CH675847A5 - - Google Patents
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Description
1 1
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Beschreibung description
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft einen Bohrhammer nach der Gattung des Anspruchs 1, -dessen Schläger mittels eines Luftpolsters angetrieben wird, das aus zwei Teilvolumina besteht. The invention relates to a hammer drill according to the preamble of claim 1, - racquet is driven by means of an air cushion which consists of two partial volumes.
Ein mit zwei Teilluftpolstern arbeitendes Schlagwerk ist schon durch die DE-OS 3 304 916 (Figur 6 bis 9) bekanntgeworden. Durch diese Aufteilung will man entgegengesetzten Anforderungen an die Gasvolumina von pneumatischen Schlagwerken entsprechen. Denn einerseits wird ein möglichst kleines Volumen gewünscht, um ein Ansaugen des Schlägers im Rückhubbetrieb sicher zu gewährleisten; eine für ein gutes Anlaufverhalten wichtige kleine Luftmenge führt jedoch im Schlagbetrieb zu scharfen Druckspitzen, die sich in hoher Beanspruchung der Bauteile des Bohrhammers niederschlagen. Um die Druckspitzen abzuflachen, ist ein großes Gasvolumen im Schlagbetrieb wünschenswert. A striking mechanism working with two partial air cushions has already become known from DE-OS 3 304 916 (FIGS. 6 to 9). This division is intended to meet opposing requirements for the gas volumes of pneumatic striking mechanisms. On the one hand, the smallest possible volume is desired in order to ensure that the racket is sucked in in the return stroke mode; however, a small amount of air, which is important for good starting behavior, leads to sharp pressure peaks during impact operation, which are reflected in high stress on the components of the rotary hammer. In order to flatten the pressure peaks, a large gas volume in the blow mode is desirable.
Ziel der Erfindung ist es, das in der vorbekannten Lösung offengelegte Grundprinzip dahingehend weiter zu optimieren, daß eine kompaktere, einfachere Lösung gefunden wird, die gleichzeitig das Prinzip der Volumenteilung weiterverbessert. Die Variante der vorbekannten Lösung, die sich eines hohlen Balls aus elastischem Werkstoff bedient, ist zwar einfach im Aufbau, konnte jedoch nicht voll befriedigen, da bisher kein elastischer Werkstoff besonders den thermischen Belastung auf Dauer gewachsen war. The aim of the invention is to further optimize the basic principle disclosed in the previously known solution in such a way that a more compact, simpler solution is found which at the same time further improves the principle of volume division. The variant of the previously known solution, which uses a hollow ball made of elastic material, is simple in construction, but could not be fully satisfied, since no elastic material, in particular, had been able to withstand the thermal stress in the long term.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Der erfindungsgemäße Bohrhammer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, durch die druckspeichernde Wirkung einer Luftkammer die Rückstoßdämpfung im Schlagbetrieb weiter zu optimieren, ohne dabei die Baulänge zu erhöhen. The hammer drill according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage over the pressure-storing effect of an air chamber to further optimize the recoil damping in impact operation, without increasing the overall length.
Weiterhin zeichnet sich das beschriebene Schlagwerk gegenüber konventionellen pneumatischen Schlagwerken mit nur einem Luftpolster durch besseres Rücksaugverhalten und eine geringere Stoßbelastung aus. Dadurch sind größere Schlägermassen bei kostengünstigerer Auslegung der Bauteile möglich. Außerdem ist eine geringere Schwingungsbeiastung der Bedienungsperson die Folge. Besonders vorteilhaft ist die Optimierungsmöglichkeit des Dämpfungsverhaltens durch Regelung des Druckes in der Druckluftkammer. Furthermore, the striking mechanism described is distinguished from conventional pneumatic striking mechanisms with only one air cushion by better suction behavior and a lower impact load. This enables larger club masses with less expensive component design. In addition, the operator is less exposed to vibrations. The possibility of optimizing the damping behavior by regulating the pressure in the compressed air chamber is particularly advantageous.
