DE1209520B - Motorisch angetriebener Hammer - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B25d

Deutsche KL: 87 b-3/05

Nummer: 1209 520

Aktenzeichen: B 732201 c/87 b

Anmeldetag: 22. August 1963

Auslegetag: 20. Januar 1966

Die Erfindung betrifft einen motorisch angetriebenen Hammer mit einem Führungszylinder, in dem ein Hohlzylinder mit einer Querwand und in dem letzteren ein Kolben längsverschiebbar geführt sind, wobei eines der verschiebbaren Teile als Schlagkörper ausgebildet ist, das andere vom Motor über ein Kurbelgetriebe und vorgespannte feste Arbeitsfedern hin- und hergehend angetrieben ist, mit einer zwischen der Querwand des Hohlzylinders und einer Stirnwand des Kolbens liegenden, zeitweise geschlossenen, zeitweise mit der Atmosphäre verbundenen Luftkammer, deren Luftfüllung als Feder wirkend zusammen mit den Arbeitsfedern Antriebsleistung auf den Schlagkörper überträgt und beim Rückhub des hin- und hergehend angetriebenen Teils den Schlagkörper nach dem Schlag durch Unterdruck zurückzieht, und mit einer Verbindung der Luftkammer zur Atmosphäre, welche durch eine Ausnehmung in einer Wand der Luftkammer führt und durch ein Sicherheitsschließglied eines Ventils mit der Kraft der Arbeitsfedern verschließbar ist.

Bei Hämmern dieser Art werden die festen Arbeitsfedern bei jedem Doppelhub des hin- und hergehend angetriebenen Teils über das Maß der Vorspannung hinaus gespannt und dann wieder bis zur Vorspannung entspannt. Dabei entsteht an den Lagerstellen der Arbeitsfedern und, falls diese aus mehreren hintereinandergeschalteten, insbesondere tellerförmigen Federn bestehen, auch an ihren gegenseitigen Berührungsflächen mechanischer Abrieb. Dadurch werden die Arbeitsfedern schwächer, d. h., ihre Federkonstante wird kleiner; außerdem wird die Länge der Arbeitsfedern in Richtung der Schlagwerksachse kleiner, der Abstand der beiden Federlager größer und mithin die Vorspannung der Arbeitsfedern kleiner. Sobald die Vorspannung der Arbeitsfedern durch diesen Verschleiß auf Null gesunken ist, verursacht weiterer Abrieb ein stets größer werdendes Spiel der Arbeitsfedern zwischen ihren Federlagern.

Damit die dem Verschleiß ausgesetzten Arbeitsfedern ausgewechselt werden, bevor die Leistung des Hammers ein bestimmtes Maß unterschreitet oder schwerwiegende Schäden auftreten, hat man in den Betriebsanleitungen vorgeschrieben, den Hammer nach einer bestimmten Betriebszeit zur Wartung zu geben.

Diese Vorschrift wird aber häufig nicht befolgt, weil es schwierig ist, die Betriebszeit eines im Baubetrieb verwendeten Hammers einigermaßen genau festzuhalten. Häufig wird daher mit dem Hammer so lange gearbeitet, bis die Arbeitsfedern durch un-Motorisch angetriebener Hammer

Anmelder:

Robert Bosch G. m. b. H.,

Stuttgart 1, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:

Helmut Bronnert, Stuttgart-Rohr;

Dipl.-Ing. Dietrich Schlipf, Eßlingen-Weil

zulässige Abnutzung brechen oder Folgeschäden im Getriebe oder Schlagwerk verursachen, die eine umfangreiche Reparatur erforderlich machen.

Bei einem reinen Luftfederhammer ist es bereits bekannt, die Schlagbewegung des Schlagkörpers — trotz eingeschaltetem Motor — zu verhindern, wenn das dem größten Verschleiß ausgesetzte Hammerbauteil die Grenze der zulässigen Abnutzung erreicht hat.

Das Verschleißteil ist aber hier — wie bei allen Luftfederhämmern — ein die Luftkammer abdichtender gummielastischer Dichtring. Damit der bekannte Hammer bei abgenutzter Dichtung zu schlagen aufhört, hat der hin- und hergehend angetriebene Kolben an der Stirnseite einen axialen Zapfen und der als Schlagkörper ausgebildete und den KoI-ben führende Hohlzylinder eine zu dem Zapfen passende Ausnehmung. Sobald die Luftfüllung — infolge Abnutzung des Dichtringes — statt in der Kammer komprimiert zu werden, aus der Kammer verdrängt wird, wird der Zapfen in die Ausnehmung eingepreßt. Danach ist der Schlagkörper mit dem Kolben fest verbunden und gelangt nicht mehr so weit nach vorn, daß er auf das Werkzeug trifft.

