DE10106034A1 - Bohr- und/oder Meißelhammer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit einem Schlagwerk (14) und einer Kupplungsvorrichtung (12, 100), die zur Herstellung und Unterbrechung einer Antriebsverbindung (16, 102) des Schlagwerks (14) ein- und auskuppelbar ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Kupplungsvorrichtung (12, 100) eine Synchronisiervorrichtung (18, 112) mit einem ein Antriebsmoment übertragenden Rastmechanismus (20, 110) besitzt, der bei einem Synchronisiervorgang zumindest zwei korrespondierende Rastelemente (22, 24, 108) aufweist, wobei zumindest eines der Rastelemente (22) bei einem Überrastmoment gegen eine Federkraft eines Federelements (26, 116) aus seiner Raststellung bewegbar ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Bohr- und/oder Meißelhammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Bohr- und/oder Meißelhämmer mit pneumatischen Schlag­ werken bekannt, die über eine mechanische Reibkupplung akti­ viert bzw. deaktiviert werden können. Wird der Bohr- und/oder Meißelhammer mit einem Werkzeug gegen eine Bearbeitungsober­ fläche gedrückt, wird eine das Werkzeug haltende Werkzeughal­ terung in Richtung eines Bedieners in ein Gehäuse des Bohr- und/oder Meißelhammers geführt. Dabei kommen konische Reib­ flächen der Reibkupplung in Anlage und das pneumatische Schlagwerk wird über einen Kraftschluß angetrieben. Das Schlagwerk erzeugt während des Betriebs mit einem in einem Zylinder geführten, in axialer Richtung bewegbaren Kolben ein Druckluftpolster, das einen Schläger in axiale Richtung auf einen Schlagbolzen beschleunigt. Der Schläger schlägt auf den Schlagbolzen, der dadurch einen Impuls erfährt. Der Impuls wird an das in der Werkzeughalterung befindliche Werkzeug weitergeleitet.

Wird der Bohr- und/oder Schlaghammer mit dem Werkzeug von der Bearbeitungsoberfläche abgehoben, werden die Reibflächen der Reibkupplung durch eine sogenannte Leerlauffeder getrennt, und die Antriebsverbindung des Schlagwerks wird unterbrochen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit ei­ nem Schlagwerk und einer Kupplungsvorrichtung, die zur Her­ stellung und Unterbrechung einer Antriebsverbindung des Schlagwerks ein- und auskuppelbar ist.

Es wird vorgeschlagen, daß die Kupplungsvorrichtung eine Syn­ chronisiervorrichtung mit einem ein Antriebsmoment übertra­ genden Rastmechanismus besitzt, der bei einem Synchronisier­ vorgang zumindest zwei korrespondierende Rastelemente auf­ weist, wobei zumindest eines der Rastelemente bei einem Über­ rastmoment gegen eine Federkraft eines Federelements aus sei­ ner Raststellung bewegbar ist. Mit dem Rastmechanismus kann durch einen ausrastbaren Formschluß eine vorteilhafte Syn­ chronisiervorrichtung geschaffen werden, die bereits bei ei­ ner geringen Kupplungskraft ein relativ großes Drehmoment übertragen kann. Aufgrund der geringen erforderlichen Kupp­ lungskraft kann eine besonders komfortable Handwerkzeugma­ schine erreicht werden, die bereits mit einer kleinen Bedien­ kraft in ihre Arbeitsstellung führbar ist.

Es kann vorteilhaft durch den ausrastbaren Formschluß über einen kurzen Weg eine Synchronisierung erreicht werden, die weitgehend unabhängig von einer Viskosität eines in der Kupp­ lungsvorrichtung verwendeten Schmiermittels ist. Ferner ist mit der Synchronisiervorrichtung ein gedämpftes Einkuppeln erreichbar, und es kann eine Kupplungsvorrichtung mit einem geringen Verschleiß erreicht werden.

Vorteilhaft ist das gegen eine Federkraft bewegbare Rastele­ ment von einem Wälzkörper und das mit dem als Wälzkörper aus­ gebildeten Rastelement korrespondierende Rastelement von ei­ ner Ausnehmung gebildet. Der Wälzkörper kann beispielsweise von einer Kugel, einer Walze, einer Tonne usw. gebildet sein. Die Rastelemente können beim Überrasten abwälzen, und der Verschleiß kann verringert werden. Die Ausnehmung kann beson­ ders auf das Abwälzen des Wälzkörpers angepaßt werden, und es ist eine gleichmäßige und verschleißarme Synchronisation er­ reichbar. Beim Einsatz von als Walzen ausgebildeten Wälzkör­ pern können große Übertragungsflächen erreicht werden, und es sind im Vergleich zu Kugeln größere Drehmomente übertragbar, wohingegen mit Kugeln vorteilhaft eine Abwälzbewegung in mehr als zwei Richtungen erreicht und ein Verkannten vermieden werden kann. Grundsätzlich können jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Rastelemente eingesetzt werden, wie z. B. Gleitsteine usw.

