CH661467A5 - Schlagbohrhammer. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schlagbohrhammer gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind mehrere Typen von Schlagbohrhämmern bekannt. Bekannt ist beispielsweise ein Schlagbohrhammer der eingangs genannten Art, bei dem die Mittel zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen als axiale Nuten an der Innenfläche des Zylinders in der Kontaktzone des Schlagkolbens mit dem Arbeitswerkzeug ausgebildet sind, wobei die Länge der Nuten grösser als die Höhe des Schlagkolbens ist, so dass im Augenblick des Vorbeilaufens desselben an den erwähnten Nuten die Arbeitskammer mit dem Luftkissen und mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt wird.

Ein Nachteil dieses Schlagbohrhammers ist eine erhebliche Streuung energetischer Parameter wegen der Änderung der Rücksprungsgrösse des Schlagkolbens vom Arbeitswerkzeug beim Bearbeiten von Materialien unterschiedlicher Festigkeit. Dies erklärt sich dadurch, dass für eine normale Arbeit eine beträchtliche Durchgangsquerschnittsfläche der axialen Nuten erforderlich ist. Bei einer Änderung der Rücksprunggrösse des Schlagkolbens ändert sich die Zeit, in welcher die Arbeitskammer geöffnet wird, und die Saugwirkung beim Leerhub des Antriebskolbens hat eine erhebliche Streuung, was beim Arbeitshub des Antriebskolbens die Be-schleunigungsgrösse des Schlagkolbens und folglich seine Schlagenergie destabilisiert.

Bekannt ist ferner ein Schlagbohrhammer, bei dem die Mittel zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen als Längskanal an der Innenwand des Zylinders ausgebildet sind, der mit seinem Querschnitt das Luftkissen während eines Teils des Hubes des Schlagkolbens, beginnend vom Augenblick der Berührung des Arbeitswerkzeuges, mit der Atmosphäre in Verbindung setzt.

Ein Nachteil dieser Lösung ist ihre geringe Zuverlässigkeit, die dadurch bedingt ist, dass scharfe Kanalkanten die

Dichtungselemente des Schlagkolbens rasch zum Verschleiss bringen.

Ein weiterer Nachteil ist eine instabile Schlagarbeit wegen des Einziehens der elastischen Abdichtungen in die Kanalzone und der hierdurch bewirkten Änderung der Durch-gangsquerschnittsfläche des Kanals.

Bekannt ist ferner ein Schlagbohrhammer (beispielsweise aus der DE-PS Nr. 2 550 727), der eingangs genannten Art, bei dem die Mittel zur Kompensation von Luftverlusten aus der Arbeitskammer durch eine Bohrung im feststehenden Zylinder gebildet sind, die das Luftkissen mit dem Zwischenraum zwischen dem feststehenden Zylinder und dem Gehäuse in Verbindung setzt.

Ein Nachteil dieser Lösung ist ein erschwertes Anlassen des Schlagbetriebes aus der Lage des schlagfreien Leerlaufs in Schlagbohrhämmern mit einem Kommutatormotorantrieb, der eine flache Drehmomentkennlinie besitzt. Im belastungsfreien Leerlauf besitzt dieser Antrieb eine erheblich hohe Drehzahl. Im Augenblick der Überführung der Maschine aus dem Leerlauf in den Schlagbetrieb besitzt der Antriebskolben eine Frequenz von hin- und hergehenden Bewegungen, die der Frequenz dieser Bewegungen beim Leerlauf gleich ist. Der geringe Durchlassquerschnitt der erwähnten Bohrung, die für den Schlagbetrieb erforderlich ist, gewährleistet nicht bei erhöhter Frequenz der hin- und hergehenden Kolbenbewegungen einen rechtzeitigen Austritt der überschüssigen Luft aus der Arbeitskammer. Hierbei vermindert die erwähnte überschüssige Luft die Saugwirkung beim Leerrückhub des Antriebskolbens und erschwert das Auffangen des Schlagkolbens, was bei einer eventuellen Zunahme der Speisenetzspannung, durch die die Drehzahl des Motors weiter ansteigt, besonders spürbar ist.

