CH656164A5 - Druckluftramme. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckluftramme gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige auch unter der Bezeichnung Dampfhammer axial einsetzbare Werkzeuge sind z.B. aus den DE-PSen 379 665 und 278 374 bekannt. Die Abluftöffnungen sind als

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radiale Bohrungen in der Gehäusewand angeordnet und werden vom Hammerbär durch Überfahren abwechselnd geöffnet. Der Hammerbär hat einen Ringspalt zur inneren, bearbeiteten Wand des aus hochfestem Stahl gefertigten Gehäuses, was einen beträchtlichen Spaltverlust der in einen Expansionsraum zugeführten Druckluft bedingt, so dass ein derartig ausgeführter Drucklufthammer nicht nur einen enormen Luftmengenverbrauch hat, sondern der Wirkungsgrad auch relativ gering ist, da durch die Ringspalte ein beträchtliches Volumen an Druckluft ungenützt ausströmt.

Weiterhin wird der Hammerbär bei im oberen Expansionsraum anstehenden Druck nach unten beschleunigt,

wobei aufgrund der wachsenden Geschwindigkeit des Hammerbären die Druckluft dem Hammerbär nacheilt, da sie den durch die Bewegung des Hammerbären entstehenden Druckabfall ausgleichen muss. Nur ein geringer Teil der Energie der zugeführten Druckluft kann daher in Beschleunigungskraft umgesetzt werden. Zur Erzièlung einer hohen Schlagkraft sind daher lange Beschleunigungswege des Hammerbären und somit lange, voluminöse Expansionsräume erforderlich, was den Einsatz von Kompressoren hoher Leistung erfordert. So werden den Kompressor antreibende Motoren von ca. 30 KW benötigt.

Die bekannten Druckluftrammen sind sehr lang, was sie aufgrund des Stahlgehäuses sehr schwer und unhandlich macht, so dass ihre Einsatzmöglichkeiten begrenzt sind. Weiterhin ist aufgrund des hohen Verbrauchs an hochwertigem Stahl und aufgrund der vielen zu bearbeitenden Flächen ein derartiges Werkzeug sehr teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Luftverbrauch einer Druckluftramme zu senken, deren Schlagkraft bei Senkung der Herstellungskosten gleichzeitig zu erhöhen und deren Baulänge sowie deren Gewicht zu verringern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Der Hammerbär wird aufgrund der vorgesehenen Haltevorrichtung in seiner oberen Totpunktlage gehalten, wobei er die Zuluftöffnung dicht verschliesst. Die dem oberen Stauraum zugeführte Druckluft kann daher nur über die Querschnittsfläche der Zuluftöffnung auf den Hammerbären eine Kraft ausüben. Erst wenn diese Kraft die Haltekraft der Haltevorrichtung übersteigt, wird der Hammerbär nach unten bewegt. Im Stauraum wird sich aufgrund dieser Anordnung ein den Kompressordruck übersteigender Luftdruck aufbauen, so dass bei Erreichen des Ablösedruckes, bei dem die Kraft der Haltevorrichtung überwunden ist, die Druckluft des Stauraums plötzlich in den Expansionsraum einströmen kann, auf die gesamte Stirnfläche des Hammerbären wirkt und diesen explosionsartig nach unten beschleunigt. Die Beschleunigung des riammerbären ist um Faktoren grösser als beim Stand der Technik, so dass auf erheblich kürzeren Beschleunigungswegen dem Hammerbären dieselbe oder eine grössere Schlagenergie erteilt werden kann. Hieraus ergibt sich, dass die Baulänge aufgrund der kürzeren Beschleunigungswege erheblich verringert werden kann, was das Gewicht der Druckluftramme merklich vermindert. Da aufgrund der kürzeren Beschleunigungswege die den Hammerbären steuernden Expansions- und Kompressionsräume ebenfalls kleiner sind, wird der Luftverbrauch der Druckluftramme merklich verringert, so dass Kompressoren mit einer Antriebsleistung von nur 3 kW ausreichend sind. Somit sind die Betriebskosten der erfindungsgemässen Druckluftramme sehr gering.

Vorteilhafterweise ist die Haltevorrichtung durch einen in die Zuluftöffnung der Zwischenplatte einfahrenden axialen Fortsatz des Hammerbären gebildet, wobei der Fortsatz mit einer in der Zwischenplatte angeordneten Dichtung zusammenwirkt, die zur sicheren luftdichten Anlage unter radialem

Druck am Fortsatz des Hammerbären anliegt und so gleichzeitig eine radiale Klemmkraft ausübt, die den Hammerbär in seiner oberen Totpunktlage hält. Der Einfachheit halber ist der axiale Fortsatz als Ringfortsatz und die Zuluftöffnung als Ringspalt ausgebildet. Der im Stauraum ansteigende Druck wirkt so nur auf die in der Zuluftöffnung der Platte liegende Stirnfläche des Hammerbären. Erst wenn der im Stauraum anstehende Druck die Klemmkraft der Dichtung in der Zuluftöffnung überwinden kann, wird der Hammerbär nach unten bewegt, wobei nach Freigeben der Zuluftöffnung der anstehende Druck sich explosionsartig im oberen Expansionsraum ausbreitet und den Hammerbär unter enormer Beschleunigung nach unten schleudert, wodurch eine enorme Schlagkraft bei sehr kurzem Bewegungsweg erzielt wird.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Zuluftöffnung als Ringspalt zwischen dem Aussenrand der Zwischenplatte und dem Gehäuse vorgesehen, wobei nur im Aussenrand der Zwischenplatte ein Dichtring angeordnet werden muss, da die Abdichtung des Ringfortsatzes zum Gehäuse durch eine in einer Umfangsnut auf der Aussenflä-che des Hammerbären angeordnete Dichtung erzielbar ist.

