens.
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In
einer weiter bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes
sind beide Öffnungen der Hydraulikwege in Bezug auf die
Auslassöffnung des ersten Kolbens und dessen Verschwenkbereich so
angeordnet, dass sie gleichzeitig von Hydraulikmitteln durchströmbar
sind. Hieraus ergibt sich im Betrieb die beidseitige Druckbeaufschlagung
des als Differentialkolben ausgebildeten zweiten Kolbens. Diese
Konfiguration ist bevorzugt in einer der Verschwenkendstellungen
des ersten Kolbens erreicht. In der entgegengesetzten Verschwenkendstellung des
ersten Kolbens ist weiter bevorzugt nur eine der Öffnungen
des Hydraulikweges mit der Auslassöffnung des ersten Kolbens
verbunden, während die Öffnung des anderen Hydraulikweges
der Ablauföffnung des ersten Kolbens zugeordnet ist. Darüber
hinaus sind auch gegebenenfalls rastfestlegbare Schwenkzwischenstellungen
möglich, so beispielsweise eine Mittelstellung, in welcher
zwar eine der Hydraulikwegöffnungen der Auslassöffnung
des ersten Kolbens zugeordnet ist, die Öffnung des zweiten Hydraulikwegs
jedoch weder der Auslass- noch der Ablauföffnung des ersten
Kolbens zugeordnet gesperrt ist. In dieser Stellung ergibt sich
bei Betrieb des Handwerkzeugs, das heißt bei Aufbau eines
Hydraulikdrucks keine Verlagerung des zweiten Kolbens sowohl in
die eine als auch in die andere Richtung. Weiter kann eine Stellung
vorgesehen sein, bei welcher das Hydraulikmittel den zweiten Kolben
zur Vorverlagerung nur einseitig, nämlich auf der der Kolbenstange abgewandten
Kolbenfläche beaufschlagt. Entsprechend ist die Öffnung
des zugeordneten Hydraulikweges der Auslassöffnung des
ersten Kolbens zugeordnet, während die Öffnung
des der der beaufschlagten Kolbenfläche gegenüberliegenden
Kolbenfläche zugeordneten Hydraulikweges mit der Ablauföffnung
des ersten Kolbens geschaltet ist. Es ergibt sich hieraus ein üblicher
Hydraulikmittel-Kreislaufbetrieb, womit sehr hohe Kräfte
erreicht werden können.
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Der
grundsätzlich frei in dem zweiten Zylinder um dessen Längsachse
drehbare zweite Kolben ist beim Zurückfahren aus einer
vorverlagerten Stellung mittels einer an dem zweiten Zylinder ausgebildeten
Fangausnehmung umfangsmäßig ausgerichtet. So ist
beispielsweise stirnseitig des zweiten Zylinders eine sich keilförmig
nach außen erweiternde Nut vorgesehen, die der umfangsmäßig
ausgerichteten Aufnahme eines beispielsweise im Bereich des Funktionskopfes
angeordneten Radialvorsprungs dient. So ist sichergestellt, dass
insbesondere der Funktionskopf in der Grundstellung, das heißt
in der zurückgezogenen Kolbenstellung stets in einer positionsgerechten
Ausgangslage ausgerichtet ist.
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Die
vorbeschriebenen Merkmale sind auch im Sinne einer hydraulischen
Schwenkverriegelung als solche mit Durchleitung von Hydraulikmittel
von Bedeutung. Insofern kommt es entsprechend nicht darauf an, ob
nachgeschaltet ein Arbeitskopf oder sogar ein (Differential-)Kolben
vorgesehen ist oder ob es sich insgesamt um ein hydraulisches Handwerkzeug
handelt.