Demgegenüber bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Hammer, bei dem zum Übertragen der Antriebsleistung auf den Schlagkörper eine Luftfeder und feste Arbeitsfedern verwendet werden und bei dem das Verschleißteil — ähnlich wie bei einem reinen Federhammer — die festen Arbeitsfedern sind.

Für das Verhindern der Schlagbewegung bei abgenutztem Verschleißteil bei einem Hammer dieser Gattung ist dem bekannten Luftfederhammer kein Hinweis zu entnehmen, da der bekannte Hammer weder feste Arbeitsfedern noch ein durch die Arbeitsfedern verschließbares Ventil hat.

Es sind auch Hämmer bekannt, bei denen die Schlagbewegung — trotz eingeschaltetem Motor —

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verhindert wird, wenn das Werkzeug nicht an das zu bearbeitende Gestein angedrückt wird und mithin nicht in seiner hinteren Endlage gehalten ist.

Demgegenüber bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Hammer, bei dem die Schlagbewegung des Schkgkörpers trotz eingeschaltetem Motor und trotz in der hinteren Endlage gehaltenem Werkzeug verhindert wird, wenn ein Verschleißteil des Hammers die Grenze der zulässigen Abnutzung erreicht hat. Zur Lösung dieser Aufgabe geben diese bekannten Hammer keine Anregung.

Bei einem bekannten Federhammer mit einer tonnenförmigen Schraubenfeder soll die Lebensdauer der Feder durch Oberflächenhärtung und Wahl eines bestimmten Verhältnisses zur Masse des Schlagkörpers sehr hoch sein.

Dieser Hammer hat aber keine Mittel, welche die Schlagbewegung des Schkgkörpers verhindern, wenn die Feder die Grenze der zulässigen Abnutzung erreicht hat.

Bei elastischen Wellenkupplungen ist es bekannt, zu den dem Verschleiß unterliegenden gummielastischen Verbindungsgliedern der beiden Kupplungshälften zusätzliche Verbindungsglieder parallel zu schalten, welche bei Überlastung oder Bruch der elastischen Verbindungsglieder das Drehmoment teilweise oder ganz übertragen, d. h. einen »Notlauf« der Kupplungen ermöglichen.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Ändern des Sturzes bei Kraftwagenrädern ist parallel zu einer Schraubenfeder ein Gummipuffer angeordnet, der

— analog wie bei den vorstehend genannten Kupplungen — bei Überlastung der Schraubenfeder zur Wirkung kommt.

Bei Hämmern sind Notlaufeigenschaften unnötig und sogar unerwünscht, weil unzulässig abgenutzte Verschleißteile die Leistung und Funktion des Hammers stark herabsetzen und vermeidbare Folgeschäden verursachen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hammer der eingangs genannten Gattung mit einer Einrichtung zu versehen, welche

— trotz eingeschaltetem Motor und in seiner hinteren Endlage gehärtetem Werkzeug — die Schlagbewegung des Schlagkörpers verhindert, sobald das dem größten Verschleiß ausgesetzte Bauteil des Hammers die Grenze der zulässigen Abnutzung erreicht hat, und welche daher den Bedienenden zwingt, den Hammer rechtzeitig zur Wartung zu bringen, bevor der Wirkungsgrad ungünstig wird und vermeidbare Folgeschäden auftreten, die eine umfangreiche Reparatur erforderlich machen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise das angetriebene Teil des Hammers mit einem Schaltmittel versehen ist, welches trotz eingeschaltetem Motor und in seiner hinteren Endlage gehaltenem Werkzeug die Schlagbewegung des Schkgkörpers verhindert, wenn ein Verschleißteil des Hammers die Grenze der zulässigen Abnutzung erreicht hat, und daß das Schaltmittel eine zwischen dem angetriebenen Teil und dem Sicherheitsschließglied des Ventils mit Vorspannung liegende Sicherungsfeder ist, deren Spannung einerseits wesentlich kleiner als die ursprüngliche Vorspannung der insbesondere tellerförmigen Arbeitsfedern, aber andererseits mindestens so groß ist, daß sie beim Rückhub des angetriebenen Teils das Sicherheitsschließglied entgegen der Massenkräfte des Sicherheitsschließglieds und der Arbeitsfedern so weit von seinem Sitz entfernt, daß die dabei hergestellte Verbindung der Luftkammer zur Außenluft ausreicht, den zum Zurückziehen des Schlagkörpers erforderlichen Unterdruck zu verhindern, sobald die Arbeitsfedern durch Abrieb ohne Vorspannung und mit Spiel in Richtung der Achse des Führungszylinders zwischen ihren Lagern liegen. Solange die Arbeitsfedern noch brauchbar sind,

