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Schlagwerkzeng mit durch eine Verbrennungskraftmaschine angetriebenem Kolben- hammer.
Die Erfindung betrifft ein Schlagwerkzeug mit Kolbenhammer, der unmittelbar durch ein Explosionsgemisch nach Art einer Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird.
Gemäss der Erfindung wirkt der Kolbenhammer während des ersten Teiles seines Arbeitshubes auf einen den Kolbenhammer konzentrisch umgebenden Rotor ein, um ihn zu drehen ; während des zweiten Teiles des Arbeitshubes steht er jedoch ausser Eingriff mit dem Rotor, welcher nach dem Schlag wieder in Eingriff mit dem Kolbenhammer tritt, um ihn für die Komprimierung des Explosionsgemisches zurückzuführen.
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt und eine teilweise Ansicht der Vorrichtung ; Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt der Vorrichtung im rechten Winkel zur Fig. 1 ; Fig. 3 ist eine abgebrochene Draufsicht der Verbindungsstelle der Unterstützungen des Ölbehälters mit dem unteren Teil des Werkzeuges ; Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Kreuzkopfzapfens ; Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch den Zylinder und eines Teiles des Kolbens, worin die Zuführung der komprimierten Luft zur Kühlung des Zylinderkopfes gezeigt ist ; Fig. 6 ist ein Schnitt nach 6-6 der Fig. 5 ; Fig. 7 ist ein Schnitt durch den Zylinder unmittelbar oberhalb des Zylinderbodens ; Fig. 8 ist ein Schnitt durch einen Teil des Rotors ; Fig. 9 ist eine Abwicklung der Hubleisten des Rotors mit den Rollen des Kreuzkopfzapfens in den verschiedenen Stellungen in gestrichelten Linien angedeutet ;
Fig. 10 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer abdeckenden Haube und der Kontaktvorrichtung für die Zündung ; Fig. 11 ist eine diagrammatisch Ansicht des Zündungssystems ; Fig. 12 ist eine Draufsicht auf die Ölpfanne, welche Luftleitungen und ein Luftfilter enthält ; Fig. 13 ist teilweiser Schnitt und eine Ansicht des mittleren Teiles des Kolbens, in welcher die Befestigung des Kreuzkopfzapfens gezeigt ist ; Fig. 14 ist eine Ansicht der Fig. 13 von links gesehen ; Fig. 15 ist ein Schnitt durch das untere Ende des Zylinders einer etwas andern Ausführungsform ; Fig. 16 ist ein senkrechter Schnitt durch eine etwas andere Ausführungsform des Werkzeuges.
In der in den Fig. 1, 2 und 5 gezeigten Ausführungsform ist ein Zylinder 1 mit einer Bohrung von durchwegs gleichmässigem Durchmesser versehen und besitzt ungefähr in der Mitte zwei gegenüberliegende Schlitze 2 und 2 a. In die Bohrung des Zylinders passt genau ein Kolbenhammer 3, der nach Art eines Kolbens einer Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine hin und her bewegt wird. Das obere Ende des Zylinders besitzt vorzugsweise radial nach aussen sich erstreckende Rippen 4, um eine grosse Wärmeausstrahlfläche vorzusehen. Dieses Ende wird durch einen Zylinderkopf 5 abgeschlossen, der durch Bolzen 6 am Zylinder befestigt ist. Die Bolzen besitzen T-förmige Köpfe 7, die in Querschlitze 8 eingreifen, welche in den Rippen 4 angeordnet sind. Zwischen dem Kopf 5 und dem Zylinderende 1 ist eine Abdichtungscheibe 9 (vorzugsweise aus Metall) eingeschoben.
Der Zylinderkopf 5 kann gegenüberliegende Hülsenstücke 10 aufweisen, in welche Handgriffe 11 zwecks Handhabung des Werkzeuges hineingesteckt werden.
Der Zylinderkopf 5 besitzt ebenfalls eine Anzahl radial nach aussen gerichteter Rippen 12, um die Wärme abzuführen. Eine mit Gewinde versehene Öffnung ist für die Zündkerze 14 im Kopf vorgesehen. Der Kolbenhammer 3 hat an einem Ende einen Kolben 15, am anderen Ende einen Hammerkopf 16 und dazwischen einen Kreuzkopf 17, welcher von einem Kreuzkopfzapfen 18 durchsetzt wird. Der Kolben 15 ist vorzugsweise fest mit dem Zwischenteil17 durch eine zylindrische Kolbenstange 19 verbunden und der Hammerkopf 16 ist ebenfalls fest mit dem Kreuzkopfteil 17 durch eine Verbindungsstange 20 von kleinerem Durchmesser als dem des Kolbens oder Hammers verbunden.
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Innerhalb des Zylinders 1 und unmittelbar unter dem Kolben 15, wenn dieser in der unteren Stellung ist, ist ein Zylinderboden 21 vorgesehen, durch den die Kolbenstange 19 hindurchgeht. Dieser Zylinderboden 21 besteht aus einem Paar halbrunder Scheiben 22 (Fig. 5 und 7). Der äussere Durchmesser der zusammengelegten Halbscheiben 22 ist gleich dem des Zylinders, und der innere Durchmesser der darin vorgesehenen Bohrung gleich dem der Kolbenstange 19. Die Scheiben sitzen auf den konischen Enden 23 einer Anzahl radial nach innen gerichteter, die Zylinderwand durchdringender Schrauben 24.