Zeichnung drawing
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figuren 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines asymmetrischen Druckspeicherschlagwerks in Schnittdarstellungen, ebenfalls in Schnitten sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung in den Figuren 5 und 6 dargestellt, wobei jeweils oberhalb der Symmetrielinie der Hammerkolben als Topfkolben, im unteren Teil als konventioneller Kolben ausgeführt ist. Three embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. Figures 1 to 4 show a first embodiment of an asymmetrical pressure accumulator in sectional views, also in sections further embodiments of the invention are shown in Figures 5 and 6, each above the line of symmetry of the hammer piston as a piston, in the lower part as a conventional piston .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
Das in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Schlagwerk hat ein Führungsrohr 12, in dem ein Führungskolben 1 gleitend durch einen hier nicht dargestellten, eine Hin- und Herbewegung ausführenden Antrieb (z.B. ein Kurbeltrieb oder ein Taumelfinger) über das Auge 19 bewegt wird. The striking mechanism shown in FIGS. 1 to 4 has a guide tube 12, in which a guide piston 1 is slidably moved over the eye 19 by a drive (not shown here) that executes a reciprocating movement (e.g. a crank mechanism or a wobble finger).
Der Führungskolben 1 ist als Hohlkolben ausgeführt, dessen zylindrischer Hohlraum zum werk-zeugseitigen Ende hin offen ist; darin ist ein weiterer Kolben 14 dicht und gleitend bewegbar angeordnet. Dieser Kolben 14 setzt sich in Werkzeugrichtung in einem Stempel 15 fort, an dessen werkzeugseitigem Ende ein als Topfkolben ausgeführter Hammerkolben 2 angeformt ist. In dem zum Werkzeug hin offenen zylindrischen Hohlraum des Hammerkolbens 2 ist der Schläger 6 axial frei beweglich angeordnet. Der Hammerkolben 2 ist ebenso wie der Führungskolben 1 im Führungsrohr 12 gleitend geführt. Als Dichtelemente zwischen dem Schläger 6 und dem Hammerkolben 2 sowie zwischen dem Kolben 14 und dem Führungskolben 1 sind O-Ringe 16 bzw. 7 vorgesehen. The guide piston 1 is designed as a hollow piston, the cylindrical cavity of which is open towards the tool-side end; a further piston 14 is arranged in a sealed and slidably movable manner therein. This piston 14 continues in the tool direction in a plunger 15, on the tool-side end of which a hammer piston 2 designed as a pot piston is formed. In the cylindrical cavity of the hammer piston 2 which is open towards the tool, the striker 6 is arranged to be freely movable axially. The hammer piston 2, like the guide piston 1, is slidably guided in the guide tube 12. O-rings 16 and 7 are provided as sealing elements between the striker 6 and the hammer piston 2 and between the piston 14 and the guide piston 1.
Der Stempel 15 und der Kolben 14 sind von einer in axialer Richtung verlaufenden Durchgangsbohrung 17 durchsetzt, die die vom Schläger 6 und vom Hammerkolben 2 gebildete Luftkammer 4 mit der vom Führungskolben 1 und vom Kolben 14 gebildeten Druckluftkammer 5 verbindet. Das in letztere mündende Ende der Durchgangsbohrung 17 ist von einer Ventilmembran 3 verschlossen, die über das vom Werkzeug abgewandte Ende des Kolbens 14 gestülpt ist. Die Ventilmembran 3 trägt Löcher 18 und ist so angeordnet, daß sie die Durchgangsbohrung 17 öffnet, wenn und solange der Gasdruck in der Luftkammer 4 höher als derjenige in der Druckluftkammer 5 ist. The plunger 15 and the piston 14 are penetrated by a through bore 17 running in the axial direction, which connects the air chamber 4 formed by the striker 6 and the hammer piston 2 to the compressed air chamber 5 formed by the guide piston 1 and the piston 14. The end of the through bore 17 opening into the latter is closed by a valve membrane 3, which is placed over the end of the piston 14 facing away from the tool. The valve membrane 3 carries holes 18 and is arranged so that it opens the through hole 17 when and as long as the gas pressure in the air chamber 4 is higher than that in the compressed air chamber 5.
Die axiale Beweglichkeit des Kolbens 14 in Werkzeugrichtung ist durch einen elastischen Anschlag 9 begrenzt, der von einer auf das werkzeugseitige Ende des Kolbens 14 gestülpten Kappe 13 gebildet wird, die eine Öffnung zur Durchführung des Stempels 15 hat Belüftungsbohrungen 10,21 sind im Führungsrohr 12 bzw. im Hammerkolben 2 derart angebracht, daß sie miteinander fluchten, wenn sich der Hammerkolben 2 im vorderen (das ist der zum Werkzeug hin gewandte) Totpunkt befindet. The axial mobility of the piston 14 in the tool direction is limited by an elastic stop 9, which is formed by a cap 13 placed on the tool-side end of the piston 14, which has an opening for the passage of the plunger 15. Ventilation holes 10, 21 are in the guide tube 12 and attached in the hammer piston 2 in such a way that they are in alignment with one another when the hammer piston 2 is in the front dead center (this is the point facing the tool).