Eine Vergrösserung des Durchlassquerschnittes der erwähnten Bohrung verbessert das Anlaufen des Schlagbohrhammers im Übergangszustand, setzt aber zugleich die Energie eines Einzelzuschlags herab. Im stationären Schlagbetrieb führt die vergrösserte Bohrungsquerschnittsfläche zur Minderung des Unterdruckes beim Rückhub des Kolbens. Dadurch erfolgt der Aufwärtsgang des Schlagkolbens auf eine geringere Höhe, wodurch der Beschleunigungsweg des Schlagkolbens beim Arbeitshub verkürzt wird. Die verminderte Beschleunigung des Schlagkolbens für den auszuführenden Schlag bewirkt eine Abnahme der Schlagenergie desselben.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsstabilität im Übergangszustand vom schlagfreien Betrieb (Leerlauf) zum Schlagbetrieb (Arbeitszustand) bei Schlagbohrhämmern zü erhöhen, besonders bei solchen, deren Antrieb eine flache Drehmomentkennlinie aufweisen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der vorgeschlagene Schlagbohrhammer die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale aufweist.

Eine der Ausführungsformen der Erfindung weist die im Kennzeichen des Patentanspruches 2 umschriebenen Merkmale auf.

Diese konstruktive Ausführung gestattet es, eine stabile Arbeit im Übergangszustand vom Leerlauf zum Arbeitszustand von Schlagbohrhämmer zu gewährleisten, die mit einem Antrieb mit flacher Drehmomentkennlinie arbeiten, insbesondere bei einem Speisespannungsanstieg.

Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Mittel zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen durch zwei in der Zylinderwand in einem Längsabstand voneinander angeordneten Bohrungen ausgebildet sind, was ihre Funktionen aufzuteilen und eine wirksame Arbeit in verschiedenen Betriebszuständen zu gewähr2

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leisten erlaubt. Hierbei verhält es sich so, dass je weiter von der Stirnfläche des Schlagkolbens die eine Bohrung liegt, desto mehr Zeit bis zur Überdeckung derselben durch den Schlagkolben bei dessen Rückbewegung vergeht, wenn die Bohrung das Luftkissen mit dem Zwischenraum zwischen dem Zylinder und dem Gehäuse in Verbindung setzt. Im Schlagbetrieb geschieht die Kompensation der Luftverluste aus dem Luftkissen vorwiegend durch die Bohrung, die sich in der Nähe der Stirnfläche des Antriebskolbens befindet, während die Bohrung, die sich in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche des Schlagkolbens befindet, auf die Bewegung des Schlagkolbens und letztlich auch auf die Schlagenergie desselben keinen Einfluss ausübt, da die Zeit in der diese Bohrung das Luftkissen mit dem Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder in Verbindung setzt (Zeit, während der der Schlagkörper einen Weg von der Berührungslage mit dem Arbeitswerkzeug bis zur Überdeckung dieser Bohrung zurücklegt) gering und deren Anteil an der Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen unbedeutend ist. Zugleich sind im Augenblick der Überführung der Schlagbohrmaschine aus dem Leerlauf in den Schlagbetrieb, d.h. wenn der Schlagkolben noch ohne Rücksprung vom Arbeitswerkzeug auf diesem abgestützt ist, die beiden Bohrungen stets geöffnet sind und sich an der Luftüberströmung in zeitlicher Hinsicht in gleichem Masse beteiligen. Hierbei reicht die Summe der Durchlassquerschnitte der beiden Bohrungen zum rechtzeitigen Ablassen der überschüssigen Luft aus dem Luftkissen bei einer in bezug auf den stationären Betriebszustand erhöhten Frequenz der Kolbenbewegung aus, die bei Schlagbohrhämmer zu verzeichnen ist, welche mit einem Antrieb mit flacher Drehmomentkennlinie arbeiten, der eine starke Abhängigkeit seiner Drehzahl vom Widerstandsmoment aufweist. Das rechtzeitige Ablassen der überschüssigen Luft aus dem Luftkissen beim Arbeitshub des Antriebskolbens gestattet es, einen sicheren Unterdruck im Luftkissen beim Rückhub desselben und demzufolge auch das Auffangen des Schlagkolbens aus seiner Berührungslage mit dem Arbeitswerkzeug zu gewährleisten, was ein sicheres Überführen des Bohrhammers in den Schlagbetrieb ermöglicht.

