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Bohrhammer mit Druckluftantrieb
Die Erfindung bezieht sich auf Schlagbohrhämmer mit Druckluftantrieb mit mehreren wechselweise arbeitenden Schlagkolben und selbsttätiger Umsetzung des Schlagwerkzeuges mittels eines quer zur Hammerachse angeordneten, druckluftbetätigten Hilfskolbens sowie mit einer gemeinsamen Steuerung der beiden Schlagkolben und des Hilfskolbens.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das gleichmässige, wechselweise Arbeiten der beiden Schlagkolben relativ zueinander und zu der Umsetzvorrichtung sicherzustellen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass im Steuergehäuse des Hammers ein mit zwei parallelen Umfangsnuten ausgestatteter Schieber angeordnet ist, der mit einer oder mehreren Umfangsnuten in der Schiebergleitfläche zusammenarbeitet, von welchen die zu den beiden Schlagkolben sowie der Umsetzeinrichtung führenden Druckmittelkanäle ausgehen.
Der Schieber kann als Rohrschieber ausgebildet sein, der die dem Zylinder der Schlagkolben zuzuführenden Druckmittelströme gleichzeitig aber unabhängig voneinander umsteuert.
Die Erfindung wendet bei einer andern bevorzugten Ausführungsform einen Kolbenschieber als Steuerorgan an, dem im Steuergehäuse an der Schieber gleitfläche drei parallele Umfangsnuten zugeordnet sind, von denen die mittlere mit der Druckmittelzuleitung, die beiden äusseren mit zwei auf verschiedenen Kolbenseiten liegenden Zylinderräumen der beiden Schlagkolben in Verbindung stehen, wobei die Räume des Steuergehäuses auf beiden Seiten des Steuerschiebers abwechselnd mit je einem von zwei auf verschiedenen Seiten der Schlagkolben liegenden Zylinderräumen nach Massgabe der Schieberstellung verbunden werden.
Um die Steuerung auch für die Umsetz-oder Drehvorrichtung des Werkzeuges zu verwenden. ist im Steuergehäuse jeder der beiden Schiebernuten je ein Kanal zugeordnet. der in der einen Schieberstellung abgesperrt, in der andern aber mit der danebenliegenden, zu den Zylinderräumen der Schlagkolben führenden Gehäusenut verbunden ist.
Durch diese Ausbildung der Steuerung ergeben sich verschiedene Vorteile. Zunächst ist dadurch, dass das Druckmittel zwangsläufig immer gleichzeitig zwei Zylinderräumen, z. B. dem Arbeitsraum des einen und dem Rückholraum des andern Schlagkolbens oder umgekehrt, zugeführt wird, ein einwandfreier Gleichlauf beider Schlagkolben auch bei hohen Schlagzahlen gewährleistet. Ferner ist es z. B. möglich, beide Schlagkolben in Abhängigkeit von der Bewegung des einen Kolbens, vorzugsweise des am weitesten vom Steuerorgan liegenden Zylinderraumes aus zu beeinflussen, wodurch eine Voreilung des nahe der Steuerung angeordneten Schlagkolbens verhindert wird.
Eine ähnliche Wirkung kann man dadurch erreichen, dass man den Raum an der einen Seite des Kolbenschiebers mit dem Zylinderraum oberhalb des einen Schlagkolbens und auf der andern Seite mit dem Zylinderraum unterhalb des andern Schlagkolbens. also gewissermassen in Kreuzschaltung verbindet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigen Fig. l einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Steuerung mit Rohrschiebem und Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Steuerung mit Kolbenschieber.
Bei der Ausführungsform nach Fig. l ist 81 der Zylinderraum für den oberen Schlagkolben 82, der auf
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das Werkzeug 84 mit seinem kolbenstangenartigen Ansatz 83 schlägt, und 86 der Zylinderraum für den unteren Schlagkolben 85. Zur Steuerung beider Kolben dient der Rohrschieber 87, der in einer Verlänge- rung des oberen Zylinderraumes 81 angeordnet ist. Die übliche Zylinderkappe, die den Handgriff trägt und auf den Zylinderkopf 88 aufgeschraubt wird, ist fortgelassen.
Im Zylinderkopf 88 ist gleichachsig zum Rohrschieber ein Ringkanal 89 vorgesehen, der an die Druck- luftzuleitung (nicht dargestellt) angeschlossen ist. Vom Kanal 89 führt eine Bohrung 90 zu einer Ringnut
91, die in der Gleitfläche des Rohrschiebers im Kopf ausgespart ist, und eine Bohrung 92 führt in den Zy- linderraum 81 oberhalb des Kolbens 82. Die Mündung der Bohrung 92 liegt im Bewegungsbereich des Rohr- schiebers 87.