Aus den Figuren 1 bis 4 ist die nachfolgend erläuterte Funktionsweise des vorstehend beschriebenen Aufbaus ersichtlich. In Figur 1 ist der Rücksaugtakt dargestellt: Der Führungskolben 1 hat vom nicht abgebildeten Antrieb über das Auge 19 in die vom Werkzeug abgewandte Richtung gezogen. Ein am Auge 19 eingezeichneter Pfeil deutet dies an. Nach dem Anlegen des Kolbens 14 an den Anschlag 9 der Kappe 13 wird über den Stempel 15 der Hammerkolben 2 ebenfalls in diese Richtung gezogen. Durch den in Kammer 4 entstehenden Unterdruck wird auch der Schläger 6 mit zurückgesaugt. The mode of operation of the structure described above can be seen from FIGS. 1 to 4. The suction cycle is shown in FIG. 1: the guide piston 1 has pulled from the drive (not shown) via the eye 19 in the direction facing away from the tool. This is indicated by an arrow drawn on the eye 19. After the piston 14 has been placed against the stop 9 of the cap 13, the hammer piston 2 is likewise pulled in this direction via the plunger 15. Due to the negative pressure created in chamber 4, the racket 6 is also sucked back.
In Figur 2 verlangsamt der Führungskolben 1 sei- In Figure 2, the guide piston 1 slows its
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ne Bewegung, auch die aus Kolben 14, Stempel 15 und Hammerkolben 2 gebildete Einheit wird infolge der Reibkraft des O-Ringes 7 mit abgebremst. Der Schläger 6 gleitet zunächst wegen der Trägheit seiner Masse in Pfeilrichtung weiter und drückt dabei die in Kammer 4 befindliche Luft durch die Durchgangsbohrung 17 in die Druckluftkammer 5. Das Ventil 20 ist in dieser Strömungsrichtung offen, wie an der vom Boden des Kolbens 14 teilweise abgehobenen Ventilmembran teilweise zu erkennen ist. ne movement, also the unit formed from piston 14, punch 15 and hammer piston 2 is braked due to the frictional force of the O-ring 7. The striker 6 initially slides further in the direction of the arrow due to the inertia of its mass and thereby presses the air in chamber 4 through the through-hole 17 into the compressed air chamber 5. The valve 20 is open in this direction of flow, as in the case of the piston 14 partially lifted from the bottom of the piston Valve membrane is partially recognizable.
In Figur 3 ist die Kompressionsphase dargestellt: Der Schläger 6 trifft auf den Boden 22 des Hammerkolbens 2 auf und schiebt über den Stempel 15 den Kolben 14 in den Führungskolben 1 hinein. Dabei schließt sich das Ventil 20. Die vorverdichtete Luft in der Druckluftkammer 5 wird weiter komprimiert. Führungskolben 1, Hammerkolbeneinheit 14, 15, 2 und Schläger 6 werden durch den Antrieb nach vorne bewegt. Ein Festsaugen des Schlägers 6 in der abgebildeten Stellung findet wegen seiner Masse und der insbesondere in der Durchgangsbohrung 17 befindlichen Totraumluft nicht statt. The compression phase is shown in FIG. 3: The striker 6 hits the bottom 22 of the hammer piston 2 and pushes the piston 14 into the guide piston 1 via the plunger 15. The valve 20 closes. The pre-compressed air in the compressed air chamber 5 is compressed further. Guide piston 1, hammer piston unit 14, 15, 2 and striker 6 are moved forward by the drive. Firmly sucking the racket 6 in the position shown does not take place because of its mass and the dead space air located in particular in the through-bore 17.