Die Erfindung ermöglicht es, den Schlagbohrhammer störungsfrei in allen möglichen Betriebsweisen zu betreiben, ein sicheres Überführen des Bohrhammers aus dem Leerlauf in den Schlagbetrieb bei einem Anstieg der Speisenetzspannung um 20% und mehr über den Nennwert zu gewährleisten, wenn der Schlagbohrhammer beispielsweise mit einem Kommutatormotorantrieb arbeitet.

Die erfindungsgemäss vorgesehene Anordnung der Bohrungen längs des Zylinders bedarf zur zuverlässigen Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen vorzugsweise eines sehr geringen Durchmessers dieser Bohrungen, was die Zuverlässigkeit von Dichtungselementen, die am Schlagkolben angebracht sind, in günstiger Weise beeinflusst.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen verständlich, die praktisch ausführbare Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Schlagbohrhammer im Schnitt, bei dem der Antriebskolben im unteren Totpunkt ist und die Lage im oberen Totpunkt durch gestrichelte Linie angedeutet ist,

Fig. 2 das Diagramm eines Schlagarbeitszyklus, wo es bedeutet:

Sn — die Bewegung des Antriebskolbens (zeitlich durch eine Sinusoide beschrieben);

R — den halben Hub des Antriebskolbens (in dieser Variante gleich dem Kurbelhalbmesser)

10 — die Grösse des ursprünglichen Luftkissens (Abstand zwischen Antriebskolben und Schlagkolben in ihren unteren Endlagen);

ß — den Kurbeldrehwinkel;

Sschi.; Sschi. Û Sschi.2 — die Verschiebung des Schiagkolbens bei verschiedenen konstruktiven Parametern des Schlagbohrhammers;

Sschi. 1; Sschi. 11 ; Sschi. 21 — die Verschiebungen des Schlagkolbens, die den Bewegungsbahnen Sschi ■ Sschi. r SSchi. 2 entsprechen, bei einer 10-Versetzung nach oben (vereinigte Diagramme der Kurve Sn und der Bewegungsbahnen des Schlagkolbens);

11 — den Abstand zwischen der Stirnfläche des Schlagkol bens und der oberen Bohrung;

12 — den Abstand zwischen der Stirnfläche des Schlagkol bens und der unteren Bohrung;

tj — die Bewegungszeit des Schlagkolbens beim Rückhub des Antriebskolbens bis zum Augenblick der Überdeckung der oberen Bohrung durch den Schlagkolben;

Ì2 — die Arbeitszeit des Schlagbohrhammers beim geschlossenen Luftkissen;

t3 — die Bewegungszeit des Schlagkolbens zum Schlag beim Arbeitshub des Antriebskolbens bei über die obere Bohrung geöffnetem Luftkissen;

t4 — die Bewegungszeit des Schlagkolbens beim Rückhub des Antriebskolbens bis zum Augenblick der Überdeckung der unteren Bohrung durch den Schlagkolben;

Sschi. 1 (Sschi. 11 — die Bewegungsbahn des Schlagkolbens, wobei der Schnittpunkt m. 5' mit der Kurve Sn (der dem Punkt m.5 entspricht), von der Stirnfläche des Schlagkolbens einen Abstand aufweist, der einem vollen Hub des Arbeitskolbens entspricht und 2R beträgt;

Sschi.2 (Sschi.21) — die Bewegungsbahn des Schlagkolbens, die die Kurve Sn im vereinigten Diagramm im Punkt m6' schneidet, wobei dieser Schnittpunkt dem Punkt entspricht, und von der Stirnfläche des Schlagkolbens in einem Abstand liegt, der einem halben Kolbenhub entspricht und R beträgt.

Der in Fig. 1 dargestellte Schlagbohrhammer weist ein Gehäuse 1 mit einem Antrieb 2 auf, der eine Hin- und Herbewegung eines Antriebskolbens 3 gewährleistet. Im Gehäuse 1 ist ein feststehender Zylinder 4 angeordnet, dessen Wände mit dem Gehäuse 1 einen Zwischenraum 5 freilassen. Innerhalb des feststehenden Zylinders 4 befindet sich ein frei schwimmender Schlagkolben 6, der vom Antriebskolben 3 durch ein Luftkissen 7 getrennt ist. In der Wand des feststehenden Zylinders 4 sind eine Bohrung 8 und eine Bohrung 9 ausgebildet, die das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 zwischen den Wänden des feststehenden Zylinders 4 und dem Gehäuse 1 in Verbindung setzen. Hierbei liegt die Bohrung 8 in der Zone der Stirnfläche 10 des Antriebskolbens 3 bei dessen unterem Totpunkt, und die Bohrung 9 liegt in der Nähe der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6, wenn dieser mit einem Arbeitswerkzeug 12 in Berührung steht. Der Schlagkolben 6 und der Kolben 3 sind jeweils mit elastischen Dichtungselementen 13 und 14 versehen.