Durch Konstruktionsänderungen kann die in der Zuluftöffnung wirksame Stirnfläche des Hammerbären beliebig gewählt werden, wozu auch der Startdruck der Ramme sowie die Klemmkraft im Ringspalt beliebig verändert werden können. Als Haltevorrichtung ist auch die Anordnung von Magneten möglich, die in der der magnetischen Zwischenplatte zugewandten Stirnseite des Hammerbären eingelassen sind.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse der Druckluftramme aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polycarbonat gespritzt. Hierdurch wird eine wesentliche Gewichtsverringerung sowie eine erheblich kostengünstigere Herstellung erzielt. Die schweren und aufwendig zu bearbeitenden Gehäuse aus hochwertigem Stahl entfallen ganz. Die Innenfläche des aus Kunststoff gefertigten Gehäuses braucht aufgrund der Herstellungsart nicht weiter bearbeitet zu werden. Da Polycarbonate im normalen Temperaturbereich durchsichtig sind, ist jederzeit eine optische Kontrolle der bewegten Teile der Druckluftramme möglich. Insbesondere die die Ringspalte abdichtenden O-Ringe können leicht auf Verschleiss überprüft werden, ohne die Druckluftramme auseinanderbauen zu müssen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist in der der Zwischenplatte zugewandten Stirnseite des Hammerbären ein Entlastungsventil angeordnet, über das in Verbindung mit einer Entlastungsbohrung im Hammerbär der obere Expansionsraum im Bereich des oberen Totpunkts des Hammerbären mit der Aussenluft verbindbar ist.

Das als Flatterventil ausgebildete Steuerventil der Druckluftramme Hegt vorteilhafterweise ausserhalb des Gehäuses der Druckluftramme und ist daher jederzeit einfach austauschbar. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Steuerventil aus zwei identischen Hälften zusammengesetzt, die vorzugsweise aus Kunststoff gespritzt sind und in ihren einander zugewandten Seiten Ringkanäle aufweisen, in die die benötigten Luftanschlussstutzen münden. Durch den Aufbau aus zwei gleichen Hälften ist die Fertigung eines derartigen Steuerventils besonders kostengünstig.

Weitere Merkmale von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Druckluftramme mit im oberen Totpunkt gehaltenem Hammerbär,

Fig. 2 einen Schnitt gemäss Fig. 1 mit dem Hammerbär in unterer Totpunktlage,

Fig. 3 in vergrösserter Darstellung einen Schnitt durch ein

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Entlastungsventil,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein Steuerventil,

Fig. 5 eine Ansicht eines die Ventilplatte führenden Ventileinsatzes,

Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine Druckluftramme anderer Ausführungsform.

Das Gehäuse 8 der Druckluftramme ist aus einem spritzfähigen Kunststoff, vorzugsweise aus einem Polycarbonat wie Makroion (eingetragenes Warenzeichen) hergestellt. Es besteht im wesentlichen aus einer becherförmigen oberen Zylinderhälfte 1A mit vorzugsweise einteilig angeformtem Boden 2 und aus einer gleichachsig zu dieser angeordneten unteren Zylinderhälfte IB. Die Zylinderhälften lAund 1B haben gleichen Durchmesser und etwa gleiche Wandstärke und übergreifen sich an ihren einander zugewandten Enden 33, 34 axial, so dass beim Zusammenfügen eine gleichachsige Anordnung beider Zylinderhälften sichergestellt ist. Hierzu sind die Enden 33,34 axial keilförmig ausgebildet, wodurch nach dem Zusammenfügen weder auf der Innenfläche 17 noch auf der Aussenfläche des Gehäuses 8 ein funktionshin-dernder Vorsprung entsteht.

Das von der oberen Zylinderhälfte 1A abgewandte Ende 28 der unteren Zylinderhälfte 1B weist einen innenliegenden, koaxial angeordneten Zylinderabschnitt 29 auf. Dieser ist über einen Ringboden 31, der gleichzeitig die untere Stirnfläche 12 des Gehäuses 8 bildet, mit der unteren Zylinderhälfte 1B verbunden. Durch den Zylinderabschnitt 29, die Zylinderhälfte 1B und den Ringboden 31 wird ein zum Gehäuseinneren axial offener Ringraum 32 begrenzt.

Am Gehäuse angespritzt ist im oberen und im unteren Bereich jeweils ein Luftanschlussstutzen 19, 30, der jeweils zu einem Gehäuseanschlussstutzen 86, 87 eines ausserhalb angeordneten Steuerventils 83 (Fig. 4) führt, das abwechselnd über den oberen oder den unteren Luftanschlussstutzen 19 bzw. 30 der Druckluftramme Druckluft zuführt.