Bei der dargestellten Lage der Steuerungsteile tritt Druckmittel durch Kanal 89 in den Raum oberhalb des Schlagkolbens 82 ein und bewirkt den Leistungshub. Gleichzeitig strömt Druckluft durch Kanal 90 in die Ringnut 91 und von dort über die Umfangsnut 93 des Rohrschiebers in den Gehäusekanal 94', 94, der mit dem Raum 95 unterhalb des Unterkolbens 85 in Verbindung steht, wodurch die Rückholbewegung des- selben erfolgt.
Die Umsteuerung geht auf folgende Weise vor sich :
Unter den Stufenflächen 98, 99 des Rohrschiebers strömt Druckluft, z. B. durch den Gehäusekanal 100, der sich in den Ringkanal 89 öffnet. Sobald der Oberkolben 82 die Auspufföffnung 101 und der Unterkol- ben die Auspufföffnung102 überflogen hat, entsteht im oberen Zylinderraum des Oberkolbens ein plötz- licher Druckabfall. Der Rohrschieber 87 wird dabei durch die auf den Stufenflächen 96, 97 ständig lasten- de Druckluft umgestellt. Die Öffnungsbewegung des Schiebers dauert an, bis dieser die Öffnung 92 abge- sperrt hat und die zweite Umfangsnut des Schiebers in den Bereich der Ringnut 91 gekommen ist.
Druck- mittel strömt jetzt von 89 durch Kanal 90, Ringnut 91 in die andere Umfangsnut 96 des Rohrschiebers, und von dort durch einen parallel zum Kanal 94 verlaufenden Kanal und dessen Mündung 97 in den Zy- linderraum oberhalb des Schlagkolbens 85, so dass dieser einen Arbeitshub macht. Gleichzeitig strömt
Druckmittel durch die jetzt vom Schieber 87 freigegebene Öffnung des Kanals 103 in den Zylinderraum unterhalb des Oberkolbens 82, so dass dieser in die dargestellte Ausgangslage zurückgeht.
Beim Überfliegen der Auspufföffnungen 101 bzw. 102 entsteht in den entsprechenden Zylinderräumen ein plötzlicher Druckabfall, wodurch der Rohrschieber 87 infolge des auf seine grössere Endfläche 87'ein- wirkenden Luftdruckes in die dargestellte Lage zurückgeschoben wird. Das Arbeitsspiel kann sich dann wiederholen.
Wie ersichtlich, steuert der Rohrschieber 87 gleichzeitig beide Kolben des Hammers, jedoch in be- zug auf die Druckmittelströmung getrennt voneinander.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 hat das Zylindergehäuse 71 des dargestellten Hammers zwei Zylinderräume 72, 73, in denen je ein Schlagkolben 74 bzw. 75 angeordnet ist. Der Kolben 74 hat einen stangenartigenAnsatz 106, welcher die Trennwand 107 zwischen den Zylinderräumen 72. 73 verschiebbar, aber dichtend durchsetzt und ebenso eine zentrale Bohrung 108 des Unterkolbens 75. Durch verschiedenen
Durchmesser der Zylinderräume 72, 73 bzw. der Schlagkolben 74, 75 sind gleichgrosse, mit dem Druck- mittel beim Arbeitshub beaufschlagte Kolbenflächen gebildet : auch haben, beide Kolben gleiche Masse, so dass ihre Schlagmomente praktisch gleich sind.
Das Zylindergehäuse 71 wird oben durch den z. B. aufgeschraubten Zylinderkopf 109 geschlossen, an dem ein (nicht dargestellter) Handgriff oder sonstige Haltevorrichtung angebracht sein kann. Der untere
Zylinderraum wird durch einen Gehäuseteil 110 geschlossen, der die Führung für das Werkzeug 111 bildet, auf das die Schlagkolben unter Vermittlung eines Ambosses 112 wirken.
Der Zylinderkopf 109 dient bei der dargestellten Ausführungsform als Steuergehäuse und hat eine sich stufenförmig verjüngende zentrale Bohrung 113, die das als Hohlkolbenschieber ausgebildete Steuerorgan
140 aufnimmt. Die Bohrung 113 ist oben durch einen Stopfen 115 verschlossen, an dem der Anschlussnip- pel 116 für die Druckmittelzuführung (nicht dargestellt) vorgesehen ist.
Die zugeführte Druckluft od. dgl. strömt vom Anschlussnippel 116 durch den Kanal 117 zu einer Ringnut 118, die in der als Führungsfläche für den Steuerschieber 140 dienenden Innenwand des Steuergehäuses ausgespart ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Lage des Steuerschiebers strömt das Druckmittel von der Ringnut 118 durch die eine Umfangsnut 119 des Schiebers über die benachbarte im Steuergehäuse vorgesehene Ringnut 118'in die (hintereinander liegenden) Kanäle 120, 121, die Druckmittel bei 122 dem
Zylinderraum 72'unterhalb des Oberkolbens 72 und bei 123 dem Zylinderraum 73'oberhalb des Unter- kolbens 75 zuleiten. Dadurch wird der Oberkolben 74 aufwärts bewegt (Rückholhub) und der Unterkolben 75 abwärts (Schlaghub).