Hinsichtlich einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das als Wälzkörper ausgebildete Rastele­ ment gegen eine Ringfeder aus seiner Raststellung bewegbar ist. Es ist eine einfache und platzsparende Konstruktion mit nur einem Federelement erreichbar. Die Ringfeder kann verschiedenartig ausgeführt sein, beispielsweise als Einzelfeder mit einer Verdrehsicherung, als Einzelfeder ohne Verdrehsi­ cherung und mit einem entsprechend gestalteten Schlitz, der trotz gespannter Feder ein Entweichen der als Wälzkörper aus­ gebildeten Rastelemente verhindert, oder als Federpaket, wo­ durch vorteilhaft eine große Federkraft mit einer kleinen Fe­ derspannung erreicht werden kann.

Wird das Rastelement zu Beginn des Synchronisiervorgangs ent­ lang einer Konusfläche gegen die Ringfeder verschoben, kann mit einer kleinen Axialkraft eine große Radialkraft und damit eine große Synchronisierkraft erzielt werden. Dabei kann die Konusfläche und/oder das Rastelement mit der Ringfeder axial bewegbar gelagert ausgeführt sein. Mit der Konusfläche ist eine Übersetzung der Axialkraft erreichbar, und zwar indem eine größere axiale Bewegung mit einer kleineren Axialkraft in eine kleinere radiale Bewegung mit einer größeren Radial­ kraft umgewandelt werden kann. Ferner kann das als Wälzkörper ausgebildete Rastelement mit einer kontinuierlichen Bewegung in das als Ausnehmung ausgebildete Rastelement geführt wer­ den, und es ist eine gleichmäßige Beschleunigung und ein vor­ teilhaftes Einkuppeln erreichbar. Vorzugsweise besitzt das als Ausnehmung ausgebildete Rastelement eine kalottenförmige Querschnittsfläche.

Vorteilhaft ist die Konusfläche an ein Ende eines auf einer antreibbaren Welle drehfest und axial verschiebbaren Bauteils angeformt, und ein als Ausnehmung ausgebildetes Rastelement erstreckt sich in die Konusfläche. Die Synchronisiervorrich­ tung kann platzsparend, konstruktiv einfach und mit wenigen zusätzlichen Bauteilen realisiert werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß zu Beginn des Synchronisiervorgangs das Raste­ lement entlang der Konusfläche radial nach außen führbar ist. Ein vorhandener Bauraum in radialer Richtung nach außen kann vorteilhaft genutzt und es kann eine große, toleranzarme Fe­ der benutzt werden. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, die Rastelemente radial außerhalb einer Ringfeder anzuordnen und radial nach innen gegen die Ringfeder bewegbar auszufüh­ ren.

Ist ein einen Impuls des Schlagwerks übertragendes Bauteil mit dem verschiebbaren Bauteil über eine Verbindung verbun­ den, die zumindest eine Kraft in Impulsrichtung überträgt, kann der Impuls zum Erreichen der Leerlaufstellung genutzt und eine Rückstellfeder bzw. eine Leerlauffeder kann in ihrer Wirkung unterstützt werden. Vorteilhaft kann die Rückstellfe­ der kleiner ausgeführt werden als bei einer herkömmlichen Einrückkupplung, und es kann eine kleine Bedienkraft und ein hoher Komfort erreicht werden.

Ferner wird vorgeschlagen, daß ein Fußinnenkreis von zumin­ dest zwei als Ausnehmungen ausgebildeten Rastelementen einen gleichen Durchmesser aufweist, wie ein Fußinnenkreis der als Wälzkörper ausgebildeten Rastelemente in einer Leerlaufstel­ lung. Im Stillstand können die Wälzkörper ungehindert, ohne die Feder zu belasten, in die Ausnehmungen geführt und es kann ein einfaches Ein- und Auskuppeln erreicht werden. Fer­ ner kann insbesondere erreicht werden, daß während einer Ar­ beitsstellung die Ringfeder unbelastet ist.

