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EP1147861B1 - Elektrohandwerkzeuggerät mit Leerschlagabschaltung - Google Patents

Elektrohandwerkzeuggerät mit Leerschlagabschaltung Download PDF

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Publication number
EP1147861B1
EP1147861B1 EP01810350A EP01810350A EP1147861B1 EP 1147861 B1 EP1147861 B1 EP 1147861B1 EP 01810350 A EP01810350 A EP 01810350A EP 01810350 A EP01810350 A EP 01810350A EP 1147861 B1 EP1147861 B1 EP 1147861B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
holding fixture
tool holding
axially
electric hand
tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01810350A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1147861A2 (de
EP1147861A3 (de
Inventor
Hans-Werner Bongers-Ambrosius
Oliver Muhr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP1147861A2 publication Critical patent/EP1147861A2/de
Publication of EP1147861A3 publication Critical patent/EP1147861A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1147861B1 publication Critical patent/EP1147861B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D16/00—Portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/005—Arrangements for adjusting the stroke of the impulse member or for stopping the impact action when the tool is lifted from the working surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2211/00—Details of portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D2211/003—Crossed drill and motor spindles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2211/00—Details of portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D2211/06—Means for driving the impulse member
    • B25D2211/068—Crank-actuated impulse-driving mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/035—Bleeding holes, e.g. in piston guide-sleeves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/131—Idling mode of tools

Definitions

  • the invention refers to an electric hand tool device, for example a hammer drill or a chisel hammer, with a blank stroke deactivation of a pneumatic striking mechanism.
  • Electric hand tool devices with pneumatic percussion use to generate the shock a reciprocating oscillating motion, which is applied to a gas spring between a hollow cylinder in a sealing relative to this movable exciter piston and a distanced in the direction of the tool axis sealingly movable impact means.
  • the impact is advantageously interrupted in the absence of counter-pressure on the axially limited in a tool holder movable tool over a Leerschlagabscnies, which aerates the gas spring via actively controlled valves to the environment and thus prevents the impact generating pressure difference.
  • EP759341A2 discloses a Leertschabscnies for a pneumatic percussion according to the preamble of claim 1 with an axially fixed, hereinafter referred to as a guide tube, hollow cylinder within which an axially movable exciter piston via a gas spring a blow to an axially movable impact means, hereinafter referred to as flying piston executes ,
  • the substantially hollow cylindrical, in the front axial region inside a tool axially limited movable receiving tool holder extends to the axially fixed, rotatable mounting on the rear end face in the axial region of the gas spring and radially includes the guide tube.
  • the tool holder tapers in the interior in three radial stages, the first stage a limiting front axial stop for a return spring, the second stage a front axial stop for an axially and radially limited displaceable annular damping member for an axially between the Tool and the flying piston arranged axially movable striker and the third stage forms a front axial stop for the striker.
  • a control sleeve which is axially movable via valve openings to the gas spring in the jacket of the guide tube and has a rear axial stop on the return pressure spring is arranged radially between the latter and the guide tube.
  • a disadvantage of such an active Leertschabscnies is the necessary for the valve release, in addition to the axial release of the control sleeve additionally required axial free travel of the striker relative to the tool holder. Due to the poor sealing of the anvil against dust entry and oil leakage increases the Schmutzverschleppung. On the other hand, sufficiently effective striker seals additionally increase the overall length and the weight, and shorten the service life of the tool receptacle by reducing the possible tool receptacle engaging webs. The large number of parts required for the idle shutdown leads to a high probability of failure of the pneumatic impact mechanism.
  • DE19724531A1 discloses another generic Leerschlagabscen a pneumatic percussion, in which the tool holder is designed to be limited axially displaceable. In the absence of back pressure of the tool, the tool holder is moved forward by the striker via a formed in the interior of the tool holder radial step or via an attacking in the outside of the tool holder return spring and the valve openings to the gas spring are actively released.