Auf die so geformte Scheibe wird eine Packungsscheibe 25 gelegt, die einen U-förmigen Querschnitt besitzt, und auf die Packungsscheibe werden zwei Halbscheiben 26 gelegt, die einen kleineren äusseren Durchmesser und eine grössere Bohrung besitzen wie die Halbscheiben 22, so dass die Packungsscheibe zwischen die Scheiben 22,26 und durch die Scheiben 26 gegen die Zylinderwand und die Kolbenstange gedrückt wird. Das Zusammenpressen der Scheiben 26 gegen die Scheiben 22 geschieht durch Schrauben 27, welche konische Enden 28 besitzen und oberhalb der Scheiben 26 den Zylinder durchsetzen. Der Boden 21 wird auf diese Weise fest im Zylinder gehalten und ein Lecken an der Zylinderwand oder Kolbenstange wird durch die Paekungsscheibe vermieden.
Der Boden wird vor dem Einbringen des Kolbens auf die Kolbenstange aufgesteckt. Beim Einsetzen wird z. B. der Boden gegen die Schrauben 24 gedrückt und dann werden die Schrauben 27 nach innen geschraubt, bis die Scheiben 22,26 fest gegeneinander gepresst sind. Der Raum 29 zwischen dem Kolben 15 und dem Zylinderboden 21 dient zum Einsaugen des Gemisches aus Brennstoff und der Luft, und der Raum 30 oberhalb des Kolbens 15, zwischen dem Zylinderkopf 5 und dem Kolben, stellt die Explosionskammer und Ausdehnungskammer dar. Ein an einer Seite des Zylinders 1 liegender Vergaser 31 wird durch den Kanal 32 mit der Kammer 29 verbunden.
Dieser Vergaser ist diagrammatisch in Fig. 1 dargestellt und besteht aus einem Ventil 33, welches gewöbn- lich durch eine Feder 34 gegen seinen Sitz gepresst wird, in welches eine Brennstoffleitung 35 mündet, die bei geschlossenem Ventil abgedeckt wird. Die Leitung 35 wird durch eine Röhre 37 mit dem Brennstoffbehälter 36 verbunden. Bewegt sich der Kolben von der Stellung (Fig. 1) nach oben gegen den Zylinderkopf 5, so wird Luft durch die Öffnung 38 im Boden des Vergasers 31 eingesaugt, wodurch das Ventil 33 von seinem Sitz gehoben und Brennstoff durch die Leitung 35 eingesaugt wird, wobei der Brennstoff sofort mit der Luft vermischt wird und in die Kammer 29 eintritt.
Der Zylinder 1 besitzt weiterhin eine Öffnung 39, welche durch einen Kanal 40 mit einer Öffnung 41 des Zylinders auf der andern. Seite des Kolbens 15 verbunden wird, wenn der Kolben sich in der untersten Lage befindet. Die Kammer 30 besitzt weiterhin eine Auspufföffnung 42, welche durch eine passende Leitung 42 a mit der Atmosphäre verbunden ist, wenn der Kolben sich nahe seinem untersten Hubende befindet. Die obere Lage des Kolbens ist in Fig. 2 dargestellt.
Beim Abwärtshub des Kolbens wird das in die Kammer 29 eingesaugte Brennstoffluftgemisch zusammengedrückt, bis der Kolben 15 die Öffnungen 41, 42 freigibt, worauf das verdichtete Brennstoffluftgemiseh durch die Leitung 40 von der Kammer 29 in die obere Kammer 30 übertritt und beim Eintritt in diese Kammer durch einen Teil 43 am Kopf des Kolbens 15 nach oben abgelenkt wird. Durch das eintretende Brennstoffluftgemisch werden die dort befindlichen Verbrennungsgase durch die Öffnung 42 ausgetrieben, worauf bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens die Öffnungen 41, 42 abgedeckt werden und das Brennstoffluftgemisch in der Kammer 30 verdichtet wird.
Bei der Vollendung des Aufwärtshubes wird das Gemisch durch die Zündkerze 14 entzündet und der Kolben wird durch die Explosion nach unten gedrückt ; dieser Arbeitsgang wiederholt sich. Der Kolbenhammer wird also nach Art des Kolbens einer Zweitakt-Verbrennungskraft- maschine bewegt. Der Mechanismus, durch welchen der Kolbenhammer nach oben bewegt wird, wird weiter unten beschrieben.
Der Kolben 15 kann mit den üblichen Kolbenringen 44 ausgerüstet sein und ist vorzugsweise hohl, wie in Fig. 1, 2 und 5 gezeigt ist. Um dem Kolbenboden genügende Festigkeit zu verleihen, ist in ihm eine Öffnung angebracht, in welcher ein Stift 45 eingeschraubt wird, bis er die untere Querwand 46 in der Kammer 47 des Kolbens 15 berührt. Auf diese Weise entsteht ein leichter, jedoch kräftiger Kolbenkörper. Der Stift 45 wird durch eine Schraube 45 a gesichert.
Die unteren Enden der Rippen 4 des oberen Zylinderteiles hören rechteckig auf und sind mit einer
Schulter 48 versehen. Diese Schulter umgibt eine Haube 49 von nach unten gewölbter Form. Gegen die untere Seite der Haube wird auf den Zylinder ein Kugellagerring 50 fest aufgeschoben und ein gegen- überliegender Kugellagerring 51 wird an dem oberen Teil 53 eines Rotors 54 befestigt. Zwischen den Kugellagerringen befinden sich die Kugeln 52 (Fig. 1, 2). Der untere Teil 55 des Rotors ist durch Bolzen 56 (Fig. 1) fest mit dem oberen Teil 53 verbunden. An der Innenseite des oberen Teiles 53 des Rotors ist eine Hubleiste 57 durch Schrauben 58 befestigt und diese Hubleiste besitzt genügend grossen Durch- messer, um bei der Zusammenstellung des Werkzeuges mit dem Teil 53 über das untere Ende des Zylinders geschoben werden zu können.