Hinsichtlich einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Rastelement von einer Kugel gebildet ist, die auf einem auf einer antreibbaren Welle axial gegen eine Feder verschiebbaren Konusring abgestützt ist. Die Feder kann die Funktion einer Synchronisierfeder und einer Leer­ lauffeder übernehmen und zusätzliche Bauteile, Bauraum, Ge­ wicht und Kosten können eingespart werden. Mit dem Konusring ist eine Übersetzung erreichbar, mit der eine geringe Axial­ kraft in eine große Radialkraft und eine große Synchronisier­ kraft übersetzbar ist.

Wird der Konusring bei hergestellter Antriebsverbindung in axialer Richtung durch einen Anschlag fixiert, kann das Rast­ element zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung ge­ nutzt und zusätzliche Formschlußelemente können eingespart werden.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das als Kugel ausgebildete Rastelement radial nach innen auf dem verschiebbaren Konus­ ring abgestützt ist und radial nach außen mit dem als Ausneh­ mung ausgebildeten korrespondierenden Rastelement in Wirkver­ bindung bringbar ist. Ein vorhandener Bauraum in radialer Richtung nach außen kann vorteilhaft genutzt werden. Grund­ sätzlich ist jedoch auch denkbar, daß die Rastelemente radial nach außen auf einem axial verschiebbaren Konusring abge­ stützt sind.

Ist das Rastelement in einem Teil eines Antriebselements ins­ besondere eines Antriebslagers des Schlagwerks gelagert, kön­ nen vorhandene Bauteile genutzt und zusätzliche Bauteile, Bauraum und Kosten eingespart werden.

Sind an die Kupplungsvorrichtung Formschlußelemente ange­ formt, die nach dem Synchronisiervorgang neben dem Rastmecha­ nismus in Eingriff kommen, kann der Rastmechanismus während des Betriebs entlastet und der Verschleiß der Rastelemente reduziert werden.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe­ schreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibungen und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombinati­ on. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Bohr- und Mei­ ßelhammer,

Fig. 2 eine Kupplungsvorrichtung des Bohr- und Mei­ ßelhammers aus Fig. 1 in einer Leerlaufstel­ lung,

Fig. 3 die Kupplungsvorrichtung aus Fig. 2 während einer Synchronisierung,

Fig. 4 die Kupplungsvorrichtung aus Fig. 2 in einer Schlagbohrstellung,

Fig. 5 ein Kupplungselement der Kupplungsvorrichtung aus Fig. 2 schräg von oben,

Fig. 6 einen Teilschnitt durch einen Bohr- und Mei­ ßelhammer mit einer alternativen Kupplungsvor­ richtung,

Fig. 7 die Kupplungsvorrichtung aus Fig. 6 in einer Leerlaufstellung,

Fig. 8 die Kupplungsvorrichtung aus Fig. 6 während einer Synchronisierung,

Fig. 9 die Kupplungsvorrichtung aus Fig. 6 in einer Schlagbohrstellung,

Fig. 10 ein Kupplungselement der Kupplungsvorrichtung aus Fig. 6 in axialer Richtung und

Fig. 11 eine zu Fig. 6 alternative Kupplungsvorrich­ tung mit zusätzlichen Formschlußelementen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch einen Bohr- und Meißel­ hammer mit einem in einem Gehäuse 10 angeordneten, nicht nä­ her dargestellten Elektromotor, der eine Antriebswelle 52 aufweist. An die Antriebswelle 52 ist ein Ritzel angeformt, das mit einem auf einer zur Antriebswelle 52 parallel verlau­ fenden Welle 30 angeordneten Festrad 118 kämmt. Die Welle 30 besitzt auf einer einer Werkzeughalterung 54 zugewandten Sei­ te ein angeformtes Zahnrad 56, über das die Welle 30 mit ei­ nem auf einem Hammerrohr 60 angeordneten Zahnrad 58 kämmt. Das Zahnrad 58 ist drehbar auf dem Hammerrohr 60 gelagert und ist über Wälzkörper einer Überrastkupplung 62 mit einer dreh­ fest auf dem Hammerrohr 60 angeordneten Rastscheibe 64 verbunden. Das Hammerrohr 60 ist wiederum drehfest mit der Werk­ zeughalterung 54 verbunden.

