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Motorisch angetriebenes Handwerkzeug zum drehenden Bohren und Drehschlagbohren
Die Erfindung bezieht sich auf ein motorisch angetriebenes Handwerkzeug mit einem
Getriebe zum drerienden Bohren und schlagintensitätsverstellbaren Drehschlagbohren
unter axialem Bohrdruck auf eine längs verschiebbare Bohrspindel.
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Zum Bohren von spröden und harten Materialien, wie Gesteinen, Mauerwerk,
Beton, Fliesen, Kunststeinplatten und dgl., werden im allgemeinen Schlagbohrmaschinen,
beruhend auf dem Ratschenscheibenprinzip, oder elektrische oder pneumatische Bohrhänurer
verwendet. Das Funktionsprinzip derartiger Handwerkzeuge besteht darin, die Energie
eines Antriebemotors in Dreh- bzw.
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Dreh- und Schlagbewegungen umzuwandeln1 welche auf die jeweils in
die Rohrspindel eingesetzten Bohrwerkzeuge oder aber auf die axial verschiebbare
Bohrspindel selbst übertragen werden.
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Es ist ein Getriebe für Bohrhämmer bekannt (Milwaukee Rotary Hammer,
Milwaukee Service Bulletin 634?, Catalog No. 5300), welches mit einem Schlagkörpergewicht
ausgerüstet ist, das von
einem Antriebsmotor über geeignete Ubertragungsmittel
hin- und hergeschleudert wird und mit der kinetischen Energie seiner bewegten Masse
und einer Federkraft auf das in die Bohrspindel eingesetzte Bohrwerkzeug periodisch
aufschlägt und dieses so in das zu bohrende Material hineintreibt. Zur Einstellung
der Schlagintensität weist das Getriebegehäuse einen von außen schwenkbaren Hebel
auf, der über eine Kurvenscheibe die den Aufzugsnocken tragende Vorgelegewelle axial
so verschiebt, daß der Aufzugsnocken den Schlagkörper mehr oder weniger entgegen
einer Feder spannt.
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Diese für den robusten und harten Ilammerbetrieb durchaus genügende
Schlagverstellung weist jedoch den Nachteil auf, daß bedingt durch den pro Vorgelegewellenumdrehung
entstehenden harten Schlag der Bohrhammer erst ab einem Bohrerdurchmesser von in
der Regel 8 mm eingesetzt werden kann. Bei Verwendung kleinerer Durchmesser wirkt
sich der harte Schlag besonders nachteilig auf die Bohrerstandzeit aus. Desweiteren
wirkt sich das Hammerbohrprinzip beim Durchbohren von Fliesen oder Kunststeinplatten
nachteilig aus, da die Fliesen bedingt durch den harten Schlag zerspringen, d.h.,
für derartig feinfühlige Arbeiten mußte der Handwerker stets eine Schlagbohrmaschine
in Anwendung bringen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Handwerkzeug zum drehenden Bohren
und Drehschlagbohren so auszubilden, daß die o.g. Nachteile vermieden werden und
sowohl empfindliche Arbeiten mit kleinen und großen Bohrerdurchmessern als auch
grobe Arbeiten mit großen Bohrerdurchmessern ausgeführt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Getriebegehäuse
sowohl ein Schlagkörper als auch Ratschenscheiben angeordnet sind, der oder die
vom drehenden Bohren ausgehend durch Umschaltung wahlweise mit der Bohrspindel in
Eingriff gebracht werden. Dadurch ist es erstmals möglich, die Schlagenergie in
einem Gerät sowohl mit einem Schlagkörper als auch mit Ratschenscheiben zu erzeugen.