Der Zwischenteil 17 des Kolbenhammers 3 ist etwas kleiner als die Bohrung des Zylinders 1 und besitzt eine quer verlaufende Bohrung zur Aufnahme des Kreuzkopfzapfens 18. Dieser (Fig. 4) besitzt einen zylindrischen Mittelteil 59, der in die Bohrung 60 des Teiles 17 hineinpasst. Der Mittelteil 59 läuft an einem Ende in einen rechtwinkligen Kopf 61 aus, der in eine entsprechende Vertiefung 62 an einem
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parallele, senkrecht verlaufende Flächen 63 vorgesehen, welche gut in den Schlitz 2 a des Zylinders hineinpassen. Die Flächen 63 weisen Ölnuten 64 auf. An den Teil mit den Flächen 63 schliesst sich ein runder verjüngter Teil 65 an, auf welchem eine gehärtete Stahlrolle 66 sitzt, welche durch einen Ring 67 in Stellung gehalten wird. Der Ring ist durch einen Stift 68 am Kreuzkopfzapfen befestigt.
Das gegenüberliegende Ende des mittleren Teiles 59 des Kreuzkopfzapfens ist ebenfalls mit zwei parallelen, senkrecht verlaufenden
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an, auf welchem eine gehärtete Stahlrolle 71 sitzt, welche durch einen Ring 72 in Stellung gehalten wird, der durch einen konischen Stift 73 am Ende des Kreuzkopfzapfens befestigt ist.
Die Weite des Kreuzkopfzapfens 18 zwischen den parallelen Flächen 69 ist nicht kleiner als der Durchmesser des Mittelteiles 59, so dass beim Zusammensetzen des Werkzeuges die Bohrung 60 des Kreuzkopfteiles 17 einfach in Deckung mit den Schlitzen 2 und 2 a gebracht zu werden braucht, worauf der Kreuzkopfzapfen in die Bohrung 60 durch den weiten Schlitz 2 a eingetrieben wird, bis die Schulter 61 in die Vertiefung 62 der Bohrung 60 hineinpasst. Der Kreuzkopfzapfen 18 passt fest in die Bohrung 60 und die flachen Flächen 63, 69 verlaufen parallel zu den Schlitzen 2 a und 2. Die Bohrung 60 besitzt eine Nut 74, in welche eine Feder 75 des Zapfens hineinpasst, um den Zapfen gegen Drehung zu sichern.
Da die Erschütterungen des Werkzeuges beträchtlich sind, ist oft eine weitere Sicherung des Kreuzkopfzapfens wünschenswert und zu diesem Zweck ist in ihm eine quer verlaufende Bohrung 59 a vorgesehen, in welche das Ende einer Schraube 76 eindringt. Wie in Fig. 13,14 gezeigt ist, kann der Kreuzkopfteil 17 mit einer verhältnismässig weiten Nut 17 a ausgestattet sein. Er besitzt eine Gewindeöffnung 17 b zur Aufnahme der Schraube 76. Eine Sicherungsscheibe 17 c passt zwischen die Schultern der Nut 17 a und kann nicht gedreht werden. Die Sicherungsscheibe besitzt einige Zinken 17 d, welche in Einschnitte 17 e im Kopf der Schraube 76 eingebogen werden können.
Nachdem der Kreuzkopfzapfen in die Bohrung 16
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daran befestigt ist, über das untere Ende des Zylinders 1 geschoben, worauf der Teil 55 durch Schrauben 58 am oberen Teil 53 befestigt wird. Am unteren Ende des unteren Teiles 55 befindet sich eine Vertiefung 79, in welcher der obere Ring 80 eines Kugellagers sitzt, der mit Kugeln 81 zusammen arbeitet.
Das Äussere des Zylinders an dieser Stelle ist mit Gewinde 82 versehen, über welches ein mit einem
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der mit der unteren inneren Seite der Kugeln 81 in Berührung steht. Wenn dieser Flansch 83 richtig eingestellt ist, kann sich der Rotor auf den Kugeln 81 und 52 auf einer Achse drehen, welche mit der Längsachse des Zylinders 1 und des Kolbenhammers 3 zusammenfällt.
Unterhalb des Ringes 83 ist ein Reibungsring 85 angeordnet, der den Zylinder 1 umgibt und vorzugsweise aus Stahl besteht. Gegen diesen Ring 85 liegt die innere Seite des Bodens 86 einer Schmier- ölpfanne 87 an. Die Bohrung in dem Boden 86 des Schmierbehälters 87 passt gut auf die glatte Umfangsfläche des Zylinders 1, welche unmittelbar unter dem Gewinde 82 vorgesehen ist. Unterhalb dieser glatten Fläche 88 besitzt der Zylinder Gewinde 89 von kleinerem Durchmesser als dem der glatten Fläche. Ein Ring 90 aus Packungsmaterial liegt fest gegen den Boden der Ölpfanne 87 an. Darunter sitzt eine Sieherungsscheibe 91, und darauf kommt eine Mutter 92 in Eingriff mit dem Gewinde 89. Nachdem der Ring 83 eingestellt worden ist, wird die Mutter 92 angezogen.
Radial sich erstreckende Finger 95 der Sicherungscheibe 91 werden in Nuten 93 des Bodens 86 der Pfanne und in ähnlichen Nuten 94 der Mutter 92 umgebogen, um diese in Stellung zu sichern.
Der Hammerkopf 16 ist mit einer Anzahl von Packungsringen 96 ausgestattet und dient dazu, Luft unter Druck durch den Bohrer in die zu bohrende Öffnung zu drücken, um den darin sich ansammelnden Staub herauszublasen.
Das untere Ende des Zylinders 1 enthält einen Einsatz 97, der genau in den Zylinder hineinpasst und ein unteres vergrössertes Kopfende 98 besitzt, das seinerseits in eine ringförmige Vertiefung 99 am Ende des Zylinders hineinpasst. Der Einsatz wird durch einen Stahlhalter 100 in Stellung gehalten, welcher gegen das Ende des Zylinders durch Bolzen 101 gedrückt wird, welche durch radiale Ansätze 102 des Stahlhalters und durch einen den Zylinder umgebenden Ring 103 hindurchtreten und durch Federn 109, welche oberhalb des Ringes 103 die Bolzen umgeben, nach oben gedrückt werden, wobei die Spannung der Federn durch die Muttern 110 der Bolzen geregelt werden kann.