ίο legt die Sicherungsfeder — im Gegensatz zu den festen Arbeitsfedern — keinen Federweg zurück und ist so lange auch keinem Abrieb ausgesetzt. Da außerdem ihre Vorspannung verhältnismäßig klein ist, kann sie praktisch kaum ermüden.

Sobald aber die Vorspannung der Arbeitsfedern durch Abrieb aneinander und an den Federlagern bis auf Null abgesunken ist und die Arbeitsfedern mit kleinem Axialspiel zwischen ihren Lagern liegen, dehnt sich die vorgespannte Sicherungsfeder beim Rückhub des angetriebenen Teils und öffnet das Ventil. Beim weiteren Rückhub kann nun so viel Luft aus der Atmosphäre in den Luftraum eingesaugt werden, daß dort Unterdruck verhindert wird und mithin der Schlagkörper nicht mehr in seine hintere Endlage gelangt, d. h. — trotz angetriebenem Kolben und in der hinteren Endlage gehaltenem Werkzeug — nicht mehr schlägt.

Das Aussetzen der Schlagbewegung zeigt dem Bedienenden, daß die zulässige Betriebsdauer der Arbeitsfedern erreicht ist, und zwingt ihn auch, den Hammer zur Wartung zu bringen. Ein »Notlauf« ist dabei gerade vermieden.

Dadurch werden eine unzulässige Abnutzung der Arbeitsfedern und daraus sich ergebende Folgeschaden am Schlagwerk und Getriebe sowie das Arbeiten mit dem Hammer bei ungünstigem Wirkungsgrad verhindert.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind nachstehend beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Hammer in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

F i g, 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1 mit dem Schlagwerk im Schnitt nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 3 einen Ausschnitt aus F i g. 1 mit einem zweiten Ausführungsbeispiel,
F i g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in F i g. 2, F i g. 5 eine Sicherungsfeder in Ansicht,

F i g. 1 zeigt einen elektromotorisch angetriebenen Hammer, dessen Gehäuse aus einem den Motor 1 und ein Getriebe 2 aufnehmenden Hauptteil 3 mit einem Handgriff 4, einem das Schlagwerk umhüllenden rohrförmigen Teil 5 und einem ein Werkzeug 6 aufnehmenden Deckel 7 besteht. Die drei Gehäuseteile sind mittels nicht dargestellter Schrauben lösbar miteinander verbunden.

Das äußerste Teil des Schlagwerks, ein als Schlagkörper ausgebildeter Hohlzylinder 8 mit einer Querwand9 (Fig. 2), ist mittels an einem Außenmantel angeordneter Leisten 10 in seinem Führungszylinder 11 axial verschiebbar geführt.

Der Führungszylinder 11 ist konzentrisch im rohrförmigen Gehäuseteil 5 angeordnet. Der Außenmantel des Führungszylinders 11 und der Innenmantel des Gehäuseteils 5 begrenzen einen zu einem Luftkanal 12 gehörenden Ringraum 13, durch den ein Luftstrom zum Kühlen des Schlagwerks und des

rohrförmigen Gehäuseteils 5 gefördert wird. Dieser Kühlluftstrom wird von einem auf der Motorwelle 14 befestigten Lüfterrad 15 in das Hammergehäuse eingesaugt und durch in der Stirnseite des Gehäusedeckels 7 angebrachte Bohrungen 16 aus dem Hammergehäuse geblasen.

Der Gehäusedeckel 7 hat in einem Vorsprung 17 eine zur Achse 18 des Führungszylinders 11 (Hammerachse) koaxial gerichtete Führungsbohrung 19 für das Werkzeug 6. Letzteres hat am Mantel eine längliche Ausnehmung 20. In einer quer zur Hammerachse gerichteten und die Führungsbohrung 19 schneidenden Bohrung im Vorsprung 17 des Deckels 7 lagert ein Haltebolzen 21, der mittels eines Bügels 22 gedreht werden kann, in seinem Mittelabschnitt eine Abflachung 23 hat und je nach seiner Lage das Werkzeug im Hammer hält oder freigibt.