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Nachstehend
ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche
lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher
erläutert. Es zeigt:
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1 in
Ansicht ein erfindungsgemäßes Handwerkzeug mit
einem Arbeitskopf;
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2 eine
partiell geschnittene Vergrößerung des Kopfbereiches
des Handwerkzeugs mit zugeordnetem Arbeitskopf;
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3 den
Schnitt gemäß der Linie III-III in 1;
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4 den
Querschnitt gemäß der Linie IV-IV in 3;
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5 den
Schnitt gemäß der Linie V-V in 1;
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6 den
Querschnitt gemäß der Linie VI-VI in 1;
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7 die
Herausvergrößerung des mit VII in 6 bezeichneten
Bereichs;
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8 den
Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in 4;
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9 in
einer perspektivischen Einzeldarstellung einen ersten Kolben des
Handwerkzeugs mit Blick auf eine Abströmseite;
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10 eine
Seitenansicht hierzu;
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11 den
Längsschnitt gemäß der Linie XI-XI durch
den ersten Kolben;
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12 den
Arbeitskopf in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
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13 den
Kopfbereich des Handwerkzeuges mit zugeordnetem Arbeitskopf in geschnittener Darstellung,
in Ansetzposition des Arbeitskopfes zugeordnet einem über
den Arbeitskopf auszutreibenden Meißel aus einem Meißelhalter;
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14 den
vergrößerten Schnitt gemäß der Linie
XIV-XIV in 13;
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15 eine
perspektivische partiell geschnittene Darstellung des Arbeitskopfes,
die Grundstellung gemäß 13 betreffend;
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16 eine
der 13 entsprechende Darstellung, jedoch die vorverlagerte
Ausrückstellung betreffend;
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17 eine
der 12 entsprechende Darstellung, jedoch die Arbeitsstellung
gemäß 16 betreffend;
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18 eine
der 15 entsprechende Darstellung, betreffend die Arbeitsstellung
gemäß den 16 und 17;
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19 den
Arbeitskopf in der Arbeitsposition gemäß 16 in
perspektivischer Unteransicht;
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20 eine
weitere der 13 entsprechende Darstellung,
jedoch eine Zwischenstellung im Zuge der Rückverlagerung
eines in dem Arbeitskopf beweglichen Kolbens;
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21 den
vergrößerten Schnitt gemäß der Linie
XXI-XXI in 20 und
-
22 eine
Querschnittsdarstellung gemäß 21,
jedoch eine Zwischenstellung betreffend.
-
Dargestellt
und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu 1 ein
zur Einhandbedienung geeignetes elektrohydraulisches (Rumpf-)Handwerkzeug 1 zur
Betätigung eines angeordneten Arbeitskopfes 2. Letzterer
dient zum Austreiben bzw. Einziehen eines Meißels 3 aus
einem bzw. in einen Meißelhalter 4.
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Wie
aus den Darstellungen zu erkennen, ist das Handwerkzeug 1 im
wesentlichen langgestreckt stabförmig ausgebildet, was
die Einhandbedienung des Werkzeuges unterstützt. Diese
stabförmige Ausgestaltung ist dadurch erreicht, dass die
einzelnen Baugruppen im Gehäuse 5 in axialer Hintereinanderanordnung
positioniert und weiter im wesentlichen fluchtend zu einer Längsachse
y eines in dem Handwerkzeug 1 linear schiebeverlagerbaren
ersten Kolbens 6 ausgerichtet sind. Im Bereich des nicht
dargestellten Elektromotors formt das Gehäuse 5 einen Griffbereich 7 aus,
wobei in diesem Griffbereich 7 der Gehäusedurchmesser
ergonomisch angepasst gewählt ist.
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Gespeist
wird der Elektromotor von einem in Axialrichtung des Elektromotors
steckbaren Akkumulator 8. Dieser ist in eine entsprechende
Gehäuseaufnahme einsteckbar und rastgesichert. Das Gerät kann
aber auch unmittelbar mit Netzsteckerbetrieb ausgebildet sein, bzw.
zusätzlich zu dem Akkumulator 8 mit einem Netzstecker
versehen sein.
-
Mittels
des Elektromotors wird in bekannter Weise in dem Handwerkzeug 1 über
eine Öldruckerhöhung der erste Kolben 6 bewegt,
dies entlang seiner Längsachse y.
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Um
die öldruckbeaufschlagte Linearverlagerung des ersten Kolbens 6 aus
der Rotationsbewegung des Elektromotors umzusetzen, ist zwischen Elektromotor
und einer Pumpe ein Getriebe angeordnet. Mittels des Getriebes wird
die Umsetzung der Rotationsbewegung durch den Elektromotor in eine oszillierende
Pumpbewegung eines Pumpenstößels 9 erreicht.
Diese hin- und hergehende Pumpbewegung erfolgt in Axialrichtung
der Motorwelle und entsprechend weiter in Axialrichtung des ersten
Kolbens 6.
-
Hinsichtlich
der Ausgestaltung und Wirkungsweise des Getriebes und der Pumpe
wird im Hinblick auf weitere Einzelheiten auf die eingangs erwähnte
DE 10216213 A1 verwiesen.
-
Mit
der oszillierenden Bewegung des Pumpenstößels 9 wird
der erste Kolben 6 über eine nicht näher
dargestellte Ventilanordnung öldruckbeaufschlagt. Der erste
Kolben 6 liegt hierbei in einem ersten Zylinder 10 eines
werkzeugseitigen Kopfes 11 ein. Dieser Kopf 11 ist
mit einem Außengewinde zur Zusammenwirkung mit einem entsprechenden
Innengewinde des ansetzbaren Arbeitskopfes 2 versehen.
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Des
weiteren ist in Nebeneinanderanordnung, das heißt parallel
versetzt zu dem Pumpenstößel 9, ein Rücklaufventil 12 vorgesehen,
welches einerends mit dem Druckraum 13 vor dem ersten Kolben 6 leitungsverbunden
ist. Dieses Rücklaufventil 12 öffnet
bei Überschreiten eines vordefinierten Druckes in dem Druckraum 13 automatisch
und öffnet einen Weg zu dem die Pumpe bzw. den Pumpenstößel 9 sowie
das Rücklaufventil 12 ringförmig umgebenden
Hydraulik-Vorratsbehältnis 14.