In der Wand des Zylinders 4 sind ferner Leerlaufbohrungen 15 vorgesehen, die durch die Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6 in dessen Berührungslage mit dem Arbeitswerkzeug 12 überdeckt sind.

Ein herkömmlicher Schlagbohrhammer arbeitet folgenderweise. Bei der Bewegung des Antriebskolbens 3 aus der Lage des unteren Totpunktes aufwärts (Rückhub des Kolbens) bewegt der im Luftkissen 7 zwischen dem Antriebskolben 3 und dem Schlagkolben 6 entstehende Unterdruck den letzteren dem Antriebskolben 3 folgend aufwärts. Beim Arbeitshub des Antriebskolbens 3 drückt dieser, indem er sich dem Schlagkolben 6 entgegen bewegt, das Luftkissen 7 zu5

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sammen, und unter der Einwirkung des entstandenen Überdruckes ändert der Schlagkolben 6 seine Bewegungsrichtung, indem er sich nun zum Schlag auf das Arbeitswerkzeug 12 bewegt. Danach wiederholt sich der Zyklus.

Während der in der Zone vom Punkt ml bis Punkt m2 in Fig. 2 gelangt in das Luftkissen 7 aus dem Zwischenraum 5 durch die Sitzspalte eine bestimmte Luftmenge, und beim Zusammendrücken in der Zone vom Punkt m2 bis Punkt m4 wird eine bestimmte Luftmenge aus dem Luftkissen 7 abgeführt. Für einen normalen Betrieb des Schlagbohrhammers muss ein Gleichgewicht während eines Schlagzyklus zwischen der in das Luftkissen 7 eintretenden Luftmenge und der aus ihm abgeführten gewährleistet sein.

Bei abgeschlossenem Luftkissen 7 wird dieses Gleichgewicht während eines Schlagzyklus nicht erzielt. Dies geschieht deshalb, weil der Druck beim Zusammenpressen des Luftkissens 7 in diesen Maschinen mehrere Atmosphären erreicht, das Druckgefälle im Unterdruck aber kann eine Atmosphäre nicht übersteigen, wenn im Zwischenraum 5 atmosphärischer Druck besteht. Hierbei gewährleistet das grössere Druckgefälle auch höhere Ausströmungsgeschwindigkeiten, weshalb beim Zusammendrücken des Luftkissens 7 eine grössere Luftmenge aus ihm abgeführt, als ihm während der Saugwirkung zugeführt wird. Dies führt dazu, dass von Zyklus zu Zyklus in dieser Maschine das Luftvolumen im Luftkissen 7 abnimmt und der Schlagkolben 6 allmählich an den Kolben 3 näher kommt, während die Schläge des Schlagkolbens 6 auf das Arbeitswerkzeug 12 aufhören.

Zur Gewährleistung des erwähnten Gleichgewichts sind dagegen beim dargestellten Schlagbohrhammer zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen 7 die zwei längs des Zylinders 4 in einem Abstand angeordneten, in der Zylinderwand in der Nähe der einander zugekehrten Stirnflächen 10 und 11 des Antriebskolbens 3 bzw. des Schlagkolbens 6 ausgebildeten Bohrungen 8 und 9 vorgesehen.