Eine Führungsbuchse 24, die auf jeder Seite einen zylindrischen Vorsprung 25, 26 hat, lagert mit dem einen Vorsprung 25 axial verschiebbar in einer zentralen Ausnehmung 27 des Gehäusedeckels 7. Auf den anderen zylindrischen Vorsprung 26 sind zwei Tellerfedern 28 aufgeschoben, deren Außendurchmesser gleich groß wie derjenige der Führungsbuchse 24 ist.

Eine dünnwandige Buchse 29 hat einen dem Querschnitt des Führungszylinders 11 entsprechenden Absatz an der Außenseite und an der Innenseite einen Absatz, welcher eine Ausnehmung begrenzt, deren Durchmesser dem Außendurchmesser der Führungsbuchse 24 entspricht.

Diese dünnwandige Buchse 29 ist in das dem Werkzeug 6 zugewandte Ende des Führungszylinders 11 so weit eingeschoben, daß die Stirnseite des Führungszylinders an der Planfläche ihres äußeren Absatzes anliegt. Die Führungsbuchse 11 mit den aufgeschobenen Tellerfedern 28 ist in die dünnwandige Buchse 29 so weit eingeschoben, daß die innere Tellerfeder 28 am inneren Absatz der Buchse 29 anliegt.

Der Führungszylinder 11 ist an einem Ende im Gehäusehauptteil 3 und am anderen Ende mittels der beiden Buchsen 24, 29 und des Gehäusedeckels 7 koaxial zum rohrförmigen Gehäuseteil 5 abgestützt.

In der Führungsbuchse 25 lagert verschiebbar in Richtung der Hammerachse 18 ein zwischen dem Werkzeug 6 und dem Schlagkörper angeordneter Döpper 30 mit einem konischen Kopf 31 an seinem dem Werkzeug 6 zugewandten Ende. In der vorderen Verschiebelage des Döppers liegt sein Kopf 31 an einer passenden kegeligen Bohrung des Gehäusedeckels 7 an.

Die Abstützung der Führungsbuchse 24 gegen die dünnwandige Buchse 29 mittels der beiden Tellerfedern 28 bewirkt, daß Stöße des Döppers 30, die dieser beim Rückstoß mit der Rückseite seines Kopfes 31 auf die Führungsbuchse 24 gelegentlich ausübt, nur gedämpft auf den Führungszylinder 11 und damit auf das Hammergehäuse übertragen werden.

In Fig. 2 ist das Schlagwerk in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Querwand 9 des Hohlzylinders 8 liegt an seinem, dem Werkzeug 6 zugekehrten Ende; ihre Außenseite ist als Schlagfläche 32 ausgebildet. Am Innenmantel des Hohlzylinders 8 ist ein topfförmiger Kolben 33 geführt, der mit einem Boden 34 eine Luftkammer 35 im Hohlzylinder begrenzt. Der Hohlzylinder 8 hat an seinem Innenmantel mindestens eine Längsnut 36, die an seinem offenen Ende beginnt und in einem bestimmten Abstand vor der Querwand 9 endet. Solange der Kolben 33 mit seinem Boden 34 einen größeren Abstand von der Querwand 9 des Hohlzylinders 8 hat als das Ende der Längsnut 36, ist die Luftkammer 35 über die Längsnut 36, den Innenraum des Führungszylinders 11 und nicht gezeigte Kanäle im Hammergehäuse 3 mit der Atmosphäre verbunden.

ίο In einem zylindrischen Abschnitt des Kolbeninnenmantels ist ein Kolbenbolzenhalter 37 geführt, in dem ein Kolbenbolzen 38 befestigt ist. Eine Pleuelstange 39 ist mit dem einen Ende schwenkbar auf dem Kolbenbolzen 38 und mit dem anderen Ende drehbar auf einem Kurbelzapfen 40 (F i g. 1) gelagert. Der Kurbelzapfen ist exzentrisch auf einer vom Motor 1 über das Getriebe 2 angetriebenen Kurbelscheibe 41 (F i g. 1) befestigt.