-
Das Öffnen
des Rückschlagventils 12 bewirkt über
eine auf der dem Druckraum 13 gegenüberliegenden
Kolbenfläche des ersten Kolbens 6 wirkende Kraft
eine Rückstellung des ersten Kolbens 6 in die
unbelastete Grundstellung.
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Eine
zur Ausbildung der Leitungsverbindung von Rücklaufventil 12 und
Druckraum 13 fertigungstechnisch notwendige, als quer zur
Achse y ausgerichtete Bohrung 68 ist zur Trennung des Druckraumes 13 vom
Vorratsbehältnis 14 durch einen Einschraubstopfen 69 verschlossen.
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Zum
Betrieb des Handwerkzeugs 1 und somit zum Einschalten des
Elektromotors ist im Griffbereich 7 ein schwenkbarer Betätigungsschalter 15 vorgesehen.
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Der
im wesentlichen kreiszylinderförmig ausgestaltete Arbeitskopf 2 formt
einen zweiten Zylinder 16 aus, in welchem ein zweiter Kolben 17 linear
geführt ist. Die Längsachse x des zweiten Kolbens 17 ist
rechtwinklig zur Längsachse y des ersten Kolbens 6,
eine Verlängerung dieser Längsachse y schneidend
ausgerichtet.
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Mantelwandungsaußenseitig
ist an dem zweiten Zylinder 16 ein im Querschnitt kreisringförmiger,
im Zuordnungszustand zum Handwerkzeug 1 koaxial zur Längsachse
y des ersten Kolbens 6 ausgerichteter Flansch 18 angeformt.
Dieser ist wandungsinnenseitig zur Festlegung des Arbeitskopfes 2 an
dem Handwerkzeug 1 im Bereich einer Radialerweiterung des
Innenraumes mit dem, mit dem Außengewinde des ersten Zylinders 10 kämmenden
Innengewinde versehen. Der sich an dem Innengewinde axial anschließende,
in der Zylinderwandung wurzelnde Flanschabschnitt formt wandungsinnenseitig einen
Teilabschnitt des ersten Zylinders 10, bildet entsprechend
eine Verlängerung desselben.
-
Der
in dem ersten Zylinder 10 geführte erste Kolben 6 weist
zunächst einen gegenüber dem Zylinderinnendurchmesser
reduzierten Außendurchmesser auf und ist weiter im wesentlichen
als Massivkörper ausgebildet, mit einer in Achsrichtung
betrachteten Länge, die etwa einem 0,9- bis 0,98-fachen,
weiter etwa einem 0,97-fachen der in selber Richtung betrachteten
Länge des ersten Zylinders 10 einschließlich
des diesen Zylinder 10 weiter ausbildenden Flanschabschnittes
entspricht. Hieraus ergibt sich bei einer beispielhaften Kolbenlänge
von ca. 70 mm ein möglicher Verlagerungsweg des ersten
Kolbens 6 in dem ersten Zylinder 10 von ca. 2
mm.
-
Über
die Länge verteilt ist der erste Kolben 6 mit
radial erweiterten Abschnitten 19, 20, 21 versehen,
deren Außendurchmesser angepasst sind an den Innen durchmesser
des Zylinders 10. Eingebettet in diese erweiterten Abschnitte 19 bis 21 trägt
der erste Kolben 6 in entsprechend positionierten umlaufenden
Ringnuten 22 Ringdichtungen 23, welche radial
außen dichtend gegen die Zylinderwandung treten.
-
Der
erweiterte Abschnitt 19 ist in dem dem Druckraum 13 zugewandten
Endbereich des ersten Kolbens 6 ausgeformt. An diesem gegenüberliegenden
Ende ist der zweite erweiterte Abschnitt 20 gebildet, zur
Zusammenwirkung mit dem, den erweiterten Zylinder formenden Flanschabschnitt
des Arbeitskopfes 2. Zwischen den endseitigen Abschnitten 19 und 20 ist
der weitere erweiterte Abschnitt 21 positioniert, dies
mit einem axialen Abstand zum druckraumseitigen Abschnitt 19,
der etwa dem doppelten Abstand zum stirnseitigen Abschnitt 20 entspricht.
Es ergeben sich hieraus zwischen den Abschnitten 19 und 21 bzw. 20 und 21,
den ersten Kolben 6 umfassende Ringräume 24 und 25,
wobei der zwischen dem druckraumseitigen Abschnitt 19 und
dem mittleren erweiterten Abschnitt 21 geschaffene Ringraum 24 über
eine quer zur Achse y radial nach außen ausgerichtete Bohrung 26 mit
dem Vorratsbehältnis 14 in Verbindung steht.
