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Durch Pulverkraft betriebenes Werkzeug
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Verwendbarkeit eines Pulverpresslings erlaubt die Loslösung von einer relativ teuren Patronierung und gibt die Möglichkeit, das erfindungsgemässe Werkzeug für grössere Arbeitsleistungen wirtschaftlich einzuset- zen, wie z. B. zum Zerschlagen von Gesteinsblöcken u. dgl. durch Einzelschlag. Durch die Relativbeweg- lichkeit der Brennkammerzum Meissel und zur Meisselführung werden sowohl eine Beschädigung der Brenn- kammer durch die beim Zünden auftreffende Rückstossmasse als auch ein vorzeitiges Ausstossen der Zündkapsel durch den Gasdruck und damit Druckverluste durch Wegströmen der Gase in unwirksame Räume vermieden.
Gemäss weiteren Merkmalen der Erfindung kann die Brennkammer in an sich bekannter Weise in dem hinteren Teil des Meissels oder im Lauf in Richtung der Werkzeugachse eingesetzt sein.
Um die Brennkammer mit dem Pulverpressling und der Zündkapsel in das Werkzeug einsetzen zu kön- nen, kann dieses mit einem bekannten Bajonettverschluss versehen sein. In manchen Fällen kann es aber auch vorteilhaft sein, die Brennkammer gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung in eine Bohrung eines Zylinders einzusetzen, der im Gehäuse am Grunde einer an sich bekannten Lademulde drehbar gelagert ist, wobei die Bohrung senkrecht zur Zylinderachse und die letztere senkrecht zur Werkzeugachse liegt.
In den Fig. 1 - 3 und 6 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 4 und 5 zeigen weitere Ausbildungen der Brennkammer des Beispieles nach Fig. 3.
Bei dem in Fig. l gezeigten Merkmal, das zum Zerspalten von Gesteinsblöcken dient, ist die Brennkammer 1 im Meissel 4 eingesetzt und relativ zum Meissel 4 nach hinten und relativ zur Meisselführung 5 mit dem Meissel nach vorn beweglich. Die zum Laden herausnehmbare Brennkammer 1 schliesst den Brennraum nach hinten ab und ist mit getrennten Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers für die Aufnahme eines Pulverpresslings 2 und einer Zündkapsel 3 versehen. Auf der rückwärtigen Seite der Brennkammer 1 ist der Döpper 6 im Gehäuse-Hinterteil 7 bewegbar.
Im Döpper 6 wird der Zündhammer 8 mittels einer Feder 9 gegen eine Federringpackung 9'gedrückt, die mittels der Mutter 11 im Gehäuse-Hinterteil 7 gehalten wird. Durch einen Hammerschlag auf das durch die Bohrung 13 der Mutter 11 ins Freie ragende Zündhammerende 12 wird die Feder 9 zusammengepresst, so dass der Schlag auf den Döpper 6 übertragen wird, der dann gegen die Zündkapsel 3 schlägt, die nach der Zündung den Pulverpresslung 2 entflammt. Der in der Brennkammer 1 entstehende Gasdruck drückt einerseits gegen den Meissel 4 und anderseits gegen den Döpper 6. Es wird der Meissel 4 nach vorwärts beschleunigt, während die Vorwärtsbewegung des Döppers 6 vom Gasdruck der Brennkammer nach einer kurzen Strecke abgebremst wird.
Durch die Abbremsung der Vorlaufgeschwindigkeit des Döppers 6 auf der Nachlaufstrecke 14 wird ein wesentlicher Teil des Rückstosses kompensiert. Legt man z. B. eine dem Döpper zur Zündung erteilte Schlagwucht von 4 mkg zugrunde, so verringert sich der Rückstoss fast um diesen Energiewert. Während der Zeit des Meisselantriebes drückt die Brennkammer gegen den Döpper 6, der schliesslich nach rückwärts beschleunigt wird und die Federringpackung 9'zusammenpresst, welche mittels einer Mutter 11 kraftschlüssig mit dem Gehäuse-Hinterteil 7 verbunden ist. Infolge der kraftschlüssigen Verriegelung 15 zwischen Gehäuse-Hinterteil 7 und Gehäuse-Vorderteil 5 beschleunigt der Rückstoss nunmehr auch das ganze Gerät nach rückwärts.
Infolge der Massenträgheit des auf dem Gehäuse-Hinterteil gleitbaren Handgriff-Schlittens 16 und der auf dem Handgriff-Schlitten nach vorwärts ge- richtten Gewichte der Arme wird die Rückstossfeder 17 zwischen Handgriff-Schlitten 16 und dem Federteller 18 vom Rückstoss so zusammengepresst, dass auf die Hände eine. grössere, als die jeweilige Kraft der
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wirksamden, wobei die Verdrehung des Gehäuse-Hinterteiles 7 im Bajonettverschluss 15 über die Kugel 19 und Nut 20 durch den Handgriffschlitten 16 erfolgt. Die Handgriffe 21 dienen in diesem Falle als Drehhebel.