Ein axial gerichteter weiter Durchbruch 42 (F i g. 4) im Kolbenbolzenhalter 37 verbindet die beiden Abschnitte des Innenraumes des Kolbens 33 vor und hinter dem Kolbenbolzenhalter 37 miteinander.
Eine weite Öffnung 43 im Kolbenboden 34 ist auf der Innenseite des Bodens von einem Ventilglied 44 glockenförmig überdeckt. Das Ventilglied 44 ist innen und außen mehrfach abgesetzt, liegt mit einer ringförmigen Stirnseite dicht am Kolbenboden 34 an und hat an seinem dem Kolbenboden 34 abgewandten Ende einen zylindrischen Zapfen 45 mit einer Drosselbohrung 46. Auf diesen Zapfen sind mehrere gleich große Tellerfedern 47 aufgeschoben, von denen die innerste seitlich an einer an den Zapfen 45 angrenzenden Ringschulter des Ventilglieds 44 und die äußerste seitlich an einem Innenabsatz 48 in einem ringförmigen Vorsprung des Kolbenbolzenhalters 37 anliegt. In einer an dem Innenabsatz 48 endigenden Zylinderfläche im Vorsprung des Kolbenbolzenhalters 37 sind einige der äußeren Tellerfedern 47 am Außenrand gleitend geführt.

Die Tellerfedern 47 sind vorgespannt; sie drücken daher, wenn der Kolbenbolzenhalter 37 — wie in F i g. 2 gezeigt — an einem Anschlag 49 des Kolbens 33 anliegt, d.h. seine größtmögliche Entfernung vom Kolbenboden 34 hat, das Ventilglied 44 mit der ihrer Federvorspannung entsprechenden Kraft gegen den Kolbenboden. Durch die Führung der Tellerfedern 47 im Kolbenbolzenhalter 37 einerseits und auf dem Zapfen 45 des Ventilglieds 44 andererseits ist das Ventilgliad koaxial zur Hammerachse 18 gehalten. Wird — im Betrieb des Ham- * mers — der Kolbenbolzenhalter 37 entgegen der Kraft der Tellerfedern 47 zum Kolbenboden 34 hin verschoben, so wird das Ventilglied 44 entsprechend stärker an die Innenwand des Kalbenbadens 34 gedrückt.

Ein Ventilteller 50 mit einem Flansch und mit Ausnehmungen 51 an seinem Umfang ist zwischen der Innenseite des Kolbenbodens 34 und einer Ringschulter 52 an der Innenseite des Ventilglieds 44 axial geringfügig verschiebbar in einer an der Ringschulter endigenden Ausdrehung geführt.

Wenn der Ventilteller 50 mit seinem Flansch an der Innenseite des Kolbenbodens 34 anliegt, ist die Luftkammer 35 über die Ausnehmungen 51 des Ventiltellers 50 und einen Spalt zwischen dem Ventiltellerflansch und der Ringschulter 52 des Ventilglieds 44 mit dem Innenraum des Ventilglieds

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44 und über die Drosselbohrung 46 im Zapfen 45, federn 47 als ein System von zwei hintereinander-

den Durchbruch 42 des Kolbenbolzenhalters 37, den geschalteten Federn. Sobald daher die Kraft der

Innenraum des Führungszylinders 11 sowie die nicht Luftfeder die Vorspannung der Tellerfedern 47

gezeigten Kanäle des Hammergehäuses 3 mit der überschreitet, werden die verhältnismäßig kräftig

Atmosphäre verbunden. 5 vorgespannten Tellerfedern 47 stärker gespannt, und

Ist dagegen der Ventilteller 50, z. B. durch Über- folglich wird der Kolben 33 zum Kolbenbolzendruck in der Luftkammer 35, mit seinem Flansch an halter 37 hin um den entsprechenden Federweg verdie Ringschulter 52 des Ventilglieds 44 gedrückt, so schoben.