Die Öffnung 104 des Ringes 103 ist etwas grösser als der Flansch am Ende des Zylinders, so dass der Ring darüber geschoben werden kann,
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grösserem Durchmesser, um eine Schulter 111a vorzusehen, gegen welche der Kopf 113 des Anschlagstiftes112 aufsitzt. Der Kopf IM passt gut in den unteren Teil der Bohrung und der Stift 112 passt gut in die Bohrung 111. Sitzt der Kopf 113 auf der Schulter 111 a auf, so ragt das obere Ende des Ansehlagstiftes leicht über die innere Fläche des Einsatzes 97 hervor, um den Schlag vom Kolbenhammer aufzunehmen.
Die Höhe des hervorragenden Teiles des Anschlagstifte 112 hängt je von der Art der Arbeit ab und ist im allgemeinen so gross wie der grösste Vorschub des Stahles bei einem Schlag. Beim Bohren von Steinen und anderem Material kommen jedoch weiche oder poröse Stellen vor, bei welchen der Stahl tiefer als gewöhnlich in das Werkstück hinein sinkt. Wenn dies geschieht, läuft der Hammerkopf 16 gegen das obere Ende des Einsatzes 97 an und der Schlag wird durch die Federn 109 aufgenommen.
Der Anschlagstift ist mit einer kleinen Bohrung 114 ausgestattet, durch welche Druckluft nach dem Stahl, der im Stahlhalter gehalten wird, geführt wird.
Der Stahlhalter 100 besitzt eine axiale Bohrung 115 von vorzugsweise sechseckigem Querschnitt, welche etwas grösser ist, als der festzuhaltende Stahl 116. Die Länge des Stahlhalters ist etwas geringer als die Länge des oberen Endes des Stahles, so dass das oberste Ende des Stahles mit dem Anschlagstift 112 in Berührung kommt und den Kopf 11. 3 fest gegen den Sitz im Einsatz 97 drückt, so dass das obere Ende des Anschlagstifte 112 über die innere Fläche des Einsatzes 97 hervorragt, um durch den Hammer getroffen zu werden.
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dessen Arme an ihren Enden an Stiften 120 am Stahlhalter angelenkt sind.
Das Joch hat eine halbkreisförmige Vertiefung 121 zwischen den Armen und die Vertiefung passt lose über das obere Ende des Stahles 117, in kurzem Abstand vom Bund 118, um zu verhindern, dass der Stahl aus dem Stahlhalter beim Hochheben des Werkzeuges herausfallen kann. Die halbkreisförmige Vertiefung 727 wird gegen das obere Ende des Stahles durch ein Paar Federn 122 gedrückt, deren untere Enden über Vorsprünge 12.') des Joches 119 gehakt sind, während die oberen Enden der Federn an Stiften 124 des Stahlhalters befestigt sind, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Der Stahl 117 weist eine Längsbohrung. 125 auf, die in Deckung mit der Bohrung 114 des Anschlagstifte 112 liegt, wenn die Teile sich in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung befinden.
Der obere Teil 53 des Rotors 54 trägt die obere Hubleiste 57 und der untere Teil 55 die untere Hubleiste 77. Von dem Teil 53 erstrecken sich nach auswärts Arme 126, die einen Kranz 127 tragen, in welchem Energie aufgespeichert wird, wenn der Rotor bei Beginn des Abwärtshubes des Kolbenhammers durch die Hubleiste 77 angetrieben wird. Diese Energie ist gross genug, um den Kolbenkammer 3 zwecks Verdichtung des Gasluftgemisches nach oben zu bewegen. Die drehende Bewegung wird durch Zusammenarbeiten des Kreuzkopfzapfens 18 mit der Hubleiste 77 hervorgerufen. In Fig. 9 sind eine Abwicklung beider Hubleisten sowie die verschiedenen Lagen der Rollen 66 und 71 des Kreuzkopfzapfens 8 während eines Doppelhubes dargestellt.
Die Hubleisten 57 und 77 besitzen zwei symmetrische Doppelkurven, die sich im Kreise gegen- überliegen und welche gleichmässig auf die Rollen 66 und 71 an beiden Seiten des Kolbenhammers einwirken ; nur die untere Hubleiste 77 kommt während des Arbeitsganges des Werkzeuges in Wirkung, während die Hubleiste 57 nur beim Anlassen in Wirkung tritt.
Der Kreuzkopfzapfen 18 bewegt sich senkrecht hin und her und der Kolbenhammer wird gegen
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69 des Zapfens zusammen arbeiten. Beim Beginn des Arbeitshubes des Kolbenhammers befinden sich die Rollen 66, 71 in den oberen Stellungen a der Hubleiste 77. Von diesen Punkten a erstrecken sich die Teile b der Hubleiste 77 scharf nach unten bis zu Punkten e. Von den Punkten c fällt die Hubleiste
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in Berührung mit der Hubleiste 77 stehen. Der Kolben bewegt sich also mit immer grösser werdender Geschwindigkeit während des letzten Teiles des Hubes frei nach unten, bis er durch Auftreffen des Kopfes 16 auf den Anschlagstift 112 oder auf den Einsatz oder durch Auftreffen des Kreuzkopfzapfens auf die Enden der Schlitze 2,2 a, ehe die Rollen den unteren Teil der Hubleiste 77 erreichen, angehalten wird.