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Der
erste Kolben 6 ist zur Durchströmung von Hydraulikmittel
ausgebildet. Hierzu weist dieser zunächst einen im wesentlichen
parallel versetzt zur Kolbenachse y verlaufenden Einströmkanal 27 auf, der
sich über die gesamte Länge des Kolbens 6 erstreckt
und somit sowohl auf der Anströmseite A als auch auf der
Abströmseite B des ersten Kolbens 6 mündet
und dort entsprechend eine Einströmöffnung 28 und
eine Ausströmöffnung 29 ausformt, wobei weiter
im unmittelbaren Bereich der Ausströmöffnung 29 der
Einströmkanal 27 einen Radialversatz nach außen
aufweist. Die Ausströmöffnung 29 ist
in der dem Druckraum 13 abgewandten Stirnfläche 30 als Kreisöffnung
gebildet.
-
Die
Einströmöffnung 28 des Einströmkanals 27 ist
in einem, in den Einströmkanal 27 von der dem Druckraum 13 zugewandten
Stirnseite 31 des Kolbens 6 her eingeschraubten
Axialfortsatz 32 gebildet. Dieser ragt entsprechend der
Anordnung des Einströmkanals 27 in exzentrischer
Zuordnung über die Stirnfläche 31 hinaus,
wobei weiter der Axialfortsatz 32 in einer zugeordneten
Axialschlitzführung 33 im Druckraum 13 formschlüssig
einliegt. Hierdurch ist eine Sicherung des ersten Kolbens 6 gegen
Verdrehen um dessen Längsachse y bei weiter ermöglichter Linearverlagerung
entlang der Längsachse y gegeben.
-
Die
Einströmöffnung 28 ist in unbeaufschlagter
Stellung durch ein vorgespanntes Ventil 34 geschlossen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
hierbei um ein drucksteuerbares Kugelventil, mit einer Kugel 35,
die innerhalb des Axialfortsatzes 32 parallel ausgerichtet
zur Längsachse y entgegen einer rückwärtig
gegen die Kugel 35 wirkenden Druckfeder 36 aus
ihrer Dichtsitzstellung gegen die Einströmöffnung 2 durch
Druckbeaufschlagung über die Einströmöffnung 28 verlagerbar
ist.
-
Weiter
ist in dem ersten Kolben 6 auch ein Ablaufkanal 37 (vergleiche 11)
vorgesehen. Dieser erstreckt sich gleichfalls parallel versetzt
zur Kolbenlängsachse y ausgehend von der dem Druckraum 13 gegenüberliegenden
Stirnfläche 30 des Kolbens 6 etwa über
die halbe Erstreckungslänge des Kolbens 6 und
geht hier über in eine nach radial außen gerichtete
Querbohrung 38. Diese mündet in dem zwischen den
erweiterten Abschnitten 19 und 21 des Kolbens 6 in
Axialrichtung begrenzten und abgedichteten Ringraum 24.
-
Stirnseitig
formt der Ablaufkanal 37 eine im Grundriss zunächst
kreisförmige Ablauföffnung 39, die weiter
im Bereich der Stirnfläche 30 in einen sich nach
radial außen erstreckenden Erweiterungsabschnitt 40 übergeht.
Dieser ist aus der Stirnfläche 30 ausnehmungsartig
herausgeformt und erstreckt sich bis zur Stirnflächenrandkante
derart, dass eine sich auf die Längsachse y beziehende, die
in der Stirnfläche 30 mündende Einströmöffnung 28 mittig
durchlaufende Kreislinie in ihrer Verlängerung den Erweiterungsabschnitt 40 quert,
dies weiter bei benachbarter Zuordnung von Erweiterungsabschnitt 40 und
Einströmöffnung 28 unter Einschluss eines
Winkels von etwa 30°.
-
Der
planen, quer zur Kolbenachse y ausgerichteten Stirnfläche 30 steht
gegebenenfalls mit dem um das Verlagerungsmaß des Kolbens 6 beabstandet
eine ebenengleich gerichtete, gleichfalls plane Zylinderkopffläche 41 fußseitig
des arbeitskopfseitigen Flansches 18 gegenüber.
In diese Zylinderkopffläche 41 münden
zwei dem in dem Arbeitskopf 2 ausgeformten zweiten Zylinder 16 zugeordnete
Hydraulikwege 42, 43. Deren Öffnungen 44 und 45 sind auf
einer sich auf die Achse y beziehenden Kreislinie angeordnet, welche
in einer Projektion auf die gegenüberliegende Stirnfläche 30 des
ersten Kolbens 6 die Einströmöffnung 28 und
den Erweiterungsabschnitt 40 schneidet. Weiter sind die Öffnungen 44 und 45 um
einen Winkel von etwa 20° in Kreislinienrichtung zueinander
versetzt angeordnet.
