DE1093761B - Bohrhammer mit Absaugevorrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen mit Luft betriebenen Bohrhammer, bei dem wahlweise Ab- oder Frischluft zur Absaugung des Bohrstaubes Verwendung findet.

Es sind Vorschläge bekannt, bei denen die dem Hammerauspuff entströmende Abluft dazu verwendet werden soll, um den beim trockenen Bohren von Gestein anfallenden Bohrstaub abzusaugen und somit der Silikosegefahr zu begegnen. Das erfolgt bei solchen Geräten mit Saugvorrichtungen, die direkt am Hammerkörper entweder am Zylinder oder auch unmittelbar am Bohrlochmund oder am Zylinderdeckel (am vorderen Ende des Hammers) angeordnet bzw. befestigt sind und von der Hammerabluft betrieben werden.

Die mit derartigen Absaugebohrhämmern durchgeführten Versuche konnten nicht befriedigen, da sich vor allem immer wieder zeigte, daß die erzielte Saugwirkung auf Kosten der Hammerleistung ging, eine ordnungsgemäße vollständige Abführung des Bohrstaubes nicht erfolgte und eine Verringerung des Bohrfortschrittes zu verzeichnen war.

Die mangelhafte Staubabsaugung und die Verminderung des Hammerwirkungsgrades ergab sich einmal durch die vorzeitige Expansion der Hammerabluft, die bei den bekanntgewordenen Lösungen bereits unmittelbar hinter der Austrittsöffnung der Zylinderwandung erfolgte, und durch die bei Einhaltung einer kleinstmöglichen Dimension der Saugvorrichtung zwangläufig notwendig werdenden Verkleinerung des Auspuff- bzw. Düsenquerschnittes. Die Folge war in jedem Fall eine auf den Hammerzylinder zurückwirkende Stauung des pulsierenden Abluftstromes, wodurch sich eine Verringerung des Wirkungsgrades ergab. Außerdem bewirkt die vorzeitige Expansion eine Vereisung der Wandung des Teiles, in dem die Expansion stattfindet.

Durch entsprechende Vergrößerung des Düsenquerschnittes auf den erforderlichen Auspuffquerschnitt versuchte man die aufgeführten Mängel zu beseitigen. Zwar wurde hierdurch eine gewisse Verbesserung erzielt, jedoch erwies sich als neuer wesentlicher Nachteil, daß die Saugvorrichtung zu groß und zu schwer und damit unhandlich wurde. Dieser Nachteil stand der Verwirklichung des Erfindungsgedankens hemmend im Wege.

Die Schaffung eines einwandfrei und ohne Leistungsverlust arbeitenden abluftbetriebenen Absaugebohrhammers und dessen Einführung in die Praxis gelang schon deshalb nicht.

Aber auch die Anordnung der Saugvorrichtung am Bohrlochmund, am vorderen Ende oder am Zylinder des Bohrhammers, konnte nicht befriedigen, da sie ebenfalls eine Reihe von bedeutenden Mängeln mit sich brachte:

Bohrhammer mit Absaugevorrichtung

Anmelder:

Heinz Bernecker,

Weißenthurm/Rhein, Kolpingstr. 50

Heinz Bernecker, Weißenthurm/Rhein,
ist als Erfinder genannt worden

1. Bei der Unterbringung der Saugvorrichtung am Bohrlochmund, wobei die Saugvorrichtung an einer in der an das Bohrloch gesetzte, auf der Bohrstange drehbar gelagerten Saughaube befestigt war, ergeben sich neben den bereits allgemein bekannten Nachteilen der Haubenabsaugung einige weitere Mängel:

a) Die auf dem Bohrgestänge sitzende Saughaube verursachte infolge der notwendigen Abdichtung am Gestänge und des Gewichtes der gesamten

^a5 Vorrichtung eine Behinderung der Schlagarbeit

und damit Verringerung der Bohrleistung.

b) Der vom Auspuff zur Saughaube führende Zuführungsschlauch für die Treibluft verursachte infolge seiner Länge eine Verminderung der Saugleistung und damit gleichzeitig der Bohrleistung.

c) Die Handhabung der zusätzlichen Teile ist umständlich und bringt eine wesentliche Erschwerung für den Bedienenden mit sich.