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Ein Ausführungsbeispiel, weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung
sollen anhand der Fig. 1 - 3 näher erläutert werden: Fig. 1 zeigt einen Längs schnitt
durch den Getriebeteil eines Handwerkzeues zum drehenden Bohren und Drehschlagbohren,
wobei 1 das Getriebegehäuse und 2 das zugehörige Lagerschild darstellen. Von der
Ankerwelle 4 des nicht eingezeichneten Antriebsmotors wird über ein Ritzel, das
auf deren Ende angebracht ist, ein Zahnrad 5 bewegt. Dieses wiederum ist fest mit
der Vorgelegewelle 6 verbunden und treibt diese entsprechend dem Zahnradübersetzungsverhältnis
mit an. Die Vorgelegewelle 6 hat die Aufgabe, die Bohrspindel 7 als auch den Schlagkörper
8 anzutreiben. Der Antrieb der Bohrspindel 7 erfolgt über ein an der Vorgelegewelle
6 eingearbeitetes Ritzel 9 und ein in dieses Ritzel eingreifendes Zahnrad 10. Das
Zahnrad 10 seinerseits ist auf dem getriebeseitigen Ende der Bohrspindel 7 über
ein in die Bohrspindel 7 und in das Zahnrad 10 eingearbeitetes Keilwellenprofil
11 axial verschiebbar angeordnet. Der Schlagkörper 8 wird über einen Auf zugsnocken
6', der Bestandteil der Vorgelegewelle 6 ist, gespannt - entgegen der Rückstellkraft
einer auf dem Schlagkörper 8 befindenden wendelförmigen Feder 12 - und je nach Form
der Ausführung nach etwa 2/3 Umdrehung des Aufzugsnockens 6' zum Schlag freigegeben.
Die Lagerung des Schlagkörpers 8 erfolgt einmal durch ein in das Lagerschild 2 eingepreßtes
Lager 13, zum anderen in einer Sackbohrung 7', welche die Bohrspindel 7 an ihrem
getriebeseitigen Ende aufweist, während die Bohrspindel 7 durch ein Nadellager 14
und ein Rillenkugellager 15 geführt wird.
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Erfindungsgemäß weist nun das Getriebegehäuse 1 außer dem Schlagkörper
8 auch noch Ratschenscheiben 16, 17 auf, die im Bereich zwischen Nadellager 14 und
Rillenkugellager 15 angeordnet sind.
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Hierbei ist die Ratschenscheibe 16 auf der sich drehenden Bohrspindel
7 fest aufgebracht, während die Ratschenscheibe 17 fest an einer Stirnseite 18 des
Getriebehalses des Getriebegehäuses 1 angeordnet ist. Desweiteren befindet sich
auf der Bohrspindel
7 noch eine Druckfeder 19, die sich an der Ratschenscheibe
16 und dem Nadellager 14 abstützt und die Aufgabe hat, die axial verschiebbare Bohrspindel
7 stets in ihre unbelastete Ausgangslage zu drücken.
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Folgende Betriebsvarianten können nun an dem Handwerkzeug eingestellt
werden: a) Drehschlagbohren mittels des Schlagkörpers b) Drehbohren c) Drehschlagbohren
mittels der Ratschenscheiben Die Wirkungsweise beim Drehschlagbohren mittels Schlagkörper
ist nun folgende: Die über das Keilwellenprofil 11 mit dem Abtriebszahnrad 10 verbundene
Bohrspindel 7 führt zunächst nur eine Drehbewegung aus.
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Der beim Arbeiten auf die Bohrspindel 7 ausgeübte axiale Druck in
Richtung des Schlagkörpers 8 bringt diese in den Schlagbereich des Schlagkörpers,
so daß der in der Sackbohrung 7' geführte Teil des Schlagkörpers 8 am Boden der
Bohrung aufschlägt, d.h. seine Schlagenergie im Zentrum der Bohrspindel abgibt.