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Der
in dem zweiten Zylinder 16 linear entlang der Längsachse
x verlagerbare zweite Kolben 17 ist als Differentialkoben
ausgebildet. So weist dieser Kolben 17 zunächst
eine, einem Zylinderboden 46 zugewandte erste Kolbenfläche 47 auf,
die flächenmäßig im wesentlichen gleich
der Querschnittsfläche des Zylinderinnenraumes entspricht.
-
Dieser
Kolbenfläche 47 gegenüberliegend ist an
dem Kolben 17 zentral eine sich koaxial zur Achse x über
das gegenüberliegende Ende des Zylinders 16 hinaus
erstreckende Kolbenstange 48 angeformt, die durchmessermäßig
so gewählt ist, dass sich radial außen, die Kolbenstange 48 umgebend
auf der der Kolbenfläche 47 gegenüberliegenden
Seite des Kolbens 17 eine kreisringförmige Kolbenfläche 49 ergibt, die
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel flächenmäßig
dem 0,5-fachen der gegenüberliegenden Kolbenfläche 47 entspricht.
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Mantelaußenseitig
ist der zweite Kolben 17 mit einer Kolbenringdichtung 50 versehen,
die mit der Innenwandung des zweiten Zylinders 16 dichtend
zusammenwirkt.
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Der
wirksame Zylinderraum 16 weist eine Erstreckungslänge
auf, die etwa dem 4-fachen des Zylinderdurchmessers entspricht.
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Die
Kolbenstange 48 durchsetzt im Bereich des dem Zylinderboden 46 abgewandten
Endes des Zylinders 16 zentral ein Führungs-Einsatzteil 51. Letzteres
ist zylinderendseitig wandungsinnenseitig mit der Zylinderwandung
verschraubt. Zugewandt dem Zylinderraum trägt der Führungs-Einsatz 51 radial
außen eine umlaufende Dichtung 52 zur Abdichtung
des Zylinderraumes nach außen.
-
Radial
innen im Zusammenwirkungsbereich mit der Kolbenstange 48 trägt
der Führungs-Einsatz 51 zwei weitere in Axialrichtung
zueinander beabstandet angeordnete Dichtungen, wobei eine axial
innere, das hießt dem Zylinderraum zugewandte Dichtung
eine Ringdichtung 53 ist und eine axial äußere Dichtung
in Form eines Abstreifelements 54 ausgebildet ist.
-
Das
in der Grundstellung, das heißt bei sich im Bereich des
Zylinderbodens 56 abstützendem zweiten Kolben 17 axial über
den Zylinder 16 bzw. über den Führungs-Einsatz 51 hinaus
stehende freie Ende der Kolbenstange 48 trägt
drehfest einen Funktionskopf 55. Dieser dient in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel zum Ergreifen eines freien Endes des
Meißelschaftes 56 des in dem Meißelhalter 4 gehalterten
Meißels 3.
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Der
Funktionskopf 55 ist zur Fassung des freien Endes des Meißelschaftes 56 klauenartig
gestaltet, so zum Eingriff in eine schaftendseitige Ringnut des
Meißelschaftes 56.
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Der
Funktionskopf 55 ist in einer Werkzeuggrundstellung gemäß den 13 bis 15 aufgenommen
in einem den Funktionskopf 55 zumindest teilweise umfassenden
Stützabschnitt 57. Dieser ist materialeinheitlich,
einstückig aus der Zylinderwandung geformt topfartiger
Gestalt.
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Parallel
ausgerichtet zum Flansch 18, der weiter dem dem Zylinderboden 46 des
zweiten Zylinders abgewandten Zylinderende zugeordnet ist, ist in dem
Stützabschnitt 57 ein in den Linearbewegungsraum
des Funktionskopfes 55 radial eingreifender Nocken 58 befestigt.
Dieser ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gebildet
durch einen Schraubenkopf einer in einen Mantelabschnitt des Stützabschnittes 57 befestigten
Schraube. Der Schraubenkopf bzw. der Nocken 58 wirkt mit
einer keilförmig sich öffnenden axial ausgerichteten
Nut 59 des Funktionskopfes 55 zusammen. Diese
Nut 59 ist nach radial außen hin geöffnet.
Mittels dieser Ausgestaltung ist durch Zusammenwirkung des Nockens 58 und
der Nut 59 bei einer Rückverlagerung des Funktionskopfes 55 in
die Grundposition eine umfangsmäßige Ausrichtung
des Funktionskopfes 55 und über diesen der gesamten
ansonsten nicht drehfesten Kolbenanordnung in dem Arbeitskopf 2 erreichbar,
um so den Funktionskopf 55 aus einer stets gleichen Grundposition
heraus zu betreiben. Durch die sich erweiternde Nut 59 ist
eine Selbstzentrierung in Zusammenwirkung mit dem Nocken 58 erreichbar.