Der obere Luftanschlussstutzen 19 mündet in einen Stauraum 18, der durch eine Zwischenplatte 5 vom übrigen Innenraum des Gehäuses 8 abgetrennt ist. Die Zwischenplatte 5 wird von einer Haltehülse 9 zentral durchdrungen, die an ihrem unteren Ende 14 mit einem radial nach aussen gerichteten Ansatz 11 die Zwischenplatte 5 untergreift. Vorzugsweise ist der Ansatz 11 in der Stirnfläche 23 der Zwischenplatte 5 eingelassen, so dass die dem Hammerbär 20 zugewandte Stirnfläche 13 eben ist.

Die Haltehülse 9 wird von einem Hülsenfortsatz 10 der Zwischenplatte 5 bündig umgriffen, wobei der Hülsenfortsatz mit seiner freien Stirnfläche 13 am Boden 2 des Gehäuses 8 anliegt. Das obere Ende 15 der Haltehülse 9 ist durch den Boden 2 geführt, wobei auf dem herausragenden Ende eine Mutter 16 aufgeschraubt ist, die sich am Boden 2 abstützt. Beim Festschrauben der Mutter wird die Zwischenplatte 5 mit ihrem Hülsenfortsatz 10 zwischen dem Ansatz 11 der Haltehülse 9 sowie dem Boden 2 axial verspannt, womit sichergestellt ist, dass die Stirnfläche 13 des freien Endes des Hülsenfortsatzes 10, die den Abstand der Zwischenplatte 5 zum Boden 2 bestimmt, dicht am Boden 2 anliegt. Falls erforderlich, kann zwischen der Stirnfläche 13 und dem Boden 2 auch eine Dichtung eingelegt werden, die durch die Klemmkraft auf beiden Teilen dichtend anliegt.

In der Haltehülse 9 ist radial spielfrei ein Führungsrohr 4 befestigt, vorzugsweise in der Haltehülse 9 verklebt oder hartverlötet. Das Führungsrohr 4 endet etwa an der unteren Stirnfläche 12 des Gehäuses 8.

Ein unterhalb der Zwischenplatte 5 angeordneter Hammerbär 20 teilt den verbleibenden Innenraum in einen oberen Expansionsraum 21 und einen unteren Kompressionsraum 22. In einer Umfangsnut 65 der Mantelfläche des Hammerbären 20 ist ein Dichtring 35, vorzugsweise ein O-Ring, angeordnet, dessen Dichtkante auf der Innenfläche 17 des Gehäuses 8 anliegt. Ein in einer umlaufenden Nut 66 angeordneter Dichtring 24 dichtet den oberen Expansionsraum zum Führungsrohr 4 ab. Der Hammerbär weist einen Abschnitt 37 mit verringertem Durchmesser auf, der am freien Ende 47 leicht kegelig zuläuft und in dessen Endbereich in einer Umfangsnut 42 ein Nutring 43 angeordnet ist. Die Dichtkante 44 des Nutrings 43 ragt zur Anlage an der Innenfläche 45 des Zylinderabschnitts 29 geringfügig über die Umfangsfläche 46 des Abschnitts 37 hinaus, wobei sie in der in Fig. 1 gezeigten oberen Totpunktlage des Hammerbären oberhalb der inneren Kante des Zylinderabschnitts 29 liegt und so einen Abluftkanal 77 freigibt. Aufgrund des kegeligen Zulaufens des freien Endes 47 erweitert sich der Abluftkanal 77 in Strömungsrichtung 60 der ausströmenden Luft. Die obere Kante der Innenfläche 45 ist vorteilhafterweise mit Kerben versehen, so dass die elastische Dichtlippe 44 exakt und druckunabhängig öffnen und die Abluft sicher entweichen kann.

Der Expansionsraum 21 ist, wie sich am besten aus Fig. 2 entnehmen lässt, über eine Zuluftöffnung 38 mit dem Stauraum 18 verbunden. Die Zuluftöffnung 38 ist als Ringspalt 40 zwischen dem Gehäuse 8 und der Zwischenplatte 5 vorgesehen. Im Aussenrand 7 der Zwischenplatte 5 ist vorzugsweise in einer Umfangsnut 68 ein als Lippendichtung ausgebildeter Dichtring 6 eingesetzt, dessen eine Dichtkante 39 radial in den Ringspalt 40 ragt.

Der Hammerbär 20 weist im Randbereich seiner der Zwischenplatte 5 zugewandten Stirnseite 80 einen dem Ringspalt 40 angepassten Ringfortsatz 3 auf, der in oberer Totpunktlage (Fig. 1) des Hammerbären 20 in den Ringspalt 40 eingefahren ist. In der oberen Totpunktlage ist der Spalt zwischen dem Ringfortsatz 3 und der Zwischenplatte 5 durch den am Ringfortsatz 3 anliegenden Dichtring 6 luftdicht verschlossen, während der Spalt zwischen der Innenfläche 17 des Gehäuses 8 und dem Ringfortsatz 3 durch die Dichtung 35 des Hammerbären 20 luftdicht verschlossen ist. Der Dichtring 6 wirkt dabei gleichzeitig als Haltering, da nach dem Einfahren des Ringfortsatzes 3 die Dichtkante 39 mit radialem Druck am Ringfortsatz 3 anliegt und daher auch eine Klemmkraft ausübt, die den Hammerbär 20 in seinem oberen Totpunkt gemäss Fig. 1 festhält. Zur Erzeugung einer höheren Haltekraft ist es vorteilhaft, die innere Dichtfläche des Ringfortsatzes 3 z.B. mit einer leicht konkaven Wölbung zu versehen.