Der so ausgebildete Schlagbohrhammer arbeitet folgenderweise. Beim Rückhub des Antriebskolbens 3 (die Bewegungsbahn Sn in Fig. 2) bewegt sich der Schlagkolben 6 unter der Einwirkung des im Luftkissen 7 entstehenden Unterdruckes hinter dem Antriebskolben 3 her (s. die Bewegungsbahn Sschi. in Fig. 2). Durch die Bohrung 8 gelangt hierbei in das Luftkissen 7 eine bestimmte Luftmenge. Nach Verlauf einer Zeit t) überdeckt der Schlagkolben 6 bei seiner Bewegung, nachdem er einen Weg Ii bis zur Bohrung 8 (Punkt m2 in Fig. 2) zurückgelegt hat, diese Bohrung und der Luftzutritt zum Luftkissen durch die Bohrung 8 wird abgebrochen. Danach erfolgt die Bewegung des Schlagkolbens 6 vom Punkt m.2 bis zum Punkt m.3 während einer Zeit t2 bei geschlossenem Luftkissen 7 so lange, bis er seine Bewegungsrichtung unter der Einwirkung des beim Arbeitshub des Antriebskolbens 3 entstandenen Druckes ändert. Bei der Bewegung zum Schlag bis zum Punkt m.4 durchläuft der Schlagkolben die Bohrung 8 im Punkt m.3, wobei der Zwischenraum 5 mit dem Luftkissen 7 in Verbindung gesetzt wird, aus dem während einer Zeit t3 unter Druckeinwirkung durch die Bohrung 8 ein Teil der Luft abgeführt wird. Der Durchflussquerschnitt der Bohrung 8 wird so gewählt, dass die in das Luftkissen 7 während der Zeit ti eintretende und die aus ihm während der Zeit t3 abgeführte Luftmenge ausgeglichen wären und die Luftverluste aus dem Luftkissen 7 durch die Sitzspalte hierdurch kompensiert würden.

Die Bohrung 9, die von der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6 in einem wesentlich kleineren Abstand (I2 in Fig. 2) als die Bohrung 8 liegt, übt einen unbedeutenden Einfluss auf die Funktion der Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen 7 im Schlagbetrieb der Maschine aus, weil die Zeit t4, in der das Luftkissen 7 auch über die Bohrung 9 mit dem Zwischenraum 5 in Verbindung steht, gering ist.

In der Leerlaufstellung der Maschine, bei der das Gehäuse 1 angehoben ist, während das Arbeitswerkzeug 12 zusammen mit dem Schlagkolben abwärts verschoben sind, setzen die Leerlaufbohrungen 15 das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 in Verbindung. Der Durchlassquerschnitt der Bohrungen 15 ist ausreichend um eine freie Luftzirkulation zwischen dem Luftkissen 7 und dem Zwischenraum 5 ohne Erzeugung eines Druckgefalles zwischen ihnen zu gewährleisten. Der Kolben 3 führt dabei eine Hin- und Herbewegung mit der Leerlauffrequenz aus, während der Schlagkolben 6 unbeweglich bleibt.

Beim Überführen der Maschine aus dem Leerlauf in den Arbeitszustand stösst der Antriebskolben 3 beim Absinken des Gehäuses 1 in dem Augenblick, wenn der Schlagkolben 6 die Leerlaufbohrungen 15 überdeckt, durch die Bohrungen 8 und 9 unabhängig von der Lage des Antriebskolbens 3 im Augenblick der Überdeckung der Bohrungen 15 durch den Schlagkörper 6 eine ausreichende Luftmenge hinaus, damit bei seinem Rückhub Unterdruck erzeugt, danach der Schlagkolben 6 aufwärts bewegt und letzten Endes der Schlagbohrhammer in Schlagbetrieb übergeht. Hierbei ist zur Abführung der überschüssigen Luft aus dem Luftkissen 7 beim Anlauf zum Schlagbetrieb aus dem Leerlauf die Fläche der beiden Bohrungen 8 und 9 gleich wichtig, wenn man berücksichtigt, dass der Schlagkolben 6 in diesem Augenblick unbeweglich ist.

Da die Arbeit des Bohrhammers im Schlagbetrieb von der Bohrung 9 unbedeutend beeinflusst wird, kann der Durchlassquerschnitt der letzteren zur Gewährleistung einer sicheren Abführung einer entsprechenden Luftmenge aus dem Luftkissen 7 und im Endergebnis zur Gewährleistung eines sicheren Übergangs des Bohrhammers aus dem Leerlauf in den Arbeitszustand variiert werden.