Wenn die Rollen 71,66 im Anfang der Abwärtsbewegung in Eingriff mit den Flächen b der Hubleisten ? 7 stehen, so wird der Rotor in Richtung des Pfeiles 28, Fig. 9, gedreht. Nach dem Auftreffen des Kolbenhammers kommen durch die Drehung des Rotors infolge der aufgespeicherten lebendigen Kraft die schräg nach oben verlaufenden Flächen t der unteren Hubleiste 77 zu gleicher Zeit in Eingriff mit den Rollen 66 und 71, um den Kolbenhammer bis in die Stellungen a zu heben, wodurch das Gemisch oberhalb des Kolbens verdichtet wird. Der Winkel des Hubleistenteiles b mit der Senkrechten durch den Punkt a ist verhältnismässig klein, z.
B. 35 , und nachdem die Rollen 66, 71 über den Punkt c bewegt worden sind, bewegt sich der Kolbenhammer sehr schnell nach unten, bis er auf den Anschlagstift 112 auftrifft, wobei der Kolbenhammer in dem letzten Teil seiner Bewegung nicht in Eingriff mit der Hubleiste 77 steht ; während der Strecke h, Fig. 9, wird der Hubleiste Bewegung durch den Kolbenhammer erteilt und die Strecke i deutet die Zeit an, in welcher die Hubleiste des Rotors dessen aufgespeicherte Energie abgibt und den Kolben nach oben drückt, wobei die Strecke i bedeutend länger ist. als die Strecke h. so dass der Rückgang des Kolbens verhältnismässig längsam vor sich geht.
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Beim Anlassen des Werkzeuges wird der Kolben durch Drehung des Rotors hin und her bewegt, um Gemisch einzusaugen, zu verdichten und dann zu entzünden. Zum Herabdrüeken des Kolbens nach unten dient beim Anlassen die Hubleiste 5'7. Der Teil j derselben befindet sich senkrecht über dem Punkt a der Hubleiste 77 in einem Abstand, der gleich dem Durchmesser der Rollen 66, 71 ist, wobei,
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der in Wirkung tritt, u. zw. nur beim Anlassen der Vorrichtung. Angenommen, der Kolbenhammer sei in seiner untersten Stellung : durch Drehung des Rotors wird durch Einwirkung der Flächen t der Hub-
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kammer 29 in die Explosionskammer 30.
Bei weiterer Drehung des Rotors wird durch die Flächen f und die Rollen 66, 71 der Kolbenhammer nach oben gedrückt, wodurch das Brennstoffluftgemisch in der Kammer. 30 verdichtet und neues Gemisch in die Kammer 29 eingesaugt wird. Wenn die Rollen 66. 71
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In der in den Fig. 1, 2, 5 gezeigten Ausführungsform ist ausser den Kammern 29, : 30 eine dritte Kammer 129 zwischen dem Hammerkopf 16 und dem Einsatz 97 vorgesehen. Der Hammerkopf 16 dient also nicht nur zur Erzeugung des Schlages auf den Arbeitsstahl, sondern auch zur Verdichtung von Luft, welche für verschiedene Zwecke gebraucht wird, z.
B. zum Reinigen der zu erzeugenden Öffnung, zur
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pfanne 87 gebildet wird und das obere Ende des Kanales 130 verläuft seitwärts durch die Wand der Pfanne 87, und ist mit einem Luftfilter 37 ausgerüstet (Fig. 12).
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Kammer 129 beim Aufwärtshub des Hammerkopfes 16 eingesaugte Luft wird beim Abwärtshube durch die Bohrung 114 des Anschlagstifte und durch die Bohrung 125 des Arbeitsstrahles der herzustellenden Öffnung zugeführt.
Zur Regelung der Stärke des Schlages, welcher auf den Anschlagstift 112 und dadurch auf den Arbeitsstahl 117 ausgeübt wird, ist eine Öffnung 136 im unteren Ende der Kammer 129 in der Zylinderwand vorgesehen. Diese Öffnung wird durch einen Kanal 137 mit einer Kammer 138 eines Ventiles 139 verbunden. Das Ventil besteht aus dem beweglichen Ventilteil 140, der durch eine Feder J. 12 gegen den Ventilsitz 141 gedrückt wird. Die Feder sitzt zwischen dem Ventilkopf 143 und einer Kappe 141, welche das untere Ende des Ventilgehäuses 145 abschliesst.
Die VentiIspindel146 durchsetzt die Kappe 144 und das äussere Ende der Spindel weist ein Regulierglied 141 auf, das radiale Arme 148 besitzt, welche über ein Paar bogenförmig geformter Hubleisten 149 gleiten. Diese erstrecken sich von der Kappe 141 nach unten und haben Einschnitte 150, um die radialen Arme in eingestellter Lage zu halten. Durch Drehung des Gliedes 141 kann der Druck, mit dem das Ventil 140 gegen seinen Sitz M gedrückt wird, fein eingestellt werden.
Der Durchmesser des Ventilkopfes 143 ist bedeutend grösser als der Durchmesser des Ventilsitzes M und die Durchmesser, sowie der Druck der Feder 142 können so gewählt sein, dass das Ventil 110 bis zu einem vorher bestimmten Druck auf seinem Sitz verbleibt, in welchem Falle sämtliche Luft, die in der Kammer 129 komprimiert wird, durch die Bohrung 114 des Anschlagstifte oder irgendwo anders hingeführt wird. Steigt jedoch der Druck in der Kammer 129 über das vorgeschriebene Mass, so wird das Ventil nach unten gedrückt und vom Sitz entfernt und Luft entweicht durch den Kanal 151 in einen andern Kanal 152, der in der Wand der Ölpfanne 87 angeordnet ist und von da zurück in die Lufteinlass-
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Diese in die Kammer 134 eingeführte Druckluft am Ende des Arbeitshubes des Kolbens entweicht durch das Luftfilter 135 nach aussen und reinigt dasselbe, und verhindert so eine Ansammlung von Staub und Schmutz in diesem Filter. Dies ist besonders wichtig, da die das Werkzeug umgebende Luft natürlich viel Staub enthält, der durch das Filter 135 zurückgehalten wird. Das Ventil kann so
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eingestellt werden, dass es jedesmal am Ende des Hubes abgehoben wird, um so einen plötzlichen, reinigenden Luftstrom von hohem Druck von innen nach aussen durch das Filter zu senden. Das Ventil kann natürlich auch so eingestellt werden, dass während des ganzen Arbeitshubes eine kleine Öffnung zwischen dem Ventil und dem Ventilsitz vorhanden ist.