ist die Verbindung der Luftkammer 35 zum Innen- Der maximale Federweg der Tellerfedern ist durch raum des Ventilglieds 44 verschlossen. io deren hohe Federsteifigkeit nur ein kleiner Bruch-Auf eine Außenzylinderfläche im Mittelabschnitt teil, z. B. ein Zehntel des maximalen Federweges der des Ventilglieds 44 ist eine scheibenförmige Stern- Luftfeder. Er muß ferner kleiner sein als der Abfeder 53 aufgeschoben. Diese unterscheidet sich von stand zwischen Ventilglied 44 und Pleuelstange 39, einer Tellerfeder durch mehrere V-förmige Ausneh- da sich diese Teile nicht berühren dürfen,
mungen 54 (F i g. 5), die sich vom Außenrand ein 15 Die in den beiden Federn gespeicherte Energie Stück weit zum Innenrand der Feder erstrecken und wird schließlich auf den als Schlagkörper ausgebilgleichmäßig am Umfang der Feder verteilt sind, deten Hohlzylinder 8 übertragen; dieser bewegt sich sowie entsprechende, dagegen versetzte Schlitze am dann beschleunigt nach vorn (in Fig. 2 nach links) Innenrand. und schlägt — sofern das Werkzeuge durch An-

Diese Sternfeder 53 ist mit ihrem Außenrand in ao drücken an das zu bearbeitende Gestein in seiner

einer Zylinderfläche der Innenseite des Kolbens 33 hinteren Endlage steht und am Döpper 30 anliegt —

geführt, liegt dort mit ihrer dem Kolbenboden 34 auf den Döpper, der den Stoß auf das Werkzeug 6

zugewandten Seitenfläche an einer Ringschulter 55 überträgt.

des Kolbens 33 und am Innenrand mit ihrer dem Sobald die Geschwindigkeit des Schlagkörpers

Kolbenboden 34 abgewandten Seitenfläche an einem 25 — relativ zum Führungszylinder 11 — größer als

in eine Ringnut des Ventilglieds eingesetzten ring- die des Kolbens 33 geworden ist, vergrößert sich

förmigen Anschlag 56 an. die Luftkammer 35 wieder, und die Luftfüllung ent-

Die Sternfeder 53 ist ebenfalls vorgespannt, sofern spannt sich. Infolge der Hintereinanderschaltung der das Ventilglied 44 — wie in F i g. 2 dargestellt — beiden Federn entspannen sich auch die Telleram Kolbenboden 34 anliegt. 3° federn 47; dadurch bewegt sich der Kolben 33 rela-

Die von der vorgespannten Sternfeder 53 auf das tiv zum Kolbenbolzenhalter 37 nach links, bis er

Ventilglied 44 ausgeübte Kraft wirkt der Kraft der schließlich die in F i g. 2 gezeigte Relativlage zum

Tellerfedern 47 entgegen, ist jedoch wesentlich klei- Kolbenbolzenhalter erreicht hat, in welcher er mit

ner als deren Kraft im normalen Betrieb. Die Stern- seinem Anschlag 49 am Kolbenbolzenhalter 37 an-

feder 53 vermag daher das Ventilglied 44 erst dann 35 liegt, und die Tellerfedern 47 nur noch die ursprüng-

vom Kolbenboden 34 abzuheben, wenn, beispiels- liehe Vorspannung haben.

weise durch mechanische Abtragung der Teller- Beim Rückhub des Kolbenbolzenhalters 37 wird

federn 47 oder ihrer Lagerstellen, die Vorspannung durch den Anschlag 49 auch der Kolben (in F i g. 2

der Tellerfedern 47 kleiner als die der Sternfeder 53 nach rechts) mitgenommen; dabei vergrößert sich

geworden ist. 40 die Luftkammer 35 weiterhin. Sobald der Kolben 33

Wenn der Motor 1 eingeschaltet wird, dreht sich das Ende der Längsnut 36 im Hohlzylinder 8 öffnet,

die Kurbelscheibe 41. Das Pleuel 39 überträgt die ist die Luftkammer 35 wieder mit der Atmosphäre

Bewegungsenergie auf den Kolbenbolzenhalter 37, verbunden.

der im Führungszylinder eine hin- und hergehende Die Längsnuten 36 sind jedoch so eng, daß, so-

Bewegung in Richtung der Hammerachse 18 aus- 45 bald der Kolbenbolzenhalter 37 beim Rückhub eine

führt. bestimmte Geschwindigkeit erreicht hat, die Menge

Die Bewegung des Kolbenbolzenhalters 37 nach der einströmenden Luft nicht ausreicht, die sich

vorn — in der Fig. 2 nach links — wird durch die schnell vergrößernde Luftkammer 35 unter atmo-

vorgespannten Tellerfedern 47 und das Ventilglied sphärischem Druck zu halten. Es entsteht daher ein