Auf der Welle 30 ist ein Schlagwerk 14 mit einem Antriebsla­ ger 74 drehbar gelagert. Ferner ist auf der Welle 30 eine Kupplungsvorrichtung 12 gelagert, die zur Herstellung und Un­ terbrechung einer Antriebsverbindung 16 des Schlagwerks 14 ein- und auskuppelbar ist. Die Kupplungsvorrichtung 12 be­ sitzt auf der der Werkzeughalterung 54 abgewandten Seite des Zahnrads 56 ein auf der Welle 30 axial verschiebbares und drehfest gelagertes erstes Kupplungselement 32. Das erste Kupplungselement 32 besitzt an seinem der Werkzeughalterung 54 zugewandten Ende eine Innenverzahnung, mit der das erste Kupplungselement 32 drehfest und axial verschiebbar auf dem Zahnrad 56 geführt ist. An einem der Werkzeughalterung 54 ab­ gewandten Ende ist an einen Außenumfang des ersten Kupplungs­ elements 32 ein Teil einer Synchronisiervorrichtung 18 ange­ formt, und zwar eine Konusfläche 28, deren Durchmesser in Richtung Werkzeughalterung 54 zunimmt (Fig. 1 bis 5). Anstatt einer Konusfläche können auch andere, dem Fachmann als sinn­ voll erscheinende Flächen angeformt sein, beispielsweise kon­ vexe und/oder konkave Flächen, deren Durchmesser vorzugsweise in Richtung Werkzeughalterung zunehmen. Durch die Ausgestal­ tung der Fläche kann vorteilhaft das Synchronisierverhalten beeinflußt werden.

In der Konusfläche 28 beginnen, sich in Richtung der Werk­ zeughalterung 54 erstreckende, als Ausnehmungen ausgebildete Rastelemente 24 eines Rastmechanismus 20 der Synchronisier­ vorrichtung 18 (Fig. 1 und 5). Die als Ausnehmungen ausgebil­ deten Rastelemente 24 besitzen eine kalottenförmige Querschnittsfläche. Um ein weiches Einkuppeln zu erreichen, sind die Übergänge in Umfangsrichtung in die Ausnehmungen im Be­ reich der Konusfläche 28 abgerundet (Fig. 5).

Das erste Kupplungselement 32 ragt mit seinem der Werkzeug­ halterung 54 abgewandten Ende in ein zweites, korrespondie­ rendes Kupplungselement 44, das zudem einen Teil des An­ triebslagers 74 des Schlagwerks 14 bildet. Im zweiten Kupp­ lungselement 44 sind als Kugeln ausgebildete Rastelemente 22 des Rastmechanismus 20 in mehreren über den Umfang verteil­ ten, radial verlaufenden Bohrungen gelagert. In einer Leer­ laufstellung des Bohr- und Meißelhammers ragen die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 mit einem Teil radial nach in­ nen über einen Innenumfang des zweiten Kupplungselements 44 und sind dabei jeweils an einem in den Bohrungen angeformten Bund radial nach innen abgestützt. Die als Kugeln ausgebilde­ ten Rastelemente 22 bilden einen Fußinnenkreis 36, der den­ selben Durchmesser aufweist wie ein Fußinnenkreis 34 der als Ausnehmungen ausgebildeten Rastelemente 24 (Fig. 1 bis 4) Ferner stimmt die Anzahl der Kugeln mit der Anzahl der Aus­ nehmungen überein, so daß das erste und das zweite Kupplungs­ element 32, 44 im Stillstand des Bohr- und Meißelhammers kraftfrei gefügt werden können.

Die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 sind radial nach außen von einer Ringfeder 26 umgeben. Insbesondere über die Gestaltung der als Ausnehmungen ausgebildeten Rastelemente 24 und über die Ringfeder 26 kann das Synchronisationsverhalten eingestellt werden. In den Fig. 2 bis 4 ist ein Einkuppelvor­ gang der Kupplungsvorrichtung 12 dargestellt. Wird der Bohr- und Meißelhammer mit einem nicht näher dargestellten Werkzeug gegen eine Bearbeitungsoberfläche gedrückt, wird eine Reakti­ onskraft von der Werkzeughalterung 54 über einen Sicherungs­ ring 38, über das Hammerrohr 60, über einen Sicherungsring 40 auf die Rastscheibe 64 und von der Rastscheibe 64 über eine formschlüssige Verbindung 76 auf das erste Kupplungselement 32 übertragen, und insbesondere werden die Bauteile 32, 54, 60, 64 weiter in das Gehäuse 10 eingeschoben. An einen Außen­ umfang der Rastscheibe 64 ist eine Ringnut 70 angeformt, in die ein an das erste Kupplungselement 32 angeformter Bund 72 eingreift. Die Ringnut 70 und der Bund 72 bilden die form­ schlüssige Verbindung 76 in axialer Richtung zwischen der Rastscheibe 64 und dem ersten Kupplungselement 32 (Fig. 1).