  • the tool holder and the guide tube is designed as a rigid component, which is rotatably mounted and limited axially movable. The return spring ensures safe even with a working direction upwards the dead stop against the weight.
  • the active Leerschlagabscnies is realized via the gas spring spring valve openings of the axially fixed guide tube by means of a biased against a return spring against the housing axially displaceable control sleeve, which includes the outer shell of the guide tube partially.
  • the tool holder is moved forward in the absence of counter-pressure of the tool by the stopper at a stage in the interior of the axially limited movable tool holder, wherein the striker scrapers relative to the tool holder a short axial free travel.
  • the stop for the, now the valve openings opening, control sleeve is formed directly through the tool holder.
  • the control sleeve is rigidly integrated in the component of the tool holder. This requires to achieve the operating point with only for the weight of the tool holder including control sleeve designed return spring only a small amount of force.
  • FIG. 1 as a section through a pneumatic percussion in the empty space, Fig. 2 at the operating point.
  • a Leertschabscen for a pneumatic percussion 1 of an electric hand tool an axially fixed guide tube 2, within which an axially movable excitation piston 3 via a gas spring 4 a blow on an axially movable air piston 5 performs.
  • the essentially hollow cylindrical, in the front The tool holder 6 tapers in the interior in three radial stages, wherein the first stage has a limiting front axial stop for a return compression spring 7, the second stage a front axial Stop for a fixedly fixed in the tool holder 6 annular damping element 8 for an axially disposed between the tool and the flying piston 5 axially movable striker 9 and the third stage forms a front axial stop for the striker 9.
  • FIG. 2 the front position of the operating point and in Fig. 1, the front position is shown during idle. It can be seen in empty space on the gas spring 4 leading valve openings 10 of the axially fixed guide tube 2 by means of a restoring spring 7 against the housing biased axially displaceable to the tool axis A control sleeve 11 realized.
  • the tool holder 6 is moved forward in the absence of back pressure of the tool by the stopper 9 at a stage in the interior of the axially limited movable tool holder 6.
  • a short axial free travel 12 preferably in the region [3; 15] mm, which corresponds to only about 1/3 of the tool holder empty path.
  • the stop for the, now the valve openings 10 opening, control sleeve 11 is formed directly by the tool holder 6, which adjacent to the control sleeve 11 adjacent.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezeichnet ein Elektrohandwerkzeuggerät, bspw. einen Bohrhammer oder einen Meisselhammer, mit Leerschlagabschaltung eines pneumatischen Schlagwerks.
  • Elektrohandwerkzeuggeräte mit pneumatischem Schlagwerk benutzen zur Erzeugung des Schlages eine hin- und hergehende schwingende Bewegung, welche auf eine Gasfeder zwischen einem in einem Hohlzylinder dichtend relativ zu diesem beweglichen Erregerkolben und einem distanzierten in Richtung der Werkzeugachse dichtend beweglichen Schlagmittel aufgebracht wird. Der Schlag wird vorteilhaft bei fehlendem Gegendruck auf das in einer Werkzeugaufnahme axial begrenzt bewegliche Werkzeug über eine Leerschlagabschaltung unterbrochen, welche die Gasfeder über aktiv gesteuerte Ventile zur Umgebung belüftet und somit eine den Schlag erzeugende Druckdifferenz verhindert.