Nachdem der Meissel 4 die freie Flugstrecke 22 zurückgelegt hat, entweichen die Pulvergase der Brennkammer 1 über die Bohrungen 23 und 24 ins Freie. Um den nach dem Schuss am Schutzteller 25 anliegenden Meissel 4wiederin die Ausgangsstellung zu bringen, wird der Schutzteller mit dem Flansch 26 gegen die Kraft der Vorholfeder 27 gepresst, welche gegen den Gelenkring 28 abgestützt ist. Mittels der auf den Bolzen 29 wirkenden Kraft der Ringfeder 30 wird der Meissel 4 im Vordergehäuse 5 festgehalten. Durch Entspannung der Vorholfeder 27 entsteht für den Meissel 4 die Flugstrecke 22. Die freie Flugstrecke 22 des Meissels bildet den Vorteil, dass die Zerteilungskraft bei harten Materialien, d. h. kurzen Eindring- wegen, sich um ein Vielfaches vergrössert gegenüber der auf den Meissel wirkenden Kraft des Gasdruckes.
Der im Vergleich zum Schaft grosse Meisselkopf erzeugt bei kurzen Eindringwegen, d. h. bei grossem Eindringwiderstand, hohe Zerreissspannungen im Material.
Bei dem Beispiel nach Fig. 2 wird der Impuls zum Zünden nicht mehr von aussen mittels Handham-
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mer zugeführt, sondern durch Vorwärtsbewegung der im Gehäuse 7 angeordneten Schlagmassen hervorge- rufen. Die Brennkammer 1 ist mit dem Pulverpressling 2 und der Zündkapsel 3 im Gehäuse-Vorderteil 5 längsaxial verschiebbar, während der Meissel 4 vor der Brennkammer angeordnet ist. Auf der rückwärti- gen Seite der Brennkammer 1 schliesst sich der Zündhammer 8 an, der mittels Feder 9 im Döpper 6 axial bewegbar ist. Der Döpper 6 ist seinerseits im Gehäuse-Hinterteil axial bewegbar. Gehäuse-Hinterteil und
Gehäuse-Vorderteil sind wieder mittels eines Bajonettverschlusses 15 verbunden. Der Döpper 6 ist mit dem Schlaghammer 10 verschraubt, der das hintere Gehäuse 7 umfasst.
Mittels der Segmentkeile 12, wel- che durch den Ring 12'und den Federring 13 gehalten sind und sich in der Abflachung 14 des hinteren Ge- häuses führen, ist der Schlaghammer 10 um den Schlaghub 14'nach hinten zu bewegen, wobei der Hand- griff-Schlitten 16 gegen die mit dem Schlaghammer 10 fest verbundene Schulter 18 anliegt. Zwischen dem Handgriff-Schlitten 16 und einem Bund des Schlaghammers 10 liegt wieder die Rückstossfeder 17.
Zum Zünden der Zündkapsel 3 werden der um den Schlaghub 14'hochgehoben Handgriff-Schlitten
16, der Schlaghammer 10 und der Zündhammer 8 um den Schlaghub 14" abwärts gestossen. Die Brenn- kammer nimmt den Schlagimpuls auf und bewegt sich etwas nach vorne. Die gezündete Zündkapsel 3 entflammt den Pulverpressling 2. Der entstehende Gasdruck in der Brennkammer drückt einerseits gegen den Hammer 4 und anderseits drückt die Brennkammer gegen den Zündhammer 8. Der Zündhammer schlägt nach rückwärts gegen den beim Zünden nach vorwärts bewegten Döpper 6, während die Brenn- kammer, sich gegen das Gehäuse 7 abstützend, zur Ruhe kommt.
Die Vorlaufenergie von Döpper und
Schlaghammer wirkt gegen den nach rückwärts gerichteten Brennkammerdruck und verringert wieder, wie nach Fig. 1, den vom Brennkammerdruck ausgehenden Rückstoss.
In bezug auf die Funktion des Meissels mit dem Schutzteller 25, des Flansches 26 und der Vorhol- feder 27 gelten sinngemäss die zu Fig. 1 gemachten Ausführungen.
Bei dem Beispiel nach Fig. 3 ist der Mechanismus zum Zünden wie nach Fig. 2 als Teil des Gerätes ausgebildet. Der Döpper 6 ist mit dem Schlaghammer 10 verschraubt, welcher das hintere Gehäuse 7 um- fasst. Mittels der Segmentkeile 12, welche durch den Ring 12" und den Federring 13 festgehalten sind und sich in der Abflachung 14 des hinteren Gehäuses 7 führen, ist der Schlaghammer 10 um den Schlaghub 14'nach hinten zu bewegen, wobei der Handgriff-Schlitten 16 gegen die mit dem Schlaghammer fest verbundene Schulter 18 anliegt. Zwischen dem Handgriff-Schlitten 16 und dem Schlaghammer 10 liegt wieder die Rückstossfeder 17. Der Meissel 4 ist im Gehäuse-Vorderteil 5 axial verschiebbar und reicht mit seinem Zapfen 32 an die Brennkammer 1.