Es kann ferner wünschenswert sein, die verdichtete Luft in der Kammer 129 zum Kühlen des Zylinderkopfes 5 zu verwenden. Zu diesem Zweck ist eine andere Öffnung- ! 55, Fig. 5, in der Kammer 129 vorgesehen, welche Öffnung Verbindung mit einem Rohr 154 herstellt. Das Rohr erstreckt sich durch Öffnungen in den Flanschen 1 a, 1 b des Zylinders 1. Das obere Ende des Rohres 154 besitzt ein Ventil 155, um den Durchgang durch das Rohr schliessen zu können. Bei offenem Ventil fliesst Luft von der Kammer 129 nach oben durch das Rohr 156, dessen oberes Ende 157 auf den Zylinderkopf 5 gerichtet ist. Die Röhren 1. 56, 1, 54 sind durch eine Kupplung 158 verbunden, um das Rohr j ! 59 leicht entfernen zu können.
Der Schlag des Hammerkolbens auf den Anschlagstift 112 kann also auch beliebig geregelt werden, was vom Aufsetzen des W3rkstückes auf das Werkstück und auch während des Arbeitens von Vorteil ist.
Der Brennstoffbehälter 36 ist zwischen einem Paar Röhren 159, deren obere Enden fest an Ansätzen 160 des Zylinderkopfes befestigt sind, angeordnet. Die Röhren erstrecken sich von den Hülsen 11 des Zylinderkopfes 5 nach rückwärts und nach unten. Die unteren Enden der Röhren 159 sind mit Schlitzen 159 a versehen, welche über die Enden eines Zapfens 161 passen, der fest in einem Ansatz 160 des Ringes 103 gehalten wird. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann der Behälter 36 an den Röhren 159 durch Tragstücke 162 an den gegenüberliegenden Seiten des Behälters befestigt werden.
Der obere Teil des Behälters 36 kann mit einer Tasche 163 aus- gerüstet sein, um die Induktionsspule 164 und den Kondensator 165 des Zündungssystemes aufzunehmen, siehe Fig. 2 und 11.
In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Konstruktion wird der Brennstoff von dem Behälter 36 nach dem Vergaser 31 durch einen Luftverdiehter 166 befördert, der im Behälter 36 angeordnet ist. Wenn der Knopf 167 des Kolbens 168 von Hand aus gehoben wird, bleibt das Rückschlag- ventil 167 geschlossen und Luft dringt durch die Packung 170, die den Kolben 168 umgibt, ein, wenn der Knopf herabgedrüekt wird, dringt Luft oberhalb des Kolbens 168 durch die Öffnung 172 in den Zylinder ein, und die im unteren Ende des Zylinders befindliche Luft wird durch das Rückschlagventil 169 in den Brennstoffbehälter 36 gedrückt, wo oberhalb des Brennstoffspiegels der Druck hervorgerufen wird, duch welchen der Brennstoff durch das Rohr 37 nach dem Vergaser gedrückt wird.
Der Druck im Behälter 36 kann durch ein Manometer 173 angezeigt werden.
Am rückwärtigen Ende des Behälters 36 können die Röhren 159 durch eine Querstange 174 fest miteinander verbunden sein. Ein Blechschild 175 dessen unteres Ende 176 quer gekrümmt sein kann, um zur Unterstützung des Werkzeuges, z. B. auf dem Bein des Arbeiters zu dienen, ist an der Stange 174 angelenkt. Auf diese Weise kann das Gewicht des Werkzeuges beim Bohren schräger Löcher aufgenommen werden, wobei die Platte 175 infolge ihrer Drehbarkeit für die beste Unterstützung eingestellt werden kann.
Wie in den Fig. 2,11 gezeigt, ist am Boden des Behälters 36 ein Block 177 aus Isoliermaterial befestigt, welcher zwei Befestigungsschrauben 178, 179 aufweist, an welchen die gegen- überliegenden Enden der Leitungen 181, 182 einer Batterie 180 befestigt sind. Die Schrauben 178 sind durch einen Draht 183 mit der Maschine geerdet. Die andere Schraube wird durch einen Draht 184 mit einer Klemmschraube. 185 verbunden, welche ihrerseits mit einem Ende der primären Windung 186 einer Induktionsspule 164 verbunden ist. Das andere Ende der primären Windung 186 ist mit einer Klemmschraube. 187 verbunden, von welcher ein Draht 188 nach der Klemmschraube. 189 eines Isolierblockes 190 der Kontaktvorrichtung 191 führt.
Diese Kontaktvorrichtung kann von irgendeiner passenden Konstruktion sein und besteht vorzugsweise aus einem in der Längsrichtung einstellbaren Kontaktstift 192 und einem beweglichen Kontaktstift 193, der mit dem ersten Stift ! ? zusammen arbeitet und mit ihm in Berührung tritt, wenn der Ansatz 194 der Platten 195 den Stift 193 nach oben drückt. Die Platten 195 sind an gegenüberliegenden Punkten auf den Speichen 126 des Rotors befestigt. Der bewegliche Kontaktstift 193 wird durch eine Spiralfeder 196 für gewöhnlich in der unteren Lage gehalten (Fig. 2).