Über die Rastscheibe 64 und über die Verbindung 76 wird das erste Kupplungselement 32 in das zweite Kupplungselement 44 entgegen einer Leerlauffeder 68 eingeschoben. Die als Schrau­ bendruckfeder ausgebildete Leerlauffeder 68 ist auf der Welle 30 angeordnet und stützt sich mit ihrem der Werkzeughalterung 54 abgewandten Ende über einen Abstützring 78 und einen in einer Ringnut der Welle 30 befestigten Sicherungsring 42 an der Welle 30 ab. Mit ihrem der Werkzeughalterung 54 zugewand­ ten Ende ragt die Leerlauffeder 68 axial in eine ringförmige Ausnehmung zwischen dem ersten Kupplungselement 32 und der Welle 30 und wirkt auf einen an das erste Kupplungselement 32 angeformten Anschlag mit einer Druckkraft in Richtung der Werkzeughalterung 54.

Die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 werden zu Beginn des Synchronisiervorgangs entlang der Konusfläche 28 radial nach außen gegen die Ringfeder 26 verschoben (Fig. 2 und 3). Dabei kommen die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 mit den als Ausnehmungen ausgebildeten Rastelementen 24 in Wirk­ verbindung. Es wird ein ausrastbarer Formschluß erreicht, in­ dem die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 während des Synchronisiervorgangs aus ihren Raststellungen, und zwar aus den als Ausnehmungen ausgebildeten Rastelementen 24, entgegen der Ringfeder 26 bei einem Überrastmoment radial nach außen ausrasten können (Fig. 3). Das erste Kupplungselement 32 be­ schleunigt über den ausrastbaren Formschluß das zweite Kupp­ lungselement 44, wobei nach der Konusfläche 28 ein maximales Drehmoment des Rastmechanismus 20 erzielt wird.

Nach einer Synchronisation des ersten und des zweiten Kupp­ lungselements 32, 44 kommen an das erste Kupplungselement 32 angeformte, sich axial in Richtung zum zweiten Kupplungsele­ ment 44 erstreckende, klauenartige Formschlußelemente 48 mit entsprechend ausgestalteten, an das zweite Kupplungselement 44 angeformten, sich axial in Richtung zum ersten Kupplungs­ element 32 erstreckenden, klauenartigen Formschlußelementen 50 in Eingriff. Der Rastmechanismus 20 wird überbrückt, und das Schlagwerk 14 wird über die Formschlußelemente 48, 50 an­ getrieben (Fig. 4). Übersteigt während des Betriebs das An­ triebsmoment einen zulässigen Wert, wird das Zahnrad 58 ent­ gegen einer Überrastfeder 66 in axialer Richtung zur Werk­ zeughalterung 54 ausgelenkt und die Antriebsverbindung des Werkzeugs zum Elektromotor unterbrochen. Fig. 1 und 4 zeigen den Bohr- und Meißelhammer bzw. die Kupplungsvorrichtung 12 in einer Schlagbohrstellung.

Wird der Bohr- und Meißelhammer von der Bearbeitungsoberflä­ che abgehoben, wird von der Leerlauffeder 68 das erste Kupp­ lungselement 32 über die Verbindung 76 die Rastscheibe 64, über den Sicherungsring 40 das Hammerrohr 60 und über den Si­ cherungsring 38 die Werkzeughalterung 54 in ihre Ausgangs­ stellung axial in Richtung der Bearbeitungsoberfläche ver­ schoben. Die Leerlauffeder 68 wird dabei in ihrer Wirkweise durch einen Leerlaufschlag eines im Hammerrohr 60 geführten Schlägers 80 unterstützt, und zwar indem ein Impuls des Schlägers 80 über einen Döpper 46, über die Werkzeughalterung 54, das Hammerrohr 60, die Rastscheibe 64 und über die Ver­ bindung 76 auf das erste Kupplungselement 32 übertragen wird.

In den Fig. 6 bis 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer alternativen Kupplungsvorrichtung 100 dargestellt. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Ferner kann bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 5 verwiesen werden.