Durch die in Pfeilrichtung 59 von dem Steuerventil 83 zuströmende Druckluft steigt der Druck im Stauraum 18 an, wobei dieser Druck nur über die relativ kleine Stirnfläche 69 des Ringfortsatzes 3 auf den Hammerbär 20 wirken kann. Bei einer Ausbildung des Dichtrings 6 als Lippendichtung bewirkt der ansteigende Druck gleichzeitig einen höheren Anpressdruck der Dichtkante 39 an den Ringfortsatz 3, so dass auch die Klemmkraft erhöht wird. Erst wenn der Druck auf die Stirnfläche 69 im Stauraum 18 die vom Dichtring 6 ausgeübte Festhaltekraft überwinden kann, wird der Hammerbär 20 nach unten bewegt. In dem Moment, wo der Ringfortsatz 3 unterhalb der Dichtkante 39 des Dichtrings 6 liegt, wird sich der im Stauraum 18 anstehende hohe Druck explosionsartig auf die gesamte Stirnfläche des Hammerbären 20 auswirken und diesen mit grosser Gewalt und extrem hoher Beschleunigung nach unten schleudern.

Die Geschwindigkeit des Hammerbären 20 ist durch die elementare Wucht der freigesetzten Kompressionsenergie derart hoch, dass bis zum Erreichen des unteren Totpunkts im wesentlichen keine zusätzliche Druckluft in den Stauraum 18 nachströmt. In seinem unteren Totpunkt (Fig. 2) hat der Hammerbär 20 in der Umfangsfläche des Führungsrohrs 4 vorzugsweise in Umfangsrichtung angeordnete Luftauslassschlitze 27 freigegeben, wodurch die Entlastung des Expansionsraums 21 nahezu ebenso schlagartig erfolgt wie das Her5

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unterschleudern des Hammerbären 20. Die Luftauslassschlitze 27 sind axial sehr eng, vorzugsweise etwa 2 mm breit, sind jedoch in Umfangsrichtung relativ lang ausgebildet. Durch diese Ausbildung ist ein schnelles Öffnen der Luftauslassschlitze möglich, wodurch eine schlagartige Entlastung gewährleistet ist. Die in das Führungsrohr 4 in Pfeilrichtung 61 einströmende Luft wird in einem ringförmigen Luftkanal 26, der zwischen dem eingesetzten Schaft 41 eines Werkzeugs oder eines Sondenrohrs 81 und dem Führungsrohr 4 gebildet ist, nach oben geführt und tritt durch z.B. in der Mutter 16 vorgesehene Luftkanäle 25 aus. Um den Luftkanal 26 bei eingeführtem Schaft 41 sicherzustellen, ist die auf die Haltehülse 9 aufgeschraubte kappenartige Mutter 16 mit einer dem Durchmesser des Schaftes 41 entsprechenden zentralen Bohrung versehen, so dass die Mutter 16 gleichzeitig als Distanz-halterung für den eingesetzten Schaft 41 des Werkzeuges oder des Sondenrohrs 81 dient.

Beim Herunterschleudern des Hammerbären tritt der Nutring 43 in den Zylinderabschnitt 29 ein, wobei dessen Dichtkante 44 auf der Innenfläche 45 des Zylinderabschnitts 29 dichtend zur Anlage kommt. Hierdurch ist der ringförmige Abluftkanal 77, der der Entlastung des unteren Kompressionsraumes 22 dient, verschlossen, wodurch die im unteren Kompressionsraum 22 verbleibende Luft beim Herunterfahren der Ramme verdichtet wird. Dieser Druckanstieg pflanzt sich in Pfeilrichtung 56 zum Steuerventil 83 (Fig. 4) fort, das aufgrund dieses Druckimpulses umschaltet und in Pfeilrichtung 57 dem unteren Kompressionsraum 22 Druckluft zuführt. Diese kann sich im unteren Kompressionsraum 22 nur auf die Ringfläche 70 auswirken, die durch die Stufe zum Abschnitt 37 des Hammerbären 20 gebildet ist. Der Hammerbär wird durch die einströmende Druckluft in seine obere Totpunktstellung zurückgeführt, wozu nur geringe Druckluftmengen benötigt werden. Kurz vor Erreichen der oberen Totpunktlage fährt die Dichtkante 44 des unteren Nutrings 43 aus dem Zylinderabschnitt 29 heraus und gibt den Abluftkanal 77 zur Entlastung des Kompressionsraums 22 frei. Beim Hochfahren des Hammerbären 20 werden die Abluftöffnungen 27 im Führungsrohr 4 überfahren, wonach die verbleibende Luft im Expansionsraum 21 und im Stauraum 18 verdichtet wird. Dieser Druckanstieg wird in Pfeilrichtung 58 an das Steuerventil 83 (Fig. 4) weitergegeben, wobei bei Erreichen dessen Schaltdrucks der Ringfortsatz 3 wieder den Ringspalt 40 luftdicht verschlossen hat. Nun wird wiederum in Pfeilrichtung 59 dem Stauraum 18 Druckluft zugeführt, um den Hammerbär 20 wiederum nach Überwinden der von der Dichtung 6 ausgeübten Klemmkraft herabzuschleudern.