Diese Kontaktstifte werden vorzugsweise in einem Gehäuse 197 gelagert, das auf einer in Längsrichtung verschieb- baren Stange 198 befestigt ist, welche in Lagern 199 an den gegenüberliegenden Enden eines radialen Ausschnittes 200 in dem Rand der Haube 49 gehalten wird. Durch eine leichte Änderung in der Einstellung der Kontaktvorrichtung 191 kann der Zeitpunkt für den Explosionsfunken im Zylinder geändert werden.
Eine Seite des Kondensators 165, welcher in der Tasche 163 des Brennstoffbehälters 36 angeordnet ist, kann mit der Klemmschraube 201, dann durch einen Draht 202 mit dem Draht 188 verbunden sein, die andere Seite des Kondensators 165 ist vorzugsweise mit der Maschine durch eine Verwindung 203 geerdet. Auf diese Weise werden die Kontakte 192, 193 durch den Kondensator 165 überbrückt.
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Der sekundäre Stromkreis des Zündungssystemes schliesst die sekundäre Windung 204ein. Ein Ende derselben kann mit der Klemmschraube 205 und dann durch den Draht 206 mit der Zündkerze 14 verbunden sein, welche mit der Maschine in irgendeiner passenden Weise geerdet ist. Das andere Ende der sekundären Windung 204 kann durch eine Verbindung 207 mit der Maschine geerdet sein.
In den Fig. 1, 2 und 6 ist der untere Teil 55 des Rotors 54 mit schräg gegen die Be- wegungsrichtung nach unten verlaufenden Röhren 208 ausgestattet, deren unterste Enden 209 in die Ölpfanne 87 hineinragen. Dadurch wird bei der Bewegung des Rotors Öl nach oben durch die Röhren 208 gedrückt und der oben austretende Ölstrom ist gegen die Hubleisten 57,77 und das Innere des oberen Teiles 53 des Rotors gerichtet. Die Pfanne 87 enthält eine passende Öl- menge und wird durch die Packungsringe 85 und 90 dicht gehalten.
Auf diese Weise werden die Kolbenstange 19, der Kreuzkopfzapfen, die Hubleisten, die Rollenlager und der Rotor gut mit Schmieröl versehen, Öl öffnungen 210 sind im oberen Teil des Rotors vorgesehen, um das über die Kante der Hubleiste 57 und über die Kugellager 52,50, 51 fliessende Öl in die Ölpfanne 87 zurückfliessen zu lassen.
Packungsringe um den Anschlagstift 112 und den Einsatz 97 sind nicht nötig, da das Öl, welches durch den Hammerkopf 16 in die Kammer 129 tritt, einen guten Verschluss zwischen der Zylinderwandung und dem Einsatz und zwischen dem Einsatz und dem Anschlagstift 112 bildet. Die überhängende innere Wand 211 der Pfanne 87 verhindert, dass bei Schrägstellung des Werkzeuges Schmiermittel hinausfliesst.
Bei dieser Konstruktion kann das Werkzeug sogar ohne Verlust von Schmieröl auf den Kopf gestellt werden.
Nachdem das Werkzeug durch Drehung des Kranzes 127 des Rotors in Drehung gesetzt worden ist und die erste Explosion in der Kammer 3 stattgefunden hat, wird der Kolbenhammer nach dem Prinzip einer einzeln wirkenden Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine hin und her bewegt. Beim Abwärtshub wird das Brennstoffluftgemisch in der Kammer 29 zusammengedruckt. Im Anfang der Bewegung steht der Kreuzkopfzapfen mit den Teilen b der Hubleisten 77 in Eingriff, jedoch nicht in Berührung damit bei der letzten Hälfte der Bewegung. Vor dem Auftreffen des Hammers auf den Anschlagstift 112 wird die Luft in der Kammer 129 zusammengedrückt und durch die Bohrung 114 des Anschlagstifte und die Bohrung 125 des Arbeitsstahles der herzustellenden Öffnung zugeführt. Bei zu grossem Luft-
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durch das Luftfilter 135 nach aussen.
Durch die dem Rotor durch den Kreuzkopfzapfen und die Fläche b mitgeteilte Drehbewegung werden die schrägen Flächen t der Hubleisten 77 zu gleicher Zeit in Eingriff mit den Rollen 66, 71 des Kreuzkopfzapfens gebracht, um den Kolbenhammer zu heben. Bei dessen Aufwärtsbewegung wird Luft in die Kammer 129 durch das Filter 136, Kammer 134, Leitung 133 und Rückschlagventil 132 eingesaugt.
In Fig. 15 ist eine etwas andere Ausführungsform für die Zuleitung der verdichteten Luft von der Kammer 129 nach dem Arbeitsstahl dargestellt. Der Anschlagstift 112'besitzt nur eine kurze
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mit einer Bohrung 216 in der Wand des Zylinders verbindet. Diese Bohrung 216wird durch eine Leitung219 mit einem Rückschlagventil 218 und das Rückschlagventil durch Leitung 219 mit einer Bohrung 220 im Zylinder verbunden. Diese Bohrung 220 mündet in die Verdichtungskammer 129 gerade oberhalb des Einsatzes 97', und auf diese Weise wird Luft von der Verdichtungskammer nach der Bohrung des Arbeitsstahles geleitet.
Die Weite der Umfangsnut 214 ist so gross, dass bei nach unten gedrücktem Anschlagstift die Verbindung mit der Bohrung 215 aufrecht erhalten wird, so dass während des Arbeitshubes die zu bohrende Öffnung mit Luft versorgt wild.
In der Fig. 16 ist eine etwas andere Ausführungsform des Werkzeuges dargestellt, in welcher die Brennstoffgemischkammer zwischen dem Hammerkopfe und dem Einsatz am unteren Ende des Zylinders 1 und die Luftverdichtungskammer zwischen dem Kolben und dem Boden 21 des Zylinders vorgesehen ist. Die Mischkammer 29'wird durch eine Öffnung 32'mit dem Vergaser 31 verbunden. Durch eine andere Öffnung 39', ein Rohr 40'und und eine Öffnung 41 wird die Mischkammer 29'mit der Verbrennungskammer 30 verbunden, wenn der Kolben 15 sich nahe der unteren Stellung befindet.