Auf einer Welle 30 ist ein Schlagwerk 14 mit einem Antriebs­ lager 74 drehbar gelagert. Ferner ist auf der Welle 30 eine Kupplungsvorrichtung 100 gelagert, die zur Herstellung und Unterbrechung einer Antriebsverbindung 102 des Schlagwerks 14 ein- und auskuppelbar ist. Die Kupplungsvorrichtung 100 be­ sitzt auf der einer Werkzeughalterung 54 abgewandten Seite eines Zahnrads 56 ein auf der Welle 30 axial verschiebbares und drehfest gelagertes erstes Kupplungselement 104. Das er­ ste Kupplungselement 104 besitzt an seinem der Werkzeughalte­ rung 54 zugewandten Ende eine Innenverzahnung, mit der das erste Kupplungselement 104 drehfest und axial verschiebbar auf dem Zahnrad 56 geführt ist (Fig. 6).

An das erste Kupplungselement 104 ist an seiner der Werkzeug­ halterung 54 abgewandten Seite eine Hülse 106 angeformt, die über ein zweites, korrespondierendes Kupplungselement 122 greift. Das zweite Kupplungselement 122 bildet einen Teil des Antriebslagers 74 des Schlagwerks 14.

Die Hülse 106 weist an ihrem Innenumfang als Ausnehmungen ausgebildete Rastelemente 108 eines Rastmechanismus 110 einer Synchronisiervorrichtung 112 auf. Die Rastelemente 108 laufen zu einem der Werkzeughalterung 54 abgewandten Ende schräg ra­ dial nach außen aus bzw. besitzen eine abnehmende Tiefe, und in einem letzten Bereich vor dem der Werkzeughalterung 54 ab­ gewandten Ende besitzt die Hülse 106 einen einem Fußkreis 126 der Rastelemente 108 entsprechenden Innendurchmesser (Fig. 10). Die Rastelemente 108 besitzen eine kalottenförmige Quer­ schnittsfläche.

Radial innerhalb der Hülse 106 ist ein auf der Welle 30 dreh­ fest und in axialer Richtung verschiebbarer Konusring 114 ge­ lagert. Der Konusring 114 ist auf einer der Werkzeughalterung 54 zugewandten Seite gegen eine Feder 116 verschiebbar. In die von der Werkzeughalterung 54 entgegengesetzte Richtung ist der Konusring 114 über einen in einer Ringnut der Welle 30 befestigten Sicherungsring 120 an der Welle 30 abgestützt. Die Feder 116 wird von einer Schraubendruckfeder gebildet, die einen in Richtung der Werkzeughalterung 54 zunehmenden Durchmesser aufweist und ist zwischen dem ersten Kupplungs­ element 104 und dem Konusring 114 angeordnet. Die Feder 116 stützt sich mit ihrem der Werkzeughalterung 54 zugewandten Ende in einer ringförmigen Ausnehmung an einem Bund des er­ sten Kupplungselements 104 ab. An ihrem der Werkzeughalterung 54 abgewandten Ende ist die Feder 166 am Konusring 114 abge­ stützt (Fig. 6 bis 10). Über die Wahl der Feder 116, einen Konuswinkel des Konusrings 114 und über die als Ausnehmungen ausgebildeten Rastelemente 108, insbesondere über einen Über­ gang in die Ausnehmungen, kann das Synchonisationsverhalten eingestellt werden.

Im zweiten Kupplungselement 122 sind als Kugeln ausgebildete Rastelemente 22 des Rastmechanismus 110 in mehreren über den Umfang verteilten, radial verlaufenden Bohrungen gelagert. Die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 ragen mit einem Teil radial nach innen über einen Innenumfang des zweiten Kupplungselements 122 und sind dabei auf dem gegen die Feder 116 verschiebbaren Konusring 114 nach innen abgestützt (Fig. 6 bis 9).

In der Fig. 7 ist die Kupplungsvorrichtung 100 im ausgekup­ pelten Zustand dargestellt. Wird der Bohr- und Meißelhammer mit einem nicht näher dargestellten Werkzeug gegen eine Bear­ beitungsoberfläche gedrückt, wird eine Reaktionskraft von der Werkzeughalterung 54 über einen Sicherungsring 38, über das Hammerrohr 60 und über einen Sicherungsring 40 auf die Rast­ scheibe 64 und von der Rastscheibe 64 über eine formschlüssi­ ge Verbindung 76 auf das erste Kupplungselement 104 übertra­ gen, und insbesondere die Bauteile 54, 60, 64 und 104 werden weiter in das Gehäuse 10 eingeschoben. An einen Außenumfang der Rastscheibe 64 ist eine Ringnut 70 angeformt, in die ein an das erste Kupplungselement 104 angeformter Bund 72 ein­ greift. Die Ringnut 70 und der Bund 72 bilden die formschlüs­ sige Verbindung 76 in axialer Richtung zwischen der Rast­ scheibe 64 und dem ersten Kupplungselement 104.