Um beim Einfahren des Ringfortsatzes 3 in den Ringspalt 40 eine vollständige Entlastung des oberen Expansionsraums 21 zu erzielen, ist in der der Zwischenplatte 5 zugewandten Stirnfläche 80 des Hammerbären ein Entlastungsventil 48 angeordnet, das über einen Ventilstössel 50, der beim Einfahren des Ringspaltes 3 an die Stirnfläche 23 der Zwischenplatte 5 anstösst, wodurch das Entlastungsventil 48 geöffnet wird. Über eine im Zylinderabschnitt 29 mündende axiale Entlastungsbohrung 49 im Hammerbär kann die restliche Luft des oberen Expansionsraums 21 entweichen, wodurch ein fast gegendruckfreies vollständiges Einfahren des Ringfortsatzes 3 in den Ringspalt 40 ermöglicht ist, so dass der Hammerbär eine maxiinal mögliche, obere Totpunktlage einnimmt.

Um einen vorzeitigen Verschleiss des Dichtrings 35 des Hammerbären 20 zu vermeiden, ist die Umfangsnut 65 der Dichtung 35 so hoch angeordnet, dass sie in der unteren Totpunktlage des Hammerbären oberhalb der Trennfuge 36 liegt, die durch Zusammenfügen der beiden Zylinderhälften 1A und 1B entsteht. Die umlaufende Nut 66 zur Aufnahme der Dichtung 24 im Innenumfang des Hammerbären ist so angeordnet, dass sie in oberer Totpunktlage des Hammerbären unterhalb der Luftauslassschlitze 27 liegt. Bei Betrieb wird so ein Überfahren der Luftauslassschlitze 27 bzw. der Trennfuge 36 durch die Dichtringe vermieden.

5 Durch konstruktive Änderung der vom Druck im Stauraum 18 beaufschlagten Fläche kann der «Startdruck» der Druckluftramme beliebig festgelegt werden. So ist z.B. auch eine Ausführung mit radial weiter innenliegendem Ringspalt als Zuluftöffnung möglich, wobei dann jedoch beidseitig des io eingefahrenen Ringfortsatzes eine Dichtung vorgesehen werden muss. Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Dichtring 35 des Hammerbären 20 die Funktion einer sonst zusätzlich noch anzuordnenden Dichtung mit übernehmen kann.

15 Ebenso ist durch konstruktive Änderung des Zylinderabschnitts 29 sowie des darin eintauchenden Abschnitts 37 des Hammerbären 20 eine Änderung der wirksamen Fläche im Kompressionsraum 22 möglich. Grundsätzlich sollte jedoch die Ringfläche 70 gerade so bemessen werden, dass ein siche-20 res Anheben des Hammerbären 20 in seine obere Totpunktlage (siehe Fig. 1) gewährleistet ist, wobei der im Kompressionsraum 22 aufzubauende Druck zum Umschalten des Steuerventils den Schlag der Druckluftramme möglichst wenig mindern soll.

25 Das in Fig. 3 vergrössert dargestellte Entlastungsventil 48 ist in einer Ausnehmung 54 (Fig. 2) in der der Zwischenplatte 5 zugewandten Stirnseite 80 des Hammerbären 20 eingelassen. Es besteht im wesentlichen aus drei Zwischenringen 51, 52, 53, die übereinanderliegend in der Aufnahme 54 angeord-30 net und durch ein in die Aufnahme eingeschraubtes Verschlussglied 55 gesichert sind. Im Verschlussglied 55 sind mehrere axial durchgehende, in einen Ringkanal 71 des oberen Zwischenrings 51 mündende Bohrungen 72 vorgesehen. Der Ringkanal 71 führt über einen Lufteinlass 73 in einen 35 Ventilraum 76 des mittleren Zwischenrings 52. In diesem Ventilraum 76 ist ein Ventilsitz 64 mit einem in Schliessrich-tung federbelasteten Ventilteller 63 vorgesehen, der über einen axial aus der Aufnahme 54 herausragenden Ventilstössel 50 betätigbar ist. Wird der Ventilstössel 50 niedergedrückt, 40 so öffnet das Ventil 63,64 und der Ventilraum 76 ist über einen Auslasskanal 74 mit der Entlastungsbohrung 49 im Hammerbär verbunden.

Der Ventilstössel 50 ragt so weit aus der Aufnahme 54 heraus, dass er im Moment des dichtenden Einfahrens des 45 Ringfortsatzes 3 in den Ringspalt 40 zur Anlage an die Stirnfläche 23 der Zwischenplatte 5 gelangt, wodurch beim weiteren Anheben des Hammerbären 20 der Ventilstössel 50 gegen die Kraft der Ventilfeder 62 eingeschoben wird. Der Ventilteller 63 hebt vom Ventilsitz 64 ab, wodurch die im oberen so Expansionsraum 21 noch verbleibende Luft in Pfeilrichtung 102 durch das Entlastungsventil 48 und die Entlastungsbohrung 49 entweichen kann. Durch die Entlastung des oberen Expansionsraums 21 wird ohne jede Druckminderung in der Steuerleitung zum Steuerorgan ein zusätzlich kräftiger Ein-55 schub des Ringfortsatzes 3 in den Ringspalt 40 erzielt, der Hammerbär 20 also in seine höchstmögliche obere Totpunktlage gebracht. So können noch zwischen der Zwischenplatte 5 und der Stirnseite 80 des Hammerbären auftretende Adhäsionskräfte als Haltekräfte ausgenutzt werden.