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Wird das Handwerkzeug im reinen Bohrbetrieb verwendet, d.h. die Bohrspindel
7 führt nur eine Drehbewegung aus, so ist eine Schlagabschaltung des Schlagkörpers
8 erforderlich. Diese wird, wie Fig. 2 zeigt, durch einen im Lagerschild 2 fixierten
Schaltbolzen 20 erreicht, der mit einem Schaltstift 21 versehen ist. Wird der von
außen betätigbare Schaltbolzen 20 um 1800 gedreht, so läuft dessen SchaZtstift 21
am Schlagkörper 8 auf, bewegt diesen in Richtung des Notorgehäuses und arretiert
denselben in dieser Stellung. Somit dreht der von der Vorgelegewelle 6 bewegte Aufzugsnocken
6' leer durch - ein Aufziehen des Schlagkörpers 8 wird verhindert.
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Wird nun das Handwerkzeug zum Drehschlagbohren mittels Ratschenscheiben
eingesetzt, so bleibt der Schlagkörper 8 in der wie für das Drehbohren abgeschalteten
Lage. Die Ratschenscheibe 16 und die mit ihr fest verbundene Bohrspindel 7 wird
dann über eine mit einer Führungsnut 22 versehenen Teilhülse 23, in der ein auf
der Ratschenscheibe 17 angeordneter Zylinderstift 24 geführt ist, aus der in Fig.
1 unterhalb der Mittellinie dargestellten Lage in die in Fig. 1 oberhalb der Mittellinie
dargestellten Lage gebracht, d.h., die Ratschenscheibe 16 wird auf die Ratschenscheibe
17 hinbewegt. Wird nun die Bohrspindel 7 durch Aufbringung eines axialen Bohrdrucks
in Richtung Getriebegehäuse axial verschoben, so gelangt die mit der Bohrspindel
7 umlaufende Ratschenscheibe 16 mit der Ratschenscheibe 17 in Eingriff.
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Anhand von Fig. 3 der Zeichnung sollen nun die mit dem erfindungsgemäßen
Handwerkzeug erzielten Vorteile näher erläutert werden, und zwar in Gegenüberstellung
des Drehschlagbohrens mittels Schlagkörper und mittels Ratschenscheiben. Auf der
x-Achse des Diagramms ist der Bohrerdurchmesser und auf der y-Achse die Bohrtiefe
nach einer Bohrzeit von 1 Minute in Beton B 300 dargestellt. Kennlinie I ergibt
sich beim Drehschlagbohren mittels Schlagkörper und Kennlinie II mittels Ratschenscheiben.
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Aus Kennlinie I ist zu entnehmen, daß der Bohrer bei einem Durchmesser
von 6 mm 256 mm tief eindringt, während er beim Schlagbohren gemäß Kennlinie II
175 mm tief eindringt, was einem Bohrleistungsunterschied von 45% entspricht. Diese
Beistungsdifferenz muß aber beim Drehschlagbohren mittels Schlagkörper durch eine
wesentlich kürzere Bohrerstandzeit erkauft werden, d.h., man wird vorteilhafterweise
mit den Ratschenscheiben bohren, um eine große Bohrerstandzeit zu erhalten.
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Anders verhält es sich dagegen beim Drehschlagbohren mit einem Bohrerdurchmesser
von 12 mm, Hier beträgt die Bohrtiefe nach Kennlinie I 155 mm und nach Kennlinie
II 38 mm, was einer Bohrleistungsdifferenz von 30O/o entspricht. Hier wirkt sich
das Drehschlagbohren mittels Schlagkörper sehr vorteilhaft aus, da auch die Bohrerstandzeit
bei diesem Bohrerdurchmesser gewährleistet ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere noch darin, daß
durch den Einbau zweier Schlagbohrsysteme in ein Getriebegehäuse der Handwerker
nicht mehr zwei, sondern nur eine Maschine in Anwendung zu bringen braucht und so
Arbeiten, wie das Drehschlagbohren von Fliesen, Kunststeinplatten usw. gefahrenlos
mit den Ratschenscheiben bohren kann.