-
Der
zweite Kolben 17 nimmt zentral auf der der Kolbenstange 48 gegenüberliegenden
Seite ein Federelement 60 auf. Hierbei handelt es sich
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um ein Elastomerteil,
welches in einer zentralen, in der Kolbenfläche 47 mündenden
Bohrung 61 gehaltert ist und mit einem Axialmaß von
etwa 1 mm bis 2 mm über die zugeordnete Kolbenfläche 47 übersteht.
-
Über
die freie Federelement-Stirnfläche stützt sich
der zweite Kolben 17 in einer unbelasteten Grundstellung
unter Belassen eines den freien Endabschnitt des Federelementes 60 umgebenden
Ringraumes auf dem zugeordneten Zylinderboden 46 ab.
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Der,
in der dem ersten Kolben 6 zugeordneten Zylinderkopffläche 41 in
der Öffnung 45 mündende Hydraulikweg 43 erstreckt
sich parallel ausgerichtet zur Kolbenachse y stichkanalartig geradlinig
zur Mündung in dem sich zwischen dem zweiten Kolben 17 und
dem Führungs-Einsatz 51 und von der Kolbenstange 48 durchsetzten
Ringraum 62, welcher durch die axial beiderends vorgesehene
Abdichtung im Bereich des zweiten Kolbens 17 und im Bereich des
Führungs-Einsatzes 51 als Druckraum ausgebildet
ist.
-
Der
zweite, in der Öffnung 44 mündende Hydraulikweg 42 durchsetzt
parallel verlaufend zur Achse des zweiten Kolbens 17 die
Zylinderwandung, um endseitig im Bereich des Zylinderbodens 46 über
einen radial nach innen weisenden Querkanal 63 in dem zwischen
Zylinderboden 46 und zweiten Kolben 17 gebildeten
Druckraum 64 auszulaufen.
-
Der
gesamte Arbeitskopf 2 und somit auch der in diesem geführte
Kolben 17 bzw. der Zylinder 26 sind gegenüber
dem Handwerkzeug 1 und somit entsprechend auch gegenüber
dem drehfest in dem Handwerkzeug 1 geführten ersten
Kolben 6 um die Kolbenachse y an dem Kopf 11 schwenkbeweglich gehaltert,
dies in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über
einen begrenzten Schwenkwinkel von etwa 17° bis 18°.
Durch diese Verschwenkbarkeit ist auch eine Relativschwenkverlagerung
der hydraulikwegseitigen Öffnungen 44 und 45 zu
der kolbenseitigen Ausströmöffnung 29 und
der Ablauföffnung 39 erreichbar.
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Die
winkelbegrenzte Schwenkverlagerung ist erreicht durch eine den Flansch 18 radial
durchsetzende Schraube 65, die radial nach innen über
die Flanschinnenwandung hinausragt und dort in einen Ausnehmungsfreischnitt 66 der
Kopfwandung eintaucht. Dieser Ausnehmungsfreischnitt 66 weist
eine in Umfangsrichtung des Kopfes 11 betrachtete Breite auf,
die in Zusammenwirkung mit dem Schraubenende die Relativverschwenkung
von Flansch 18 zum Kopf 11 um den vorbeschriebenen
Winkelbetrag zulässt.
-
Es
ergibt sich folgende Wirkungsweise:
Durch stete Druckerhöhung
in dem Druckraum 13 vor dem ersten Kolben 6 wird
zunächst der erste Kolben 6 linear in dem ersten
Zylinder 10 vorverlagert, dies um das Überlängemaß von
etwa 2 mm des Zylinders 10. Entsprechend wird die Stirnfläche 30 des
ersten Kolbens 6 gegen die zugewandte Zylinderkopffläche 41 gepresst,
womit einerseits die eingestellte Verschwenkstellung von Handwerkzeug 1 und
Arbeitskopf 2 zueinander festgesetzt wird, andererseits
weiter die Abdichtung zwischen erstem Kolben 6 und Zylinderkopffläche 41 erreicht
wird. Die zunächst durchgeführte Vorverlagerung
des ersten Kolbens 6 wird erreicht durch die Wirkung als
Differentialkolben. Die dem Druckraum 13 zugewandte Kolben-Stirnfläche 31 weist
ein größeres wirksames Flächenmaß auf
als die dieser abgewandte Stirnfläche 30, welche
insbesondere um den Flächenanteil der Ablauföffnung 39 und
des Erweiterungsabschnittes 40 flächenmäßig reduziert
ist. Etwaiges sich noch zwischen Stirnfläche 30 und
Zylinderkopffläche 41 befindliches Hydraulikmittel
wird über die Ablauföffnung 39 und den Ablaufkanal 37 in
das Vorratsbehältnis 14 verdrängt.
-
Durch
weitere Druckerhöhung auf der der Stirnfläche 31 zugeordneten
Kolbenfläche wird ein Schwellwert zum Öffnen des
einströmöffnungsseitigen Ventils 34 überschritten.