60 Durch die Aufteilung des Entlastungsventils in drei Zwischenringe ist eine einfache Herstellung des Entlastungsventils 48 möglich, insbesondere sind die Zwischenringe sowie das Verschlussglied aus Kunststoff spritzbar, da keine Hinter-schneidungen auftreten. Ebenso kann auch die Zwischen-65 platte 5 aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polycarbonat wie Makroion (eingetragenes Warenzeichen) gespritzt werden.

Das an die Luftanschlussstutzen 19,30 der Druckluft

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ramme anzuschliessende Steuerventil 83 ist in Fig. 4 dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus zwei im Spritzguss aus Kunststoff hergestellten, gleich ausgebildeten Hälften 84, in deren einander zugewandten Stirnflächen Ringkanäle 85 vorgesehen sind. Jeder Ringkanal 85 umgibt koaxial einen axialen Gehäuseanschlussstutzen 86 bzw. 87 und weist weiterhin einen in den Ringkanal 85 mündenden, radialen Druckluftanschlussstutzen 88 auf. In jeder Hälfte 84 sind zudem axial durchgehende Bohrungen 94 vorgesehen, die ausserhalb des Ringkanals 85 liegen. Die beiden Hälften 84 liegen deckungsgleich aufeinander, so dass die Ringkanäle 85 einen Ringraum 89 mit Gehäuseanschlussstutzen 86, 87 und Druckluftanschlussstutzen 88 bilden und die Bohrungen 94 einen durchgehenden Bohrkanal bilden. Im Ringraum 89 ist ein im Boden der jeweiligen Ringkanäle 85 festliegender, ringförmiger Ventileinsatz 90 angeordnet, der die Mündung der Gehäuseanschlussstutzen 86, 87 koaxial umgibt. Im Inneren des Ventileinsatzes ist eine Ventilplatte 93 gelagert, die mit den als Ventilsitzen 91,92 ausgebildeten Mündungen der Gehäuseanschlussstutzen 86,87 zusammenwirkt. Jeder Ventileinsatz 90 weist in seinem auf dem Boden der Ringkanäle 85 aufliegenden Bereich Durchbrüche 95 auf (Fig. 5), so dass die über die Druckluftanschlussstutzen 88 zuströmende Druckluft durch die Durchbrüche 95 in den Innenraum der Ventileinsätze 90 strömt und von dort durch den von der Ventilplatte 93 jeweils freigegebenen Gehäuseanschlussstutzen 86 bzw. 87 aus dem Steuerventil ausströmt (vgl. eingezeichnete Pfeile). Durch den durchgehenden Bohrkanal 94 werden z.B. Schrauben gesteckt, mit denen die beiden Ventilhälften 84 dichtend zusammengeschraubt werden.

Der Gehäuseanschlussstutzen 86 des Steuerventils 83 ist z.B. mit dem Luftanschlussstutzen 19 der Druckluftramme (Fig. 1) verbunden, während der Gehäuseanschlussstutzen 87 des Steuerventils 83 mit dem Luftanschlussstutzen 30 des Gehäuses 8 verbunden ist. Der Druckluftanschlussstutzen 88 der oberen Hälfte 84 ist mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden, der untere Druckluftanschlussstutzen 88 wird abgetrennt und/oder die Öffnung verschlossen oder verklebt. Durch die gleiche Ausbildung der Hälften 84 ist eine einfache und kostengünstige Fertigung des Steuerventils möglich, da identisch gleiche Teile gespritzt werden können und nur eine Form erforderlich ist.

Durch einen Druckimpuls, wie er vom hin- und hergehenden Hammerbär 20 abwechselnd im Stauraum 18 und im Ringraum 32 erzeugt wird, wird die jeweils verschlossene Mündung eines Gehäuseanschlussstutzens 86 geöffnet, um die Druckluft dem dem Gehäuseanschlussstutzen 86 zugeordneten Raum zuzuführen.

Die Druckluftramme gemäss Fig. 6 besteht aus einem einteiligen, becherförmigen, gespritzten Kunststoffzylinder 1, in dessen Boden 2 das zentrale Führungsrohr 4 und ein parallel-achsiges Abluftsteuerrohr 96 eingespritzt ist, das den Luftauslassschlitzen 27 entsprechende Öffnungen 97 und 98 hat.

Das Abluftsteuerrohr 96 durchdringt die Zwischenplatte 5 und den Hammerbär 20. Die Abluftöffnungen sind so angeordnet, dass der Hammerbär 20 in seiner unteren Totpunktlage (gezeichnete Stellung) die Abluftöffnung 97 öffnet,

wobei die Abluftöffnung 98 verschlossen ist, und in seiner oberen Totpunktlage die Abluftöffnung 98 öffnet, wobei die Abluftöffnung 97 verschlossen ist. Die Abluft des oberen Expansionsraums 21 sowie des unteren Kompressionsraums 22 wird durch das Abluftsteuerrohr 96 abgeleitet.