2. Bei der Anbringung der Saugvorrichtung am vorderen Hammerende, dem Zylinderdeckel, wird eine ungünstige Schwerpunktlage des gesamten Hammers verursacht. Es ergibt sich ein zusätzliches Biegemoment, das sich vor allem auf das Einsteckende der Bohrstange auswirkt und erhöhte Stangenbrüche mit sich bringt. Außerdem verhindert die damit verbundene sperrige Form das einwandfreie Bohren von Sohlen-, Firsten- und Ecklöchern.

3. Die Befestigung der Saugvorrichtung unmittelbar am Zylinder ergibt ebenfalls eine sperrige Form, die gleichfalls das einwandfreie Bohren von Sohlen-, Firsten- und Ecklöchern verhindert, zumindest jedoch erheblich erschwert.

Bei einem anderen Vorschlag wird zur Erhöhung der Saugleistung der Saugvorrichtung mittels eines von der Frischluftzuteilung abzweigenden Rohres dem Saugraum zusätzlich Frischluft zugeführt. Abgesehen davon, daß ein solches um den Hammerzylinder herumgeführte Rohr an sich schon unhandlich und störend

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wirkt, bringt diese Art der Ausführung des weiteren den Nachteil mit sich, daß die in dem Saugraum (d. h. der Raum, der dem Auspuff nach- und der Saugdüse vorgeschaltet ist) eingeführte Frischluft den Druck erhöht bzw. eine Abluftstauung hervorruft, die sich auf die Hammerarbeit leistungsvermindernd auswirkt.

Die Beseitigung der aufgeführten Mangel wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß ein das rückwärtige Ende des Bohrhammers abschließendes Kopfstück so ausgebildet ist, daß es die vorzugsweise als abluftbetriebener Ejektor ausgebildete Saugvorrichtung und das als Mehrwegebahn bzw. Mehrwegedrehschieber ausgebildete Regelorgan enthält. Dabei ist das Regelorgan so gestaltet, daß die Saugvorrichtung wahlweise mit Frisch- oder/und Abluft betrieben wird. Das Regelorgan liegt im Abluftstrom zwischen dem Kanalstutzen und der Ejektordüse und ist dem Ejektor vorgeschaltet. Die im Abluftstrom liegende Bohrung des Mehrwegehahnes bildet einen Teil der Sammeldüse, die zwischen dem Kanalstutzen und der Ejektordüse angeordnet ist, wobei die Sammeldüse durch einen Luftspalt vom Kanalstutzen getrennt ist.

Durch eine derartige Ausbildung der Saugvorrichtung ist es möglich, in bekannter Weise den Staub entweder mittels Saughaube und Saugschlauch oder mittels Hohlbohrer, Saugkopf und Saugschlauch oder zentral durch die Hammermitte hindurch ebenfalls unter Verwendung eines Hohlbohrers abzusaugen.

Durch die neuartige Gestaltung der Abluftzuführung zum Ejektor sowie des Zylinderkopfes und Hammergriff, in dem die Saugvorrichtung eingebaut ist, werden alle bisherigen Nachteile beseitigt und darüber hinaus vollkommen neue Effekte und Vorteile erzielt:

1. Durch die Anordnung der Saugvorrichtung am Hammerkopf (Zylinderkopf) werden zunächst einmal die Nachteile beseitigt, die durch Anordnung am Bohrlochmund, Zylinderdeckel oder unmittelbar am Zylinder zusätzlich in Erscheinung treten:

a) Die Verminderung der Saugleistung, verursacht durch den langen Verbindungsschlauch zwischen Bohrhammer und Saugvorrichtung bzw. Saughaube oder Saugkopf, wird beseitigt durch den nunmehr wesentlich kürzeren Weg der Abluft zum Ejektor.

b) Die hohe Zahl von Stangenbrüchen, hervorgerufen durch die ungünstige Schwerpunktlage bei Anbringung der Saugvorrichtung am Zylinderdeckel, wird beseitigt durch die bessere Lagerung des Schwerpunktes infolge der Anbringung der Saugvorrichtung am rückwärtigen Ende des Hammers, d. h. am Hammerkopf.

c) Die sperrige unhandliche Form wird beseitigt, einmal durch die Verlagerung der Saugvorrichtung in den Kopf des Bohrhammers an sich und zum anderen durch die Anordnung der Saugvorrichtung und der Abluftzuführung parallel zur oder unmittelbar in die Verlängerung der Hammerachse, wodurch gleichzeitig eine weitgehende Anschmiegung und formschöne Gestaltung des gesamten Gerätes erzielt wird. Das Bohren von Sohlen-, Firsten- und Ecklöchern ist demzufolge gut möglich.