In Figur 4 ist die Vorwärtsbewegung beendet. Das Luftpolster in der Druckluftkammer 5 schiebt den Kolben 14 wieder aus dem Führungskolben 1 heraus, bis die Schulter 8 auf den elastischen Anschlag 9 auftrifft. (Unterstützend auf die Vorwärtsbewegung wirkt noch die Massenträgheit der Hammerkolbeneinheit 14, 15, 2.) Dabei bleibt das Ventil 20 geschlossen, da der Druck in der Druckluftkammer 5 weiterhin höher als der in Kammer 4 ist. Der Schläger 6 bewegt sich weiter nach vorn und trifft auf den Schlagbolzen 23 auf. Dieser Schlagbolzen 23, an den der Schläger 6 seine Energie abgibt, kann das hintere Ende eines Bohrwerkzeuges oder eines Zwischendöppers sein. In der Schlagstellung wird die Kammer 4 über die nun fluchtenden Belüftungsbohrungen 10, 21 neu belüftet. Mit dem folgenden Arbeitstakt wird wieder Gasvolumen der Kammer 4 in die Druckluftkammer 5 hineingepumpt, wodurch in letzterer der Gasdruck weiter ansteigt. Nach einigen, wenigen Zyklen ist der festgelegte Arbeitsdruck in der Druckluftkammer 5 erreicht. Durch den von dieser Kammer 5 anstehenden Druck wird die Ventilmembran 3 zunehmend in Schließstellung gehalten, so daß immer weniger Luft aus der Kammer 4 hereingedrückt werden kann. Die pumpende Funktion dieser Kammer 4 in der Anlaufphase wird also nach Erreichen des Arbeitsdrucks in der Druckluftkammer 5 von der Funktion als zusätzliche Luftfeder abgelöst, soweit nicht Leckverluste auszugleichen sind. Überschreitet der Gasdruck in der Druckluftkammer 5 einen durch die Elastizität der Kappe 13 definierten Maximalwert, schiebt sich die Schulter 8 des Kolbens 14 soweit gegen den nach vorne ausweichenden elastischen Anschlag 9 der Kappe 13, daß sich der O-Ring 7 in den Bereich der Entlüftungsnut 11 schiebt. Das daraufhin einsetzende Abblasen reduziert den Druck in der Kammer 5 soweit, bis durch die kleiner werdende elastische Verformung der Kappe 13 im Bereich des Anschlags 9 die durch die Entlüftungsnut 11 gebildete Abblasöffnung wieder geschlossen wird. Auf diese Weise wird der Gasdruck in der Druckluftkammer 5 geregelt. In Figure 4 the forward movement has ended. The air cushion in the compressed air chamber 5 pushes the piston 14 out of the guide piston 1 again until the shoulder 8 strikes the elastic stop 9. (The inertia of the hammer piston unit 14, 15, 2 also acts to support the forward movement.) The valve 20 remains closed since the pressure in the compressed air chamber 5 is still higher than that in chamber 4. The striker 6 moves forward and strikes the firing pin 23. This firing pin 23, to which the striker 6 releases its energy, can be the rear end of a drilling tool or an intermediate striker. In the striking position, the chamber 4 is newly ventilated via the now aligned ventilation bores 10, 21. With the following work cycle, gas volume of the chamber 4 is pumped back into the compressed air chamber 5, whereby the gas pressure in the latter continues to rise. After a few, few cycles, the specified working pressure in the compressed air chamber 5 is reached. Due to the pressure exerted by this chamber 5, the valve membrane 3 is kept increasingly in the closed position, so that less and less air can be pressed in from the chamber 4. The pumping function of this chamber 4 in the start-up phase is thus replaced by the function as an additional air spring after the working pressure in the compressed air chamber 5 has been reached, unless leakage losses can be compensated for. If the gas pressure in the compressed air chamber 5 exceeds a maximum value defined by the elasticity of the cap 13, the shoulder 8 of the piston 14 pushes so far against the forwardly deflecting elastic stop 9 of the cap 13 that the O-ring 7 is in the region of the ventilation groove 11 pushes. The blow-off which then begins reduces the pressure in the chamber 5 until the blow-off opening formed by the vent groove 11 is closed again by the elastic deformation of the cap 13 in the region of the stop 9. In this way, the gas pressure in the compressed air chamber 5 is regulated.
Eine Ausführungsvariante des Erfindungsgegenstandes ist aus Figur 5 unterhalb der Symmetrielinie ersichtlich. Diese Konstruktion unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen lediglich dadurch, daß der im oberen Bildteil dargestellte, als Topfkolben ausgeführte Hammerkolben 2 als konventioneller Kolben 32 ausgeführt ist, der eine am Umfang verlaufende Nut 29 zur Aufnahme eines 0-Ringes 28 trägt. Der Schläger 36 unterscheidet sich vom Schläger 6 infolgedessen dadurch, daß er-sterer einen größeren Durchmesser aufweist, da er ja direkt im Führungsrohr 12 gleitend geführt ist. An embodiment variant of the subject matter of the invention can be seen from FIG. 5 below the line of symmetry. This construction differs from the one described above only in that the hammer piston 2 shown in the upper part of the figure, designed as a pot piston, is designed as a conventional piston 32, which carries a circumferential groove 29 for receiving an O-ring 28. The racket 36 differs from the racket 6 in that it has a larger diameter, since it is slidably guided directly in the guide tube 12.