Die aus magnetischem Material bestehende Zwischenplatte 5 ist mittels einer auf das Führungsrohr 4 aufgeschraubten Haltehülse 9 und einer zwischen dem Boden 2 und der Zwischenplatte 5 angeordneten Feder 99 gehalten. Die Zuluftöffnung 38 ist durch mindestens eine axiale Bohrung in der Zwischenplatte 5 gebildet, wobei in der Bohrung eine Topfmanschette 78 mit einer der Stirnseite 80 des Hammerbären 20 zugewandten Dichtkante 89 angeordnet ist.

In der Stirnseite 80 des Hammerbären 20 ist mindestens ein Magnet 82 eingelassen, durch den der Hammerbär 20 in seiner oberen Totpunktlage an der Zwischenplatte 5 festgehalten wird. In dieser Lage liegt die Dichtkante 79 luftdicht auf der Stirnfläche 80 des Hammerbären an, so dass der im Stauraum 18 sich aufbauende Druck wiederum nur auf die die Zuluftöffnung 38 verschliessende Fläche des Hammerbären 20 wirken kann, wodurch die erfindungsgemässe Wirkung gegeben ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 8 durch einen luftdicht eingesetzten Ambossteil 100 verschlossen, über den der Hammerbär 20 seine Schlagenergie, z.B. auf eine Schlagplatte 101 eines Werkzeugs, abgibt. Die Zwischenplatte 5, der Hammerbär 20 und das Ambossteil 100 sind durch Dichtringe luftdicht im Gehäuse 8 geführt. Lediglich die Abdichtung des Abluftsteuerrohrs 96 im Hammerbär 20 erfolgt durch eine möglichst genaue Passung. Die Arbeitsweise der Dampframme nach Fig. 6 entspricht im wesentlichen der vorstehend bereits beschriebenen Ausführungsform (Fig. 1 und 2).

Um eine grosse Haltekraft zu erzielen, ist die dem Hammerbär 20 zugewandte Stirnseite der Zwischenplatte 5 sowie die zugewandte Stirnseite 80 des Hammerbären 20 genau plan bearbeitet und vorzugsweise geschliffen ausgeführt. Die Topfmanschetten stehen geringfügig, vorzugsweise um etwa Vwo mm, über die Stirnfläche 23 der Zwischenplatte 5 über. Durch die plane Bearbeitung können zudem Adhäsionskräfte als Haltekräfte ausgenutzt werden.

Um bei Dauerbetrieb der Druckluftramme eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten, können z.B. auf dem Mantel des Gehäuses 8 Kühlrippen angeordnet sein oder eine Kühlvorrichtung vorgesehen werden.

Die Zuluftöffnung 38 hat einen Durchtrittsquerschnitt, der mindestens etwa dem doppelten Luftzufuhrquerschnitt des Luftanschlussstutzens 19 entspricht. Die vom Kompressor bei einer Antriebsleistung von nur ca. 3 kW erzeugte Druckluft hat etwa 8-10 bar Druck.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Druckluftramme wird zudem erreicht, dass die Rückholgeschwindigkeit des Hammerbären 20 wesentlich geringer ist als die Schlaggeschwindigkeit, so dass die Rückschläge der Druckluftramme auch bei hoher Schlagleistung sehr gering sind.

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3 Blatt Zeichnungen

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1. Druckluftramme für Werkzeuge, bestehend aus einem in einem Gehäuse (8) angeordneten Hammerbär (20), der das Gehäuseinnere in einen oberen (21) und einen unteren (22) Kompressions- bzw. Expansionsraum aufteilt, wobei die Räume über Luftanschlussstutzen (19,30) und ein Steuerventil (83) abwechselnd mit einer Druckluftquelle verbindbar sind und je eine vom Hammerbär (20) abwechselnd geöffnete Abluftöffnung (25,27,77) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Expansionsraum (21) durch eine zur Stirnseite (80) des Hammerbären (20) etwa parallele Zwischenplatte (5) ein Stauraum (18) abgeteilt ist, in den der Luftanschlussstutzen (19) des oberen Expansionsraumes (21) mündet, dass in der Zwischenplatte (5) mindestens eine Zuluftöffnung (38) vom Stauraum (18) zum oberen Expansionsraum (21) angeordnet ist, die vom Hammerbär (20) in seinem oberen Totpunkt (Fig. 1) dicht verschlossen ist, wobei der Hammerbär (20) im oberen Totpunkt zusätzlich durch eine Haltevorrichtung axial festgehalten ist.

2. Druckluftramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Fortsatz (3) des Hammerbären (20) im oberen Totpunkt (Fig. 1) in der Zuluftöffnung (38) der Zwischenplatte (5) liegt, und dass ein in der Zwischenplatte (5) angeordneter Dichtring (6) luftabdichtend mit radialem Druck am Fortsatz (3) anliegt und zusammen mit diesem die Haltevorrichtung für den Hammerbär (20) bildet (Fig. 1).

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PATENTANSPRÜCHE

3. Druckluftramme nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluftöffnung (38) durch einen Ringspalt (40) zwischen dem Aussenrand (7) und der Zwischenplatte (5) und dem Gehäuse (8) gebildet ist, dass im Aussenrand (7) ein Dichtring (6) mit einer radial in den Ringspalt (40) ragenden Dichtkante (30) vorgesehen ist und der zugeordnete axiale Fortsatz des Hammerbären (20) als Ringfortsatz (3) ausgebildet ist und im oberen Totpunkt (Fig. 1) im Ringspalt (40) liegt.