  • Die EP759341A2 offenbart eine Leerschlagabschaltung für ein pneumatisches Schlagwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem axial fixierten, nachfolgend als Führungsrohr bezeichneten, Hohlzylinder, innerhalb welchem ein axial beweglicher Erregerkolben über eine Gasfeder einen Schlag auf ein axial bewegliches Schlagmittel, nachfolgend als Flugkolben bezeichnet, ausführt. Die im wesentlichen hohlzylinderförmige, im vorderen axialen Bereich im Inneren ein Werkzeug axial begrenzt beweglich aufnehmende Werkzeugaufnahme erstreckt sich bis zur axial festen, drehbaren Lagerung an der hinteren Stirnfläche in den axialen Bereich der Gasfeder hinein und umfasst radial das Führungsrohr. Von der hinteren Stirnfläche ausgehend verjüngt sich die Werkzeugaufnahme im Inneren in drei radialen Stufen, wobei die erste Stufe einen begrenzenden vorderen axialen Anschlag für eine Rückstelldruckfeder, die zweite Stufe einen vorderen axialen Anschlag für ein axial und begrenzt radial verschiebbares ringförmiges Dämpfelement für einen axial zwischen dem Werkzeug und dem Flugkolben angeordneten axial beweglichen Döpper und die dritte Stufe einen vorderen axialen Anschlag für den Döpper ausbildet. Im axial hinteren Bereich der Werkzeugaufnahme ist radial zwischen dieser und dem Führungsrohr eine axial über Ventilöffnungen zur Gasfeder im Mantel des Führungsrohrs bewegliche Steuerhülse mit einem hinteren axialen Anschlag an die Rückstelldruckfeder angeordnet.
  • Zur Leerschlagabschaltung ermöglicht bei fehlendem axialen Druck auf das Werkzeug der an der dritten Stufe anschlagende Döpper, über das dann an der zweiten Stufe anschlagende Dämpfungselement, eine von der Rückstelldruckfeder bewirkte axiale Verschiebung der Steuerhülse bis zum Anschlag der Rückstelldruckfeder an der ersten Stufe nach vorn und gibt dadurch aktiv die Ventilöffnungen im Führungsrohr frei, woraufhin keine Druckdifferenz zur Erzeugung eines Schlages aufgebaut werden kann.
  • Nachteilig bei einer derartigen aktiven Leerschlagabschaltung ist der, über den eigentlich für die Ventilfreigabe notwendigen, zur axialen Freigabe der Steuerhülse zusätzlich erforderliche axiale Leerweg des Döppers relativ zur Werkzeugaufnahme. Durch die schlechte Abdichtung des Döppers gegenüber Staubeintritt und Ölaustritt steigt die Schmutzverschleppung. Dagegen ausreichend effektive Döpperdichtungen erhöhen zusätzlich die Baulänge und das Gewicht sowie verkürzen durch Verringerung der möglichen Werkzeugaufnahme-Mitnehmerstege die Lebensdauer der Mitnehmer der Werkzeugaufnahme. Die Vielzahl der für die Leerschlagabschaltung benötigten Teile führt zu einer hohen Versagenswahrscheinlichkeit des pneumatischen Schlagwerks.
  • Die DE19724531A1 offenbart eine weitere gattungsgemässe Leerschlagabschaltung eines pneumatischen Schlagwerks, bei welcher die Werkzeugaufnahme begrenzt axial verschieblich ausgeführt ist. Bei fehlendem Gegendruck des Werkzeuges wird die Werkzeugaufnahme vom Döpper über eine im Inneren der Werkzeugaufnahme ausgebildete radiale Stufe bzw. über eine im Äusseren der Werkzeugaufnahme angreifenden Rückstelldruckfeder nach vorn verschoben und die Ventilöffnungen zur Gasfeder werden aktiv freigegeben. Dazu ist die Werkzeugaufnahme und das Führungsrohr als ein starres Bauteil ausgeführt, welches drehbar und begrenzt axial beweglich gelagert ist. Die Rückstelldruckfeder stellt auch bei einer Arbeitsrichtung nach oben die Leerschlagabschaltung gegen die Gewichtskraft sicher. Nachteilig bei dieser zur aktiven Leerschlagabschaltung mit nur einem für die Ventilfreigabe notwendigen Leerweg des Döppers ist die dazu erforderliche grössere zu bewegende Masse der zusätzlich das Führungsrohr beinhaltenden Werkzeugaufnahme. Diese grössere Masse wirkt sich bezüglich der zur Erreichung des Arbeitspunktes zu überwindenden grösseren Kräfte der Rückstelldruckfeder nachteilig aus, was besonders bei Anwendungen durch den Nutzer über Schulterhöhe einem zusätzlichen unkomfortablen Kraftaufwand bedarf.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Leerschlagabschaltung obiger Gattung aufzuzeigen, welche unter Vermeidung obiger Nachteile insbesondere unter Verwendung einer geringen Rückstellkraft einen möglichst kurzen axialen Leerweg des Döppers relativ zur Werkzeugaufnahme ermöglicht und somit bei hohem Nutzungskomfort die Lebensdauer des pneumatischen Schlagwerks erhöht.