Das erste Kupplungselement 104 wird entgegen der Feder 116 über das zweite Kupplungselement 122 geschoben. Die Feder 116 wird vorgespannt und überträgt die axiale Bewegung des ersten Kupplungselements 104 mit einer Druckkraft auf den Konusring 114. Die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 werden durch den Konusring 114 radial nach außen gegen die Hülse 106 des ersten Kupplungselements 104 gedrängt (Fig. 8).

Durch die axiale Bewegung des ersten Kupplungselements 104 in Richtung Schlagwerk 14 kommen die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 mit den als Ausnehmungen ausgebildeten Raste­ lementen 108 des ersten Kupplungselements 104 in Wirkverbin­ dung. Es wird ein ausrastbarer Formschluß erreicht, indem die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 während des Synchro­ nisiervorgangs aus ihren Raststellungen, und zwar aus den als Ausnehmungen ausgebildeten Rastelementen 108 entgegen den Ko­ nusring 114 bei einem Überrastmoment radial nach innen ausra­ sten können, und der Konusring 114 gegen die Feder 116 in Richtung der Werkzeughalterung 54 verschoben werden kann. Das erste Kupplungselement 104 beschleunigt über den ausrastbaren Formschluß das zweite Kupplungselement 122 (Fig. 8).

Bei hergestellter Antriebsverbindung 102 ist der Konusring 114 axial durch einen Anschlag 124 des ersten Kupplungsele­ ments 104 in Richtung der Werkzeughalterung 54 fixiert (Fig. 6 und 9). Die als Kugeln ausgebildeten Rastelemente 22 sind radial nach innen auf dem axial fixierten Konusring 114 abge­ stützt und sind in den als Ausnehmungen ausgebildeten korre­ spondierenden Rastelementen 108 sicher gekammert. Durch den Anschlag 124 wird ein Ausrasten der Rastelemente 22 vermieden, und die Rastelemente 22, 108 bilden eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsele­ ment 104, 122. Übersteigt während des Betriebs das Antriebs­ moment einen zulässigen Wert, wird das Zahnrad 58 entgegen einer Überrastfeder 66 in axialer Richtung zur Werkzeughalte­ rung 54 ausgelenkt und die Antriebsverbindung unterbrochen.

Fig. 6 und 9 zeigen den Bohr- und Meißelhammer bzw. die Kupp­ lungsvorrichtung 12 in einer Schlagbohrstellung. Wird der Bohr- und Meißelhammer von der Bearbeitungsoberfläche abgeho­ ben, wird von der Feder 116 das erste Kupplungselement 104, über die Verbindung 76 die Rastscheibe 64, über den Siche­ rungsring 40 das Hammerrohr 60 und über den Sicherungsring 38 die Werkzeughalterung 54 in ihre Ausgangsstellung axial in Richtung der Bearbeitungsoberfläche verschoben. Die Feder 116 wird dabei in ihrer Wirkweise durch einen Leerlaufschlag ei­ nes im Hammerrohr 60 geführten Schlägers 80 unterstützt, und zwar indem ein Impuls des Schlägers 80 über einen Döpper 46, über die Werkzeughalterung 54, das Hammerrohr 60, die Rast­ scheibe 64 und über die Verbindung 76 auf das erste Kupp­ lungselement 104 übertragen wird.

Fig. 11 zeigt eine Variante der Kupplungsvorrichtung 100 aus Fig. 7. Nach einer Synchronisation des ersten und des zweiten Kupplungselements 104, 122 kommen an das erste Kupplungsele­ ment 104 angeformte, sich axial in Richtung zum zweiten Kupp­ lungselement 122 erstreckende, klauenartige Formschlußelemen­ te 128 mit entsprechend ausgestalteten, an das zweite Kupp­ lungselement 122 angeformten, sich axial in Richtung zum er­ sten Kupplungselement 104 erstreckenden, klauenartigen Form­ schlußelementen 130 in Eingriff. Der Rastmechanismus 110 wird überbrückt, und das Schlagwerk 14 wird über die Formschluße­ lemente 128, 130 angetrieben.