Das Rohr 40'geht durch die Flanschen la', lb'des Zylinders l'hindurch und diese Flanschen sind in dieser Ausführungsform etwas grösser gehalten, um genügend Raum für den Durchgang des Rohres 401 zu schaffen. Der Vergaser 31 ist mit dem Boden des Brennstoffbehälters 36 durch ein Rohr 37 verbunden, durch welches Brennstoff infolge der Schwerkraft nach dem Vergaser fliesst. Die Luftverdichtungskammer 129'unterhalb des Kolbens 15 besitzt eine Lufteinlassöffnung 131', die durch ein Saugventil 131'geregelt wird.
Eine Luftauslassöffnung 220'verbindet die Kammer 129 mit einem Kanal oder Rohr 219', das nach einem Rückschlagventil 218'am unteren Ende des Zylinders führt. Das Rohr 219'durchdringt ebenfalls die Flanschen la', lb'an der Aussenseite des Zylinders. Unter dem Rückschlagventil 2181 wird die Druckiuft von der Kammer 129'nach dem Arbeitsstahl, wie in Verbindung mit Fig. 13 beschrieben, geleitet, d. h. sie fliesst durch das Rohr 217 und die Bohrung 216 im Zylinder durch die Bohrung 215 im Einsatz 97'und dann durch die Umfangsnut 214 und aie Bohrung 213 in die kurze Bohrung 212 des Anschlagstifte 112'.
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In Fig. 16 ist weiterhin eine andere Änderung ersichtlich. Die Bohrung durch den Zylinder hat nicht durchweg denselben Durchmesser. Eine Schulter 24'ist für den Boden 21 des Zylinders vorgesehen. Dieser Boden ist genau so, wie in Fig. 7 gezeigt, und wird auf dem Sitz 24durch die Schrauben 27 gehalten.
Die in den Fig. 1 und 2 und in der Fig. 16 dargestellten Ausführungsformen haben jede besondere Vorteile. Bei der Konstruktion nach Fig. 1 und 2 befindet sich die Brennstoffluftgemischkammer unmittelbar unter dem Kolben 15, und die Leitung von der Mischkammer 29 nach der Verbrennung- kammer 80 ist kurz. Die Luftverdichtungskammer befindet sich nahe dem oberen Ende des Arbeitsstahles, so dass die Luft unmittelbar durch den Ansehlagstift nach dem Arbeitsstahl gedrückt werden kann. Die Vorteile liegen auf der Band.
Anderseits ist in der Konstruktion, Fig. 16, der Vergaser am unteren Ende des Zylinders angeordnet, so dass Brennstoff von dem Behälter 36 infolge der Schwerkraft durch das Rohr 37'ohne Zuhilfenahme einer Luftpumpe dem Vergaser zufliesst. Darin besteht der Vorteil dieser Konstruktion.
In manchen Fällen mag es wünschenswert sein, den Durchgang der verdichteten Luft durch
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erreicht, dass das obere Ende der Bohrung 115 des Stahlhalters 100 erweitert ist und einen Packungsring 221 enthält, der einen mittleren Flansch 222 aufweist, welcher gegen die Aussenseite des Schaftes 116 des Stahles 117 passt.
Der Flansch wird von einem Ring 223 umgeben, der den flachen Teil der Packung zwischen dem unteren Ende des Einsatzes und dem Boden der Vertiefung des Stahlhalters 100 einpresst und ebenso den Flansch 222 fest gegen den Schaft des Arbeitsstahles drückt. Ist der Schaft von sechseckigem Querschnitt, so ist der Flansch 222 ebenso ausgebildet, um gut gegen die flache Seite des Schaftes anzuliegen, in andern Worten, die Form des Flansches und der Öffnung des Packungsringes entspricht dem Schaft des Arbeitsstahles, Dadurch wird verhindert, dass die Luft aus dem Stahlhalter um das obere Ende 116 des Arbeitsstahles herum entweicht und sämtliche Luft in die Bohrung 125 geleitet wird.
In der in den Fig. 15,16 gezeigten Ausführungsform wird der Einsatz 97'durch einen Stift 224, welcher in einen radialen Schlitz 225 am Ende des Zylinders hineinragt, gegen Drehung gesichert, so dass die Bohrungen 215 und 216 in Deckung miteinander liegen.
Aus obigem ist ersichtlich, dass der Zylinder durch den. Kolbenhammer in drei Räume unterteilt wird, die Verbrennungskammer 30, die Brennstoffluftgemischkammer 29 und die Luftverdichtungskammer 129, von denen alle ungefähr dieselbe Länge und dasselbe Volumen besitzen. Daher wird sämtlicher Brennstoff, welcher in die Kammer 29 eingesaugt wird, bei hohem Druck in die Explosionskammer 30 beim Ende des Arbeitshubes befördert und ebenso wird die in der Kammer 30 verdichtete Luft bei hohem Druck ausgestossen, wodurch die zu bohrende Öffnung rein gehalten wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schlagwerkzeug mit Kolbenhammer, der unmittelbar durch ein Explosionsgemisch nach Art einer Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenhammer während des ersten Teiles seines Arbeitshubes auf einen, den Kolbenhammer konzentrisch umgebenden Rotor einwirkt, um ihn zu drehen, während des zweiten Teiles des Arbeitshubes jedoch ausser E'ngriff mit dem Rotor steht, welcher nach dem Schlag wieder in Eingriff mit dem Kolbenhammer tritt, um ihn für die Komprimierung des Explosionsgemisches zurückzuführen.