Dieser Umstand ist von grosser Bedeutung, wenn der Bohrhammer mit einem Antrieb mit flacher Drehmomentkennlinie arbeitet. Eine solche Kennlinie besitzt beispielsweise ein Kommutatormotorantrieb, bei dem eine starke Abhängigkeit der Rotordrehzahl vom abgenommenen Drehmoment an seiner Welle besteht. Im Leerlauf, wenn das abgenommene Drehmoment gering ist, ergibt ein solcher Antrieb eine erheblich höhere Frequenz der Hin- und Herbewegungen des Antriebskolbens 3 als im Schlagbetrieb. Dieser Umstand führt dazu, dass beim Überführen des Bohrhammers aus dem Leerlauf in den Schlagbetrieb im ersten Zeitmoment beim Überdecken der Leerlaufbohrungen 15 durch den Schlagkolben 6 der Bohrhammer bereits im Schlagbetrieb steht, während die Bewegungsgeschwindigkeit des Antriebskolbens 3 erheblich höher als die Frequenz dieser Bewegungen im Arbeitslauf ist. Die infolge des genannten Um-standes erhöhte Bewegungsgeschwindigkeit des Antriebskolbens 3 bei dessen Arbeitshub bietet keine Möglichkeit für den Austritt der überschüssigen Luft aus dem Luftkissen 7 durch die Bohrungen 8 und 9, deren Fläche ausgehend von der Bedingung einer sicheren Arbeit im Schlagbetrieb gewählt wurde. Dadurch wird beim Rückhub des Antriebskolbens 3 im Luftkissen 7 kein zum Heben des Schlagkörpers 6 ausreichender Unterdruck erzeugt und demnach auch der Schlagbetrieb nicht sichergestellt. Da jedoch die Abhängigkeit des Schlagbetriebs von der Ausführung der Bohrung 9 unbedeutend ist, kann der genannte Nachteil durch eine Ver-grösserung der Querschnittsfläche der letzteren ohne Schwierigkeiten beseitigt werden.

Der genannte Umstand gewinnt an besonderer Bedeutung bei einem Anstieg der Speisespannung über den Nennwert, da der Kommutatormotorantrieb in diesem Fall die Rotordrehzahl ebenfalls vergrössert, wodurch der Übergangszustand noch stärker beeinträchtigt wird.

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Auf diese Weise werden die Funktionen der Bohrungen 8 und 9 in den Arbeitsprozessen aufgeteilt. Die erste, die von der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6 in einem grösseren Abstand liegt, gewährleistet den Schlagbetrieb, während die zweite, die in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche 11 liegt, einen sicheren Übergang aus dem Leerlauf in den Arbeitszustand gewährleistet, ohne dass dabei die Parameter des stationären Schlagbetriebes verschlechtert werden.

Von einer sehr grossen Bedeutung ist dabei die genaue Lage der Bohrungen 8 und 9. Da die Bohrung 9 die Parameter des Schlagbetriebes nicht wesentlich ändern soll, wird sie zweckmässigerweise so nahe wie möglich zur Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6 angeordnet. Hierbei wird die Zeit t4, in der der Schlagkolben 6 einen Weg I2 zurücklegt, minimal sein, während die Parameter des Schlagbetriebs in weiten Änderungsbereichen der Querschnittsfläche der Bohrung 9 unverändert bleiben.

Zu einer einwandfreien Arbeit der Dichtungselemente 13 und 14 sowie zur Gewährleistung der Unabhängigkeit der Schlagbetriebsparameter von der Änderung der Rück-sprungsgrösse des Schlagkolbens 6 vom Arbeitswerkzeug 12 beim Arbeiten mit Stoffen unterschiedlicher Festigkeit, muss die Bohrung 8 so weit wie möglich entfernt von der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6 liegen. Hierbei nimmt die Zeit tj, in der das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 in Verbindung steht, zu, und zum Ein- und Ablassen aus dem Luftkissen 7 ein und derselben Luftmenge ist ein geringerer Querschnitt der Bohrung 8 notwendig. Zugleich muss der Abstand Ii begrenzt und nicht grösser als der Abstand von der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6 bis zum Punkt m.2 sein, der dem Schnittpunkt m.21 der Bewegungsbahnen Sn und Sschi. im vereinigten Diagramm entspricht. In diesem Punkt gelangt unter der Einwirkung des Unterdruckes durch die Bohrung 8 eine bestimmte Luftmenge in das Luftkissen 7, und bei seiner weiteren Bewegung drückt der Antriebskolben 3 das vergrösserte Volumen des geschlossenen Luftkissen 7 zusammen. Das vergrösserte Volumen des Luftkissens 7 in der Zone seiner maximalen Zusammendrückung vom Punkt m.2 bis zum Punkt m.3 gewährleistet einen niedrigeren Arbeitsdruck, was sich auf die Vibrationen des Gehäuses 1 günstig auswirkt. Bringt man die Bohrung 8 weiter von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 als Punkt m.2 an, so findet in der Zusammendrückungszone vorn Punkt m.2 bis zum Punkt m.3 ein Ausstoss einer bestimmten Luftmenge aus dem Luftkissen 7 statt, was zum Druckanstieg zwischen dem Antriebskolben 3 und dem Schlagkolben 6 und folglich zur erhöhten Vibration des Gehäuses 1 führen wird.