Die Zeichnung gibt beide Kolben in der Endstellung dieser Hubbewegungen wieder.
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Beim Abwärtsgang hat der Unterkolben 75 die Wandöffnung 124 freigegeben, so dass Druckmittel aus der Füllung des Zylinderraumes 73'durch den Wandkanal 125 in den unteren Hohlraum 126 des durch die Trennwand 127 etwa in der Mitte unterteilten Steuerschiebers 140 einströmen kann. Der Steuerschieber wird dadurch angehoben und in seine andere Steuerlage gebracht, in welcher der Ringvorsprung 128 gegen die Stirnfläche 129 der Verschraubung 115 anliegt.
Das Druckmittel macht jetzt folgenden Weg : Von der Ringnut 118, die dauernd mit dem Anschlussnippel 116 in Verbindung steht, strömt Druckluft durch die andere Umfangsnut 119'des Steuerschiebers über die Ringnut 118" in den Ringkanal 130 und von dort in die Wandkanäle 131, 132, von denen der Kanal 131'zum Zylinderraum 72 oberhalb des Oberkolbens 74 führt und Kanal 131" zum Zylinderraum 73 unterhalb des Unterkolbens. Der Unterkolben 75 macht also jetzt einen Rückhub und der Oberkolben 74 einen Schlaghub.
Beim Aufwärtsgang überfliegt der Unterkolben 75 eine Wandöffnung 132. durch die Druckmittel aus der Füllung des Zylinderraumes 73 unterhalb des Unterkolbens 75 in den Wandkanal 133 einströmen kann, der bei 134 in den oberen Hohlraum 135 des Steuerschiebers 140 mündet, so dass der Steuerschieber wieder in die dargestellte Ausgangslage zurückbewegt wird, womit das beschriebene Arbeitsspiel von neuem beginnen kann.
Die Auspuffluft der beiden Schlagkolben kann vorteilhaft für den Antrieb der im vorstehenden be- schriebenen Umsetzvorrichtung ausgenutzt werden. Zu diesem Zweck sind im Steuergehäuse 109 noch die Kanäle 136, 13*7 vorgesehen, die mit derUmfangsnut 119'bzw. 119 des Steuerschiebers in Verbindung stehen, wenn durch diese Auspuffluft strömt, jedoch von der ihnen zugeordneten Umfangsnut'getrennt sind, wenn diese mit Druckmittel beaufschlagt werden. In der dargestellten Lage ist z. B. Kanal 136 mit der von der Auspuffluft erfüllten Umfangsnut 119'verbunden, während Kanal 137 von der zugehörigen auf
Druckmittel stehenden Umfangsnut 119 getrennt ist.
Die Anordnung ist derart, dass die Umsetzvorrichtung abwechselnd Antriebsmittel aus den Kanälen 136, 137 erhält, u. zw. genau im Takt der beiden Arbeits- schlagkolben jeweils kurz nach Auftreffen eines Kolbens auf das Werkzeug bzw. die Bohrstange. Die Bohr- stange wird also stets im unbelasteten Zustand gedreht. Die Kanäle 136, 137 sind mit den Zuführkanälen der Umsetzvorrichtung z. B. durch (nicht dargestellte) Rohrleitungen verbunden.
Von dem Ringkanal 118 führt ein kleiner Zweigkanal 138 zu zwei Öffnungen 139, 140', die im Bereich des ringförmigen Vorsprungs 128 des Steuerschiebers derart angeordnet sind, dass der Steuerschieber durch
Druckluft in seiner jeweiligen Endlage nachgiebig festgehalten wird, bis ein Umstellimpuls erfolgt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bohrhammer mit Druckluftantrieb mit mehreren wechselweise arbeitenden Schlagkolben und selbst- tatiger Umsetzung des Schlagwerkzeuges mittels eines quer zur Hammerachse angeordneten, druckluftbe- tätigten Hilfskolbens sowie mit einer gemeinsamen Steuerung der beiden Schlagkolben und des Hilfskol- bens, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergehäuse des Hammers ein mit zwei parallelen Umfangsnuten ausgestatteter Schieber angeordnet ist, der mit einer oder mehreren Umfangsnuten in der Schiebergleit- flache zusammenarbeitet, von welchen die zu den beiden Schlagkolben sowie der Umsetzeinrichtung führenden Druckmittelkanäle ausgehen.