  • Die Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Im wesentlichen wird die aktive Leerschlagabschaltung über zur Gasfeder führende Ventilöffnungen des axial fixierten Führungsrohres mittels einer über eine Rückstelldruckfeder gegen das Gehäuse vorgespannten axial verschiebbaren Steuerhülse realisiert, welche den Mantel des Führungsrohres aussen teilweise umfasst. Dabei wird bei fehlendem Gegendruck des Werkzeugs durch den an einer Stufe im Inneren der axial begrenzt beweglichen Werkzeugaufnahme anschlagenden Döpper die Werkzeugaufnahme nach vorn verschoben, wobei der Döpper relativ zur Werkzeugaufnahme einen kurzen axialen Leerweg überstreicht. Der Anschlag für die, nunmehr die Ventilöffnungen öffnende, Steuerhülse wird direkt durch die Werkzeugaufnahme ausgebildet. Alternativ ist die Steuerhülse starr im Bauteil der Werkzeugaufnahme integriert. Dadurch bedarf es zur Erreichung des Arbeitspunktes mit der nur für das Gewicht der Werkzeugaufnahme einschliesslich Steuerhülse ausgelegten Rückstelldruckfeder nur eines geringen Kraftaufwandes.
  • Vorteilhaft ist zudem, dass sich der Leerweg des Döppers relativ zur Werkzeugaufnahme auf einen Bruchteil des zur Öffnung der Ventilöffnungen erforderlichen Werkzeugaufnahme-Leerwegs reduziert, wodurch der Schmutztransport wesentlich vermindert wird. Zudem kann der durch den verringerten Leerweg zusätzlich zur Verfügung stehende axiale Freibereich zur grösseren Ausbildung der Werkzeugaufnahme-Mitnehmerstege verwendet werden, wodurch die Lebensdauer der Werkzeugaufnahme steigt.
  • Die Einsparung von zusätzlichen Bauteilen zur Leerschlagabschaltung senkt die Herstellungskosten und erhöht die Lebensdauer.
  • Die Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben anhand von Fig. 1 als Schnitt durch ein pneumatisches Schlagwerk im Leerschlag, Fig. 2 im Arbeitspunkt.
  • Nach Fig. 1 und 2 weist eine Leerschlagabschaltung für ein pneumatisches Schlagwerk 1 eines Elektrohandwerkzeuggerätes ein axial fixiertes Führungsrohr 2 auf, innerhalb welchem ein axial beweglicher Erregerkolben 3 über eine Gasfeder 4 einen Schlag auf einen axial beweglichen Flugkolben 5 ausführt. Die im wesentlichen hohlzylinderförmige, im vorderen axialen Bereich im Inneren ein Werkzeug axial begrenzt beweglich aufnehmende Werkzeugaufnahme 6 umfasst radial das Führungsrohr 2. Die Werkzeugaufnahme 6 verjüngt sich im Inneren in drei radialen Stufen, wobei die erste Stufe einen begrenzenden vorderen axialen Anschlag für eine Rückstelldruckfeder 7, die zweite Stufe einen vorderen axialen Anschlag für ein fest in der Werkzeugaufnahme 6 fixiertes ringförmiges Dämpfelement 8 für einen axial zwischen dem Werkzeug und dem Flugkolben 5 angeordneten axial beweglichen Döpper 9 und die dritte Stufe einen vorderen axialen Anschlag für den Döpper 9 ausbildet. Im axial hinteren Bereich der Werkzeugaufnahme 6 ist radial zwischen dieser und dem Führungsrohr 2 eine axial über Ventilöffnungen 10 zur Gasfeder 4 im Mantel des Führungsrohrs 2 hinweg bewegliche Steuerhülse 11 mit einem axialen Anschlag für die Rückstelldruckfeder 7 angeordnet.