Besonders für einen - hier nicht eingezeichneten - Taumelantrieb ist die in Figur 6 dargestellte Ausführung konzipiert. Einzelteile mit gleicher Funktion wie im eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel sind mit um 50 erhöhten Bezugszahlen versehen. The embodiment shown in FIG. 6 is especially designed for a wobble drive (not shown here). Individual parts with the same function as in the exemplary embodiment described at the beginning are provided with reference numbers increased by 50.
Im Auge 69 eines Kolbens 49 ist ein Zwischenstück 48 drehbar gelagert, in das ein Taumelfinger eingreift und den Kolben 49 hin- und herbewegt. Ein Stempel 65 verbindet den Kolben 49 mit dem Kolben 64. Letzterer ist im zylindrischen Hohlraum eines Führungskolbens 51, der in dieser Ausführung nach hinten geöffnet ist, gleitend und mit einem O-Ring 57 abgedichtet geführt. Direkt angeformt an den Führungskolben 51 ist der Hammerkolben 52, der als Topfkolben ausgeführt sein kann, wie in Figur 6 oberhalb der Symmetrielinie dargestellt. Es ist aber auch möglich und aus Figur 5 bereits bekannt, ihn als konventionellen Kolben auszuführen, wie dies in Figur 6 unterhalb der Symmetrielinie dargestellt ist. Im letzteren Fall ist ein O-Ring 78 als Dichtelement zum Führungsrohr 62 vorgesehen. In aus den Figuren 1 bis 4 bekannter Weise wird durch den Führungskolben 51 und in Kolben 64 eine Druckluftkammer 55 gebildet, die über Bohrungen 67 mit der Luftkammer 54 verbunden ist, welche durch den Boden des Schlagkolbens 56 und dem Hammerkolben 52 bzw. dessen Boden und dem Führungsrohr 62 gebildet wird. Eine mit einem Loch 68 versehene kreisscheibenförmige Ventilmembran 53 sitzt in einer Hinterdrehung 50 am werkzeugseitigem Ende der Druckluftkammer 55 und bildet zusammen in vorstehend beschriebener Weise ein Ventil, das zum Aufpumpen der Druckluftkammer 55 während der ersten Arbeitstakte dient. Überschreitet der Gasdruck in dieser Kammer 55 den vorgesehenen Maximalwert, schiebt sich der Kolben 64 - wie auch vorstehend beschrieben - soweit gegen den Anschlag 59 der elastischen Kappe 63, bis der O-Ring 57 die Entlüftungsbohrung 61 überschneidet. In the eye 69 of a piston 49, an intermediate piece 48 is rotatably mounted, in which a wobble finger engages and moves the piston 49 back and forth. A plunger 65 connects the piston 49 to the piston 64. The latter is guided in the cylindrical cavity of a guide piston 51, which in this embodiment is open to the rear, in a sliding manner and sealed with an O-ring 57. The hammer piston 52, which can be designed as a pot piston, is formed directly on the guide piston 51, as shown in FIG. 6 above the line of symmetry. However, it is also possible and already known from FIG. 5 to design it as a conventional piston, as shown in FIG. 6 below the line of symmetry. In the latter case, an O-ring 78 is provided as a sealing element to the guide tube 62. In a manner known from FIGS. 1 to 4, a compressed air chamber 55 is formed by the guide piston 51 and in piston 64, which is connected via holes 67 to the air chamber 54, which through the bottom of the impact piston 56 and the hammer piston 52 or the bottom thereof and the guide tube 62 is formed. A circular disk-shaped valve membrane 53 provided with a hole 68 sits in a backward rotation 50 at the tool-side end of the compressed air chamber 55 and together forms a valve in the manner described above, which serves to inflate the compressed air chamber 55 during the first work cycles. If the gas pressure in this chamber 55 exceeds the intended maximum value, the piston 64 pushes — as also described above — against the stop 59 of the elastic cap 63 until the O-ring 57 overlaps the vent hole 61.
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Legal Events
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PL | Patent ceased |