Berechnungen haben ergeben, dass bei unterschiedlichen Kombinationen von Maschinenparametern der Schlagbetrieb des Bohrhammers so lange aufrechterhalten wird, bis Punkt m.6, entsprechend dem Punkt m.61 im vereinigten Diagramm d.h. dem Schnittpunkt der Bewegungsbahnen Sn und Sschi. 2 von der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6 in einem Abstand zu liegen kommt, der dem halben Hub des Antriebskolbens 3, d.h. R gleich ist.

Die andere Endlage der Bohrung 8 ist im Punkt m.5, der dem Punkt m.51 im vereinigten Diagramm entspricht, und sie kann nicht, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist, grösser als 2R. d.h. als der Vollhub des Antriebskolbens 3 sein.

Also gewährleistet die Anordnung der Bohrung 8 in einem Abstand von 1,5 R bis 2,0 R von der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6: einen Schlagbetrieb mit hohen Ausgangsparametern, eine geringe Vibration des Gehäuses 1, eine Zuverlässigkeit der Dichtungselemente sowie eine Unabhängigkeit der Schlagbetriebsparameter von der Änderung der Rücksprunggrösse des Schlagkolbens 6 vom Arbeitswerkzeug 12 beim Arbeiten mit Stoffen unterschiedlicher Festigkeit.

Die Anordnung der Bohrung 9 in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6 gewährleistet: eine Unabhängigkeit der Schlagbetriebsparameter bei der Änderung des Querschnittes dieser Bohrung in weiten Bereichen, einen sicheren Übergang vom Leerlauf in den Arbeitszustand in Bohrhämmern, die mit einem Antrieb mit flacher Drehmomentkennlinie arbeiten, sowie die Möglichkeit, den erwähnten Übergangszustand bei einem Anstieg der Speisespannung über den Nennwert, je nach dem Typ des Elektromotors, um 20% und mehr zu verwirklichen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

661 467 PATENTANSPRÜCHE

1. Schlagbohrhammer mit einem Gehäuse (1), einem Antrieb (2), einem Arbeitswerkzeug (12) und einem im Gehäuse (1) axial unbeweglich montierten Zylinder (4), dessen Wände mit dem Gehäuse (1) einen Zwischenraum (5) freilassen, wobei im Zylinder (4) ein mit dem Antrieb (2) verbundener Antriebskolben (3) und ein Schlagkolben (6) angeordnet sind, welche Kolben (3, 6) durch ein Luftkissen (7) voneinander getrennt sind, wobei Mittel vorgesehen sind, um Luftverluste aus dem Luftkissen (7) zu kompensieren, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zwei in einem Längsabstand voneinander in der Seitenwand des Zylinders (4) ausgebildete Bohrungen (8, 9) aufweisen, die je in der Nähe der einander zugekehrten Stirnflächen (10, 11) jeweils eines der Kolben (3, 6) angeordnet sind, wenn der Schlagkolben (6) das Arbeitswerkzeug (12) berührt, wobei die Bohrungen (8, 9) das Luftkissen (7) mit dem Zwischenraum (5) zwischen dem Gehäuse (1) und dem Zylinder (4) in Verbindung bringen.

2. Schlagbohrhammer nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zum Schlagkolben (6) nähere Bohrung (9) in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche (11) des Schlagkolbens (6) angeordnet ist, wenn dieser das Arbeitswerkzeug (12) berührt, während die zum Antriebskolben (3) nähere Bohrung (8) in einem Abstand von 1,5 R bis 2,0 R von dessen Stirnfläche (10) angeordnet ist, wobei R dem halben Hub des Antriebskolbens (3) entspricht.