  • In Fig. 2 ist die vordere Stellung des Arbeitspunkts und in Fig. 1 die vordere Stellung beim Leerschlag dargestellt. Ersichtlich wird beim Leerschlag über zur Gasfeder 4 führende Ventilöffnungen 10 des axial fixierten Führungsrohres 2 mittels einer über eine Rückstelldruckfeder 7 gegen das Gehäuse vorgespannten axial zur Werkzeugachse A verschiebbaren Steuerhülse 11 realisiert. Dabei wird bei fehlendem Gegendruck des Werkzeugs durch den an einer Stufe im Inneren der axial begrenzt beweglichen Werkzeugaufnahme 6 anschlagenden Döpper 9 die Werkzeugaufnahme 6 nach vorn verschoben. Dazu überstreicht vom Arbeitspunkt zum Leerschlag der Döpper 9 relativ zur Werkzeugaufnahme 6 einen kurzen axialen Leerweg 12, vorzugsweise im Bereich [3; 15] mm, welcher damit nur etwa 1/3 des Werkzeugaufnahme-Leerwegs entspricht. Der Anschlag für die, nunmehr die Ventilöffnungen 10 öffnende, Steuerhülse 11 wird direkt durch die Werkzeugaufnahme 6 ausgebildet, welche an die Steuerhülse 11 benachbart angrenzt.

Claims (5)

  1. Elektrohandwerkzeuggerät, das zumindest eine Schlagbewegung abgibt, mit einer Leerschlagabschaltung für ein pneumatisches Schlagwerk (1) mit einem axial fixierten Führungsrohr (2), innerhalb dessen ein axial beweglicher Erregerkolben (3) über eine Gasfeder (4) einen Schlag auf einen axial beweglichen Flugkolben (5) ausführt, wobei zur Leerschlagabschaltung zu der Gasfeder (4) führende Ventilöffnungen (10) des axial fixierten Führungsrohres (2) von einer über eine Rückstelldruckfeder (7) vorgespannten, axial verschiebbaren Steuerhülse (11) freilegbar sind, und einem im Inneren einer Werkzeugaufnahme (6) anschlagenden Döpper (9), wobei zumindest in einem axialen Teilbereich die Werkzeugaufnahme (6) das Führungsrohr (2) zumindest teilweise radial aussen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (6) axial begrenzt beweglich gelagert ist und dass die axial verschiebbare Steuerhülse (11) der Werkzeugaufnahme (6) angrenzend benachbart ist.
  2. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial verschiebbare Steuerhülse (11) mit der Werkzeugaufnahme (6) starr verbunden ist.
  3. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Leerweg (12) des Döppers (9) relativ zur Werkzeugaufnahme (6) eine Länge von etwa 1/3 des Werkzeugaufnahme-Leerwegs aufweist.
  4. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung des Arbeitspunktes mit geringem Kraftaufwand die Rückstelldruckfeder (7) nur zur Kompensation des Gewichts der Werkzeugaufnahme (6) zuzüglich einer optional vorhandenen Steuerhülse (11) ausgelegt ist.
  5. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Werkzeugaufnahme-Mitnehmersteg über einen durch den verringerten Leerweg (12) zusätzlich zur Verfügung stehenden axialen Freibereich erstrecken.
EP01810350A 2000-04-18 2001-04-09 Elektrohandwerkzeuggerät mit Leerschlagabschaltung Expired - Lifetime EP1147861B1 (de)

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