Dasselbe Hydraulikmittel, das die Vorverlagerung des ersten Kolbens 6 bewirkt,
strömt nach Öffnen des Ventils 34 über
den Einströmkanal 37 durch den ersten Kolben 6 in
Richtung zur Stirnfläche 30, um dort über
in Überdeckung zur Ausströmöffnung 29 gebrachte Öffnungen 44 und/oder 45 in
den zweiten Zylinder 16 zu gelangen.
-
Zur
Vorverlagerung des zweiten Kolbens 17 in dem zweiten Zylinder 16,
das heißt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
zum Ausdrücken des Meißels 3 aus dem
Meißelhalter 4 und entsprechender axialer Auswärtsverlagerung
der den Funktionskopf 55 tragenden Kolbenstange 48,
ist eine Schwenkstellung zwischen Handwerkzeug 1 und Arbeitskopf 2 eingestellt,
in der beide Öffnungen 44 und 45 der
beiden arbeitskopfseitigen Hydraulikwege 42 und 43 strömungsmäßig
in Verbindung stehen mit der Ausströmöffnung 29 des
im ersten Kolben 6 ausgebildeten Einströmkanals 27.
Zufolge dieser Ausgestaltung wird über den Ringraum 62 und
den Druckraum 64 beidseitig des zweiten Kolbens 17 ein
Druck aufgebaut, der mit Bezug auf den zweiten Kolben 17 in
entgegengesetzte Richtungen wirkt. Durch die unterschiedlich wirksamen
Flächengrößen der Kolbenfläche 47 und
der Kolbenfläche 49 wird hierdurch eine gleichmäßige,
gedämpfte Vorverlagerung von Kolben 17, Kolbenstange 48 und über
den Funktionskopf 55 des Meißels 3 aus
dem Meißelhalter 4 erreicht. Weiter ist demzufolge
aufgrund der nur gering erforderlichen Ausrückkräfte
eine hinsichtlich der Querschnittsfläche ausreichend dimensionierte
Kolbenstange 48 erreicht.
-
Im
Zuge dieses Ausdrückvorganges stützt sich der
Arbeitskopf 2 mit seiner rückwärtigen,
dem Zylinderboden 46 zugeordneten Außen-Stirnfläche 67 an
einer Flanke des zur Aufnahme des Arbeitskopfes 2 taschenartig
ausgebildeten Meißelhalters 4 ab (vgl. 16).
-
Zur
Rückverlagerung der Kolbenstange 48, beispielsweise
zum Widereinsetzen des Meißels 3 in den Meißelhalter 4,
wird das Handwerkzeug 1 um die Achse y relativ zu dem Arbeitskopf 2 schwenkverlagert
derart, dass hiernach die Öffnung 45 des Hydraulikweges 43 in Überdeckung
mit der Ausströmöffnung 29 des kolbenseitigen
Einströmkanals 27 und die Öffnung 44 des
Hydraulikweges 42 in Überdeckung zu dem Erweiterungsabschnitt 40 der
Ablauföffnung 39 liegt. Das Hydraulikmittel wirkt
unter Druck entsprechend in dem Ringraum 62 auf die kleinere
Kolbenfläche 49 des zweiten Kolbens 17,
während die hierzu rückwärtige, größere
Kolbenfläche 47 druckfrei ausweichen kann. Das
in dem zugeordneten Druckraum 64 befindliche Hydraulikmittel
wird über den Hydraulikweg 42, die Öffnung 44 und
weiter über den Erweiterungsabschnitt 40 und die
Ablauföffnung 39 zurück in das Vorratsbehältnis 14 gedrückt.
-
Durch
die gewählten Kolbenflächen-Verhältnisse
und der beidseitigen Druckbeaufschlagung der Kolbenflächen 47 und 49 bei
der Vorverlagerung sowie der nur einseitigen Beaufschlagung der
kleineren Kolbenfläche bei der Rückverlagerung
der Kolbenstange 48 verfährt diese sowohl in Vorverlagerungsrichtung
als auch in Rückverlagerungsrichtung mit gleichen Geschwindigkeiten.
-
Bei
der Einzugverlagerung der Kolbenstange 48 stützt
sich der Arbeitskopf 2 stirnseitig mit dem Stützabschnitt 57 auf
der nunmehr zugeordneten Flanke des Meißelhalters 4 ab
(vgl. 20).