Die Brennkammer 1 mit Pulverpressling 2 und der Zündkapsel 3 ist in einem Drehzylinder 33 angeordnet, der im Gehäuse 34 von aussen drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 34 mit der Lademulde 35 ist mit dem Gehäuse-Vorderteil 5 und dem Gehäuse-Hinterteil 7 fest verbunden. Auf der rückwärtigen Seite der Brennkammer 1 schliesst sich der Zündhammer 8 an, der mittels einer Feder 9 im Döpper 6 axial bewegbar ist.
Zum Zünden der Zündkapsel 3 wird der um den Schlaghub 14'hochgehoben Handgriff-Schlitten 16 um den Schlaghub nach vorne gestossen, wodurch die Brennkammer 1 mit dem Gehäuse 34 und dem Gehäuse 5 und 7 gegen die Kraft der Vorholfeder 27 relativ zur Hülse 26', die in diesem Augenblick die Meisselführung übernimmt, etwas nach vorne bewegt wird. Die gezündete Zündkapsel entflammt den Pulverpressling. Der entstehende Gasdruck in der Brennkammer drückt einerseits gegen den Zapfen 32 des Meissels 4 nach vorne und anderseits als Rückstosskraft gegen den Zündhammer 8 und das Gehäuse 34. Der Zündhammer schlägt nach rückwärts gegen den beim Zünden vorwärts bewegten Döpper 6, welcher mit der Schlaghammermasse 10 fest verbunden ist.
Die zum Zünden erzeugte Vorlaufenergie von Döpper und Schlaghammer wird schliesslich durch die Rückwärtsbewegung der Gehäusemassen 34, 7, 5, welche von der Brennkammer ausgeht, als Stossenergie verbraucht, wodurch der auf das Gehäuse 34 wirksame Rückstoss der Brennkammer zum Teil kompensiert wird.
Zum Zwecke einer besseren Spaltabdeckung zwischen Drehzylinder 33 und dem Gehäuse 34 kann man die Brennkammer 1 im Drehzylinder 33 nach Fig. 4 mittels Feder 36 und Sprengring 37 derart lagern, dass beim Zündschlag die Brennkammer 1 um die Strecke 38 (Fig. 5) über den Drehspalt 39 des Drehzylinders 33 gleitet, wobei die nachlaufenden Massen vom Zündhammer 8, Döpper 6 und Schlaghammer 10 den Vorgang der Spaltabdeckung solange aufrechterhalten, bis die Verbrennung weitgehend abgeschlossen ist, womit die Verschmutzung des Drehspaltes 39 vermeidbar ist.
In bezug auf die Halterung des Meissels 4 im Gehäuse-Vorderteil, ferner in bezug auf die Funktion des Schutztellers 25, des Flansches 26 und der Vorholfeder 27, welche sich gegen das Gehäuse 34 abstützt, gelten sinngemäss die zu Fig. 1 gemachten Ausführungen.
Der Einsatz des Gerätes in wettergefährdeten Stollenbedingt vorgeschriebene Sicherheiten gegenüber der Entflammbarkeit von Grubengas. Diese Sicherheit ist in bezug auf dem hinter der Zündkapsel liegen-
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den Teil des Gerätes nach den Fig. 1 - 5 gegeben. Zur Vermeidung der Stichflammenbildung im Vorderteil kann man dem Pulverpressling eine Beiladung von Salz, z. B. Natriumcarbonat, beigeben oder diese mit dem Pulverpresslingverpressen. DieVerbrennung des Salzes erstickt bekanntlich die Entflammung von Grubengas.
In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Brennkammer 1 durch eine an sich bekannte Lademulde 40 des Gehäuseblocks 41 von aussen her zugeführt und im Lauf eingesetzt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Durch Pulverkraft betriebenes Werkzeug, bestehend aus einem Gehäuse, das mit einer Zündvorrichtung für eine axial angeordnete Brennkammer sowie mit einer Führung für einen von den Pulvergasen bewegten Meissel versehen ist und bei dem der Meissel vor seiner Arbeitsleistung eine Freiflugstrecke im Werkzeug zurücklegt, gekennzeichnet durch eine relativ zum Meissel (4) und zur Meisselführung bewegliche, zum Laden herausnehmbare und den Brennraum nach hinten abschliessende Brennkammer (1) mit getrennten Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers für die Aufnahme eines Pulverpresslings (2) und einer Zündkapsel (3).