2. Die den bekannten Geräten anhaftenden grundsätzlichen Mängel der Leistungsverminderung und der ungenügenden Saugwirkung, hervorgerufen durch die vorzeitige Expansion und Stauung der Hammerabluft, werden beseitigt durch die Vermeidung eines toten Raumes unmittelbar hinter den Austrittsöffnungen für die Abluft an der Zylinderwandung.

Dies wird erreicht, indem der benötigte Auspuffquerschnitt in der Form eines Kanals so weit wie möglich an den Ejektor herangeführt wird. Dabei steht der Kanalstutzen einer der relativ klein gehaltenen Ejektordüse vorgeschalteten Sammeldüse gegenüber und ist von dieser durch einen nach bestimmten Maßen bemessenen Luftspalt, dem eigentlichen Auspuff, getrennt. Die Länge des Auspuffkanals wird derartig dimensioniert, daß eine Rückwirkung des Staudruckes auf dem Bohrhammer nicht erfolgen kann bzw. erst dann erfolgt, wenn die Austrittsöffnungen bereits wieder durch den Kolben versperrt sind. Der zwischen Kanal- und Sammelstutzen liegende Luftspalt stellt nunmehr den eigentlichen Auspuff dar. Er verhindert durch die in seinem Bereich stattfindende Expansion das Zurückfluten des Abluftstrahles in weitgehendem Maße. Während ein Teil der Abluft durch die Ejektordüse in den Ejektorraum eindringt, wird der nicht benötigte Teil zwangläufig von der Wandung der kegelförmig gestalteten Sammeldüse zurückgehalten und durch den Auspuff schnell ins Freie abgeführt. Die Expansion findet also erst dann statt, wenn ein Teil der Abluft vom gesamten Abluftstrahl zur Erzeugung des Unterdruckes abgezweigt und der dynamische Druck der Abluft bereits weitgehend ausgenutzt worden ist.

Durch die vorstehend beschriebene Gestaltung wird ohne Verminderung des Hammerwirkungsgrundes ein erhöhter Bohrfortschritt und vollständige Absaugung des Bohrstaubes gewährleistet.

Das Regelorgan in der Form eines Mehrwegehahnes bzw. Drehschiebers ist so gestaltet, daß es bei Betätigung seiner verschiedenen Stellungen die Hammer- und Ejektorarbeit in der für die Durchführung aller Bohrmanipulationen notwendigen und gewünschten Weise regelt. Gleichzeitig übernimmt es die Abschließung des Saugraumes gegen die freie Atmosphäre während der Anbohrperiode, so daß ein Entweichen der dem Ejektor während des Anbohrens zugeführten Frischluft aus dem Saugraum nicht erfolgen kann. Zu diesem Zweck ist das Hahnküken zwischen der Sammel- und der Saugdüse angeordnet. Es weist eine kegelförmige Bohrung auf, die als Durchlaß für den Abluftstrom bestimmt ist und während des Abluftbohrens einen Teil der Sammeldüse darstellt, d. h. die Verbindung zwischen der Sammeldüse und der Ejektordüse herstellt.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß im Gegensatz zu den bekannten Lösungen, bei denen die Absaugung nur mittels Saughaube, Saugkopf oder zentral durch die Hammerachse erfolgt, mit dem neuen Gerät außerdem alle drei Saugmethoden wahlweise angewendet werden können und darüber hinaus auch mit Wasser, also mit Spülkopf, gebohrt werden kann. Beim Bohren mittels Saughaube oder Saugkopf durch den Hohlbohrer wird der Saugkopf bzw. die Saughaube mit dem am Ejektor befindlichen Saugstutzen durch einen Saugschlauch verbunden. Bei zentraler Absaugung ist dagegen das rückwärtige Ende des durch die Hammermitte führenden und im Zylinderkopf mündenden Saugrohres mit dem Saugraum durch einen Kanal verbunden.

Die Unterbringung und weitgehende Zusammendrängung aller wesentlichen Teile der Saugvorrichtung und des Regelorgans innerhalb des Hammerkopfes und eventuelle gleichzeitige Verbindung mit dem Hammergriff ermöglicht neben der außerordentlich günstigen Gestaltung der äußeren Form die Einhaltung einer minimalen Baugröße des gesamten Gerätes bei gleichzeitiger Ausschaltung aller bis-

herigen Schwierigkeiten, das einwandfreie Zusammenwirken aller Funktionselemente. Eine Vereisung findet ebenfalls nicht mehr statt.