Bezugszeichen

10

Gehäuse

12

Kupplungsvorrichtung

14

Schlagwerk

16

Antriebsverbindung

18

Synchronisiervorrichtung

20

Rastmechanismus

22

Rastelement

24

Rastelement

26

Ringfeder

28

Konusfläche

30

Welle

32

Kupplungselement

34

Fußinnenkreis

36

Fußinnenkreis

38

Sicherungsring

40

Sicherungsring

42

Sicherungsring

44

Kupplungselement

46

Döpper

48

Formschlußelement

50

Formschlußelement

52

Antriebswelle

54

Werkzeughalterung

56

Zahnrad

58

Zahnrad

60

Hammerrohr

62

Überrastkupplung

64

Rastscheibe

66

Überrastfeder

68

Leerlauffeder

70

Ringnut

72

Bund

74

Antriebslager

76

Verbindung

78

Abstützring

80

Schläger

100

Kupplungsvorrichtung

102

Antriebsverbindung

104

Kupplungselement

106

Hülse

108

Rastelement

110

Rastmechanismus

112

Synchronisiervorrichtung

114

Konusring

116

Feder

118

Festrad

120

Sicherungsring

122

Kupplungselement

124

Anschlag

126

Fußkreis

128

Formschlußelement

130

Formschlußelement

Claims (13)

1. Handwerkzeugmaschine mit einem Schlagwerk (14) und einer Kupplungsvorrichtung (12, 100), die zur Herstellung und Un­ terbrechung einer Antriebsverbindung (16, 102) des Schlag­ werks (14) ein- und auskuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (12, 100) eine Synchronisiervor­ richtung (18, 112) mit einem ein Antriebsmoment übertragenden Rastmechanismus (20, 110) besitzt, der bei einem Synchroni­ siervorgang zumindest zwei korrespondierende Rastelemente (22, 24, 108) aufweist, wobei zumindest eines der Rastelemen­ te (22) bei einem Überrastmoment gegen eine Federkraft eines Federelements (26, 116) aus seiner Raststellung bewegbar ist.

2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das gegen eine Federkraft bewegbare Rastelement (22) von einem Wälzkörper und das mit dem als Wälzkörper aus­ gebildeten Rastelement (22) korrespondierende Rastelement (24, 108) von einer Ausnehmung gebildet ist.

3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rastelement (22) gegen eine Ringfeder (26) aus seiner Raststellung bewegbar ist.

4. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rastelement (22) zu Beginn des Synchroni­ siervorgangs entlang einer Konusfläche (28) gegen die Ringfe­ der (26) verschoben wird.

5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konusfläche (28) an ein Ende eines auf ei­ ner antreibbaren Welle (30) drehfest und axial verschiebbaren Bauteils (32) angeformt ist, und sich in die Konusfläche (28) ein als Ausnehmung ausgebildetes Rastelement (24) erstreckt.

6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zu Beginn des Synchronisiervorgangs das Raste­ lement (22) entlang der Konusfläche (28) radial nach außen geführt ist.

7. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein einen Impuls des Schlagwerks (14) über­ tragendes Bauteil (64) mit dem verschiebbaren Bauteil (32) über eine Verbindung (76) verbunden ist, die eine Kraft in Impulsrichtung überträgt.

8. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fußinnenkreis (34) von zumindest zwei als Ausnehmungen ausgebildeten Rastelemen­ ten (22) einen gleichen Durchmesser aufweist wie ein Fußin­ nenkreis (36) der als Wälzkörper ausgebildeten Rastelemente (22) in einer Leerlaufstellung.

9. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das als Wälzkörper ausgebildete Rastelement (22) von einer Kugel gebildet ist, die auf einem auf einer antreibbaren Welle axial gegen eine Feder (116) verschiebba­ ren Konusring (114) abgestützt ist.

10. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Konusring (114) bei hergestellter Antriebs­ verbindung axial durch einen Anschlag (124) fixiert ist.

11. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das als Kugel ausgebildete Rastelement (22) radial nach innen auf dem verschiebbaren Konusring (114) abgestützt ist und radial nach außen mit dem als Ausnehmung ausgebildeten korrespondierenden Rastelement (108) in Wirk­ verbindung bringbar ist.

12. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastelement (22) in einem Teil eines Antriebselements (74) des Schlagwerks (14) gelagert ist.

13. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (12) Formschlußelemente (48, 50, 128, 130) aufweist, die nach dem Synchronisiervorgang neben dem Rastmechanismus (20, 110) in Eingriff kommen.