-
Zum
Ende der Rückverlagerung der Kolbenstange 48 schlägt
der zweite Kolben mit seinem vorstehenden Federelement 60 gegen
den Zylinderboden 46, was zunächst bei weiterer
Druckbeaufschlagung auf die kleinere Kolbenfläche 49 eine
Komprimierung des Federelements 60 bewirkt. Mit Ausschalten
des Handwerkzeugs 1, bspw. ausgelöst durch das
selbsttätige in Abhängigkeit von einem Druckschwellwert öffnende
Rücklaufventil 12, wird der auf die kleinere Kolbenfläche 49 wirkende
Druck abgebaut, was die anschließende Dekomprimierung des
Federelementes 60 auslöst. Dies hat eine minimale
Axialverlagerung des zweiten Kolbens 17 und über
diesen der Kolbenstange 48 um das Dekomprimierungsmaß des
Federelements 60 von etwa 2 mm zur Folge. Durch die Relativverlagerung
zwischen der sich über den Funktionskopf 55 an
dem Mei ßelschaft 56 abstützenden Kolbenstange 48 und
zweitem Zylinder 16 erfolgt eine, wenngleich auch geringfügige
Beabstandung des Stützabschnittes 57 zur Abstützfläche.
-
Die
beiden vorbeschriebenen Schwenkstellungen zwischen Handwerkzeug 1 und
Arbeitskopf 2 entsprechen den Schwenkendstellungen. Wie
weiter aus der Darstellung in 22 zu
erkennen, wird im Zuge der Schwenkumstellung eine Zwischenschwenkstellung
durchlaufen, in welcher die Öffnung 45 des mit
dem Ringraum 62 verbundenen Hydraulikwegs 43 in
Anschluss steht mit dem Einströmkanal 27 des ersten
Kolbens 6 und die Öffnung 44 des sich zum
Druckraum 64 erstreckenden Hydraulikwegs 42 in
leichter, jedoch funktional ausreichender Überdeckung steht
zu dem Erweiterungsabschnitt 40. In dieser Schwenkzwischenstellung
ist der zweite Kolben 17 in dem Arbeitskopf 2 drucklos.
-
Beim
Ansprechen des automatischen Rücklaufventils 12 wird
das Druckbegrenzungsventil 34 im ersten Kolben 6 durch
das rückströmende Hydraulikmittel gegebenenfalls
in Schließrichtung belastet. Das Ventil 34 kann
in einer Weiterbildung so ausgeformt sein, dass dieses in Schließrichtung
auch bei einem geringen Druck öffnet, also entsprechend
ein in beiden Richtungen wirkendes Druckbegrenzungsventil darstellt.
Alternativ kann auch ein zusätzliches übliches
Rückschlagventil in dem ersten Kolben 6 angeordnet
sein, das den Rückstrom des Hydraulikmittels zulässt.
-
Alle
offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich.
In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt
der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.
-
- 1
- Handwerkzeug
- 2
- Arbeitskopf
- 3
- Meißel
- 4
- Meißelhalter
- 5
- Gehäuse
- 6
- erster
Kolben
- 7
- Griffbereich
- 8
- Akkumulator
- 9
- Pumpenstößel
- 10
- erster
Zylinder
- 11
- Kopf
- 12
- Rücklaufventil
- 13
- Druckraum
- 14
- Vorratsbehältnis
- 15
- Betätigungsschalter
- 16
- zweiter
Zylinder
- 17
- zweiter
Kolben
- 18
- Flansch
- 19
- erweiterter
Abschnitt
- 20
- erweiterter
Abschnitt
- 21
- erweiterter
Abschnitt
- 22
- Ringnute
- 23
- Ringdichtungen
- 24
- Ringraum
- 25
- Ringraum
- 26
- Bohrung
- 27
- Einströmkanal
- 28
- Einströmöffnung
- 29
- Ausströmöffnung
- 30
- Stirnfläche
- 31
- Stirnfläche
- 32
- Axialfortsatz
- 33
- Axialschlitzführung
- 34
- Ventil
- 35
- Kugel
- 36
- Druckfeder
- 37
- Ablaufkanal
- 38
- Querbohrung
- 39
- Ablauföffnung
- 40
- Erweiterungsabschnitt
- 41
- Zylinderkopffläche
- 42
- Hydraulikweg
- 43
- Hydraulikweg
- 44
- Öffnung
- 45
- Öffnung
- 46
- Zylinderboden
- 47
- Kolbenfläche
- 48
- Kolbenstange
- 49
- Kolbenfläche
- 50
- Kolbenringdichtung
- 51
- Führungs-Einsatz
- 52
- Ringdichtung
- 53
- Ringdichtung
- 54
- Abstreifer
- 55
- Funktionskopf
- 56
- Meißelschaft
- 57
- Stützabschnitt
- 58
- Nocken
- 59
- Nut
- 60
- Federelement
- 61
- Bohrung
- 62
- Ringraum
- 63
- Querkanal
- 64
- Druckraum
- 65
- Schraube
- 66
- Ausnehmungsfreischnitt
- 67
- Außen-Stirnfläche
- 68
- Bohrung
- 69
- Schraubstopfen
- A
- Anströmseite
- B
- Abströmseite
- x
- Längsachse
zweiter Kolben
- y
- Langsachse
erster Kolben
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10216213
A1 [0002, 0059]
- - DE 202006001301 U1 [0004]
- - DE 2709946 C2 [0004]