Die Zeichnung zeigt als ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Bohrhammer mit ein- gebauter Saugvorrichtung unter Anwendung der Saugkopf- und Haubenabsaugung.

Nach Abb. 1 und 2 erfolgte die Absaugung des auf der Bohrlochsohle erzeugten Bohrkleins mit Hilfe des im Hammerkopf untergebrachten Ejektors 7 durch Bohrkrone 2, Bohrstange 3, Saugkopf 5 und Saugschlauch 6 hindurch. Bei Verwendung von Schlangeubohrern erfolgt die Absaugung mittels Saughaube 4 und Saugschlauch 6. Der Ejektor 7 wird von der aus dem Zylinder 10 entströmenden Abluft betrieben. Die Zuführung der Abluft zum Ejektor 7 erfolgt durch den am Zylinder 10 anschließenden Kanal 20. Nach Passieren des Luftspalts bzw. Auspuffs 12 tritt der Abluftstrahl durch die Sammeldüse 13, Mehrwegehahn 14 und Ejektordüse 15 in den Saugraum 16 ein und erzeugt dort den erforderlichen Unterdruck, der sich bis zur Bohrlochsohle fortsetzt. Durch die in der Sammeldüse 13 erfolgende Stauung strömt ein Teil der Abluft in Richtung des Kanalstutzens 17 zurück, expandiert vor diesem und tritt in die freie Atmosphäre. Die Regelung der Hammerabluft und der Zuführung der Ab- und Frischluft zum Ejektor erfolgt mittels des Mehrwegehahnes 14. Dieser ist derart gestaltet, daß alle vorkommenden Bohrarbeiten, wie Anbohren mit halber Luft, Anbohren mit voller Luft, Bohren mit voller Luft und Absaugen des im gebohrten Loch noch eventuell verbliebenen Reststaubes, vorgenommen werden können. Der Hahn 14 ermöglicht insgesamt fünf Stellungen, die durch Drehung des Hahnkükens um seine Achse entsprechend der Reihenfolge der einzelnen Bohrvorrichtungen nacheinander eingestellt werden können. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine andere Reihenfolge als die normale vorzunehmen. Alle fünf Stellungen sind innerhalb einer vollen Umdrehung von 360° des Kükens eingeschlossen. Während des Anbohrens wird dem Ejektor 7 bei Stellung I und II Frischluft zugeführt, um auch hierbei mit hohem Unterdruck möglichst den gesamten aufgewirbelten Staub restlos zu erfassen. Zu Beginn des Bohrens ermöglicht die Stellung I (Abb. 3 und 3 a) das Anbohren mit wenig Luft, so daß das hierbei auftretende bekannte Tanzen der Bohrkrone am Stoß verhindert wird. Sobald die Krone genügend Führung hat, wird auf Stellung II (Abb. 4 und 4 a) umgestellt, d. h. auf volle Luft. Wenn die Krone tief genug in das Gestein eingedrungen ist, wird auf Stellung III (Abb. 5 und 5 a) geschaltet. Nunmehr erfolgt das Absaugen des Bohrmehles mittels Abluft so lange, bis das Bohrloch die gewünschte Tiefe hat. Die Stellung IV (Abb. 6 und 6 a) ist zum eventuell notwendigen nochmaligen Absaugen des fertiggebohrten Loches bestimmt. Weiterhin können in dieser Stellung mit dem nunmehr durch Frischluft erzeugten starken Unterdruck eventuelle Störungen und Verstopfungen des Bohrloches und Bohrgestänges beseitigt werden. Hierbei ruht der Hammer. Auftretende Verstopfungen können jedoch auch mit laufendem Hammer bei Stellung II (Abb. 3 und 3 a) beseitigt werden. Das Hahnküken 21 weist sechs Durchbrüche auf, mit denen bei der jeweils erforderlichen Bohrarbeit die benötigte Frischluft zugeführt wird.

Die Abb. 3 bis 7a zeigen das Schaltschema.

1. In Stellung I wird nach Abb. 3 vom Hahnküken eine Verbindung vom Eintrittsetutzen 18 zur Hammersteuerung 19 mit der Bohrung 23 und zum Ejektor 7 mit der Bohrung 24 hergestellt. Der Hammer arbeitet jetzt mit geringer und der Ejektor mit voller Frischluft. Dabei ist der Zutritt für die Hammerabluft zum Ejektor hin geschlossen (Abb. 3 a).