4. Druckluftramme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (5) magnetisch ausgebildet ist und in der ihr zugewandten Stirnseite (80) des Hammerbären (20) Magnete (82) angeordnet sind, die die Haltevorrichtung bilden.

5. Druckluftramme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8), die Zwischenplatte (5) und der Hammerbär (20) von einem Führungsrohr (4) zentral und weitgehend luftdicht durchdrungen sind,

wobei das Führungsrohr (4) etwa an der unteren Stirnfläche (12) des Gehäuses (8) endet und im Boden (2) des Gehäuses befestigt ist.

6. Druckluftramme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (41) eines Werkzeuges oder eines Sondenrohres (81) mit radialem Abstand zur Wandung des Führungsrohres (4) in dieses einsetzbar ist, wobei am Boden (2) des Gehäuses (8) eine Distanzhalterung (16) mit einer dem-Durchmesser des Schaftes (41) entsprechenden Zentralbohrung angeordnet ist, die Luftkanäle (25) aufweist, durch die die zwischen dem Führungsrohr (4) und dem Schaft (41) strömende Abluft in die Aussenluft entweicht.

7. Druckluftramme nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Führungsrohr (4) axial sehr enge Luftauslässe (27), z.B. Umfangsschlitze, für eine plötzliche Entlastung des oberen Expansionsraumes (21) vorgesehen sind, wobei die Luftauslässe (27) so angeordnet sind, dass sie etwa im unteren Totpunkt (Fig. 2) des Hammerbären (20) durch den Hammerbären (20) geöffnet sind.

8. Druckluftramme nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) für eine rationelle Fertigung, vorzugsweise im Spritzgussverfahren aus Polycarbonat gefertigt, zweiteilig ausgebildet ist und aus einer becherförmigen oberen Zylinderhälfte (1A) mit vorzugsweise einteilig angeformtem Boden (2) und aus einer gleichachsig angeordneten unteren Zylinderhälfte (1B) zusammengesetzt ist, wobei das von der oberen Zylinderhälfte (1A) abgewandte Ende (28) der unteren Zylinderhälfte (1B) durch einen innenliegenden, koaxialen Zylinderabschnitt (29) gebildet ist, der mit der unteren Zylinderhälfte (1B) über einen die untere Stirnfläche (12) des Gehäuses (8) bildenden Ringboden (31) verbunden ist und einen zum Gehäuseinneren axial offenen Ringraum (32) begrenzt.

9. Druckluftramme nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderhälften (1A, 1B) gleichen Durchmesser und gleiche Wandstärke haben und dass sich die einander zugewandten Enden (33,34) der Zylinderhälften (1A, 1B) axial dichtend übergreifen.

10. Druckluftramme nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hammerbär (20) durch je einen in einer Umfangsnut (65,66) angeordneten Dichtring (24, 35), wie z.B. ein O-Ring, im Gehäuse (8) luftdicht abgedichtet ist.

11. Druckluftramme nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hammerbär (20) einen im Durchmesser verringerten Abschnitt (37) mit einem in dessen Endbereich in einer Umfangsnut (42) angeordneten Nutring (43) aufweist, dessen eine Dichtkante (44) zur Anlage an der Innenfläche (45) des Zylinderabschnittes (29) über die Umfangsfläche (46) des Abschnittes (37) vorsteht, wobei sich das freie Ende (47) des im Durchmesser verringerten Abschnittes (37) unterhalb des Nutringes (43) leicht kegelförmig verjüngt und einen Abluftkanal (77) bildet.

12. Druckluftramme nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutring (43) im oberen Totpunkt (Fig. 1) des Hammerbären (20) zumindest mit der Dichtlippe (44) aus dem Zylinderabschnitt (29) ausgefahren ist, wobei in der überfahrenen Zylinderkante vorteilhafterweise Einkerbungen zum unbehinderten Luftaustritt vorgesehen sind.

13. Druckluftramme nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Hammerbär (20) eine durch ein Entlastungsventil (48) verschliessbare, vorzugsweise axiale, durchgehende Entlastungsbohrung (49) angeordnet ist, wobei das Entlastungsventil (48) im oberen Totpunkt (Fig. 1) des Hammerbären (20) durch Anstossen seines Ventil-stössels (50) an der Zwischenplatte (5) geöffnet ist.

14. Druckluftramme nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (83) ausserhalb des Gehäuses (8) liegt.

15. Druckluftramme nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (83) aus zwei gleichen, aus Kunststoff gespritzten Hälften (84) zusammengefügt ist, die in ihren einander zugewandten Seiten jeweils einen Ringkanal (85) und einen in den Ringkanal mündenden Gehäuse-Anschlussstutzen (86, 87) sowie einen Druckluftanschlussstutzen (88) aufweisen.

16. Druckluftramme nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem aus den Ringkanälen (85) gebildeten Ringraum (89) ein aus zwei Teilen bestehender, gespritzter Ventileinsatz (90) angeordnet ist, der eine Ventilplatte (93) führt, die mit den als Ventilsitzen (91, 92) ausgebildeten Mündungen der Gehäuseanschlussstutzen (86, 87) zusammenwirkt.