2. In Stellung II wird nach Abb. 4 durch die Bohrung 25 eine Verbindung vom Eintrittsstutzen 18 zur Hammersteuerung 19 und zum Ejektor durch die Bohrung 22 hergestellt. Hammer und Ejektor arbeiten nunmehr mit voller Frischluft. Der Ejektor ist noch geschlossen (Abb. 4a).

3. In Stellung III wird nach Abb. 5 durch die Bohrungen 25 und 22 nur eine Verbindung zwischen dem Eintrittsstutzen 18 und der Hammersteuerung 19 hergestellt. Der Hammer arbeitet mit voller Frischluft und der Ejektor mit Abluft. Der Ejektor ist geöffnet (Abb. 5a).

4. In Stellung IV nach Abb. 6 besteht zwischen dem Eintrittsstutzen 18 und der Hammersteuerung 19 keine Verbindung. Es wird lediglich die Frischluft zum Ejektor 7 durch die Bohrung 22 ausgeführt. Der Hammer ruht, der Ejektor arbeitet mit Frischluft und ist wieder geschlossen (Abb. 6 a).

In Abb. 7 ist die Stellung V wiedergegeben, in der sowohl der Hammer als auch die Absaugevorrichtung stillgesetzt sind.

Zum Zweck einer weitgehenden Anpassung der Abluftkanallänge an die vom Preßluftdruck abhängige Strömungsgeschwindigkeit ist der Kanalstutzen 17 verstellbar angeordnet.

Der abgesaugte Staub wird mittels des Abführschlauches 8 zum Filtergerät geführt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Bohrhammer mit Absaugevorrichtung für Bohrstaub unter Ausnutzung der Abluft mittels Ejektor, gekennzeichnet durch ein das rückwärtige Ende des Bohrhammers abschließendes Kopfstück (11), das gleichzeitig den Hammergriff trägt und derart ausgebildet ist, daß die als abluftbetriebener Ejektor ausgebildete Saugvorrichtung (7) sowie das als Mehrwegehahn oder Drehschieber (14) ausgebildete Regelorgan innerhalb des Kopfstückes (11) in Bohrungen eingesetzt sind und zusammen mit dem Kopfstück ein geschlossenes, von den übrigen Hammerteilen lösbares Bauteil darstellen.

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrwegehahn (14) mit dem Ende des Hahnkükens (21) im Abluftstrom zwischen dem Kanalstutzen (17) und der Ejektordüse (15) dem Ejektor (7) vorgeschaltet liegt und derart ausgebildet ist, daß er bei seinen verschiedenen Stellungen die dem Hahnküken (21) vom Preßluftanschlußstutzen (18) zugeführte Frischluft derart lenkt, daß wahlweise entweder dem Hammer wenig Frischluft und dem Ejektor Frischluft oder dem Hammer und Ejektor Frischluft oder dem Hammer Frischluft und dem Ejektor Abluft oder nur dem Ejektor Frischluft oder keinem von beiden Frischluft bzw. Abluft zugeführt wird, wobei während der Zuführung von Frischluft zum Ejektor gleichzeitig die Abluftzuführung zum Ejektor und der Austritt von Frischluft verhindert wird.

3. Bohrhammer nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Abluftzuführungskanäle (20), die in der Zylinderwandung (10)

eingeführt sind und mit einem Ende an die Austrittsöffnung (12) anschließen und mit dem anderen Ende dem Abluftkanal, einer kegelförmigen, im Hammerkopf untergebrachten Sammeldüse (13), gegenüberstehen, die durch einen Luftspalt (12) vom Abluftkanalstutzen (17) getrennt und dem Mehrwegehahn (14) vorgeschaltet ist.

4. Bohrhammer nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Hahnküken (21) angeordnete, zur Zuführung des Abluftstromes dienende Bohrung kegelförmig ausgebildet ist und gleichzeitig ein Teil der Sammeldüse (13) darstellt.

5. Bohrhammer nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftkanäle (20)

und der Ejektor (7) parallel oder zentral zur Hammerachse angeordnet sind und die Abführung der Abluft von Zylinder (10) her in Richtung zum rückwärtigen Ende des Hammers hin erfolgt.

6. Bohrhammer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem verstellbaren Abluftkanalstutzen (17) und der Sammeldüse (13) ein regulierbarer Luftspalt oder mehrere öffnungen vorgesehen sind, die den eigentlichen Auspuff darstellen.

7. Bohrhammer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem durch die Hammermitte führenden zentralen Absaugrohr und dem Saugraum (16) ein oder mehrere Verbindungskanäle bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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