44 auf den Kolben 33 übertragen. Gleichzeitig wird 50 Unterdruck in der Luftkammer 35, der so groß ist,

der Ventilteller 50 durch Trägheit gegen das Ventil- daß schließlich auch der Hohlzylinder 8 — nach

glied 44 gedrückt und dadurch die Verbindung der dem Schlag — wieder nach rückwärts (in F i g. 2

Luftkammer 35 zur Atmosphäre über die Ausneh- nach rechts) in seine Ausgangslage gezogen wird,

mungen des Ventiltellers 51 und den Innenraum des Bei der Kompression ist es unvermeidbar, daß

Ventilglieds 44 verschlossen. 55 ein kleiner Teil der Luft aus der Luftkammer 35

Der Kolben 33 gleitet im Hohlzylinder 8 nach verdrängt wird, weil der Kolben 33 die Luftkammer

vorn (in Fig. 2 nach links) und verkleinert so die mit Rücksicht auf die gegenseitige Verschiebbarkeit

Luftkammer 35, die über die Längsnuten 36 im von Kolben 33 und Hohlzylinder 8 nicht vollkom-

Hohlzylinder 8 mit der Atmosphäre verbunden ist, men abdichten kann.

bis der Kolben 33 das der Querwand benachbarte 60 Durch diese Leckverluste wird der atmosphärische Ende der Längsnuten 36 geschlossen hat. Beim wei- Druck beim Entspannen der Luftfüllung bei etwas teren Vorgehen des Kolbens sind beide Verbindun- kleinerem Abstand von Kolbenboden 34 und Hohlgen der Luftkammer 35 zur Atmosphäre geschlos- Zylinderquerwand 9 erreicht als bei Kompressionssen; die Luftfüllung der Luftkammer 35 wird daher beginn, d. h. bevor das Ende der Längsnut 36 wieder verdichtet. 65 geöffnet und dadurch die Luftkammer 35 mit der

Bei der Kompression der Luft in der zwischen Atmosphäre verbunden wird.

Hohlzylinder 8 und Kolben 33 gebildeten Luft- Diese Leckverluste erzeugen daher in der Luftkammer 35 wirken die Luftfüllung und die Teller- kammer 35 einen Unterdruck, der so lange zunimmt,

bis durch den größer werdenden Abstand von Kolbenboden 34 und Hohlzylinderquerwand das Ende der Längsnuten 36 geöffnet und dadurch die Verbindung der Luftkammer 35 zur Atmosphäre wieder hergestellt ist. Durch diesen Unterdruck wird der zum Werkzeug hin (in F i g. 2 nach links) bewegte Schlagkörper gebremst, so daß ein Teil seiner Bewegungsenergie für die Schlagarbeit verlorengeht.

Um diese Folgen der Leckverluste zu vermeiden, ist der Innenraum des Ventilglieds 44 als Luftvorratsraum ausgebildet, der durch die Drosselbohrung 46 stets mit der Atmosphäre verbunden ist.

Sobald beim Vorwärtsbewegen des Schlagkörpers 8 zum Döpper 30 hin die bei der vorausgegangenen Kompression entstandenen Leckverluste in der Luftkammer einen kleinen Unterdruck erzeugen, wird der Ventilteller 50 zum Kolbenboden

34 hin verschoben und die Luftkammer 35 über die Ausnehmungen 51 des Ventiltellers 50 mit dem Vorratsraum verbunden.

Für diese Verschiebung reicht ein sehr kleiner Unterdruck aus, weil sich der Kolben 33 zu diesem Zeitpunkt in der Nähe seines äußeren Totpunktes bewegt und dadurch der Ventilteller 50 unter dem Einfluß der zum Kolbenboden 34 hin gerichteten Massenkraft steht.

Der Vorratsraum ist nur so groß, daß seine Füllung ausreicht, die bei der Kompression der Luftfüllung in der Luftkammer entstandenen Leckverluste rechtzeitig, d. h. vor dem auf die Kompression folgenden Schlag, zu ergänzen.

Bei schnellem Rückhub des Kolbens 33 kann durch die enge Drosselbohrung 46 weitere Luft in den Vorratsraum und von dort über die Ausnehmungen 51 des Ventiltellers 50 in die Luftkammer

35 nur so langsam einströmen, daß die Ausbildung des zum Zurückziehen des Schlagkörpers erforderlichen Unterdrucks nicht gefährdet wird.

Durch die bei jedem Hin- und Hergang des Kolbenbolzenhalters 37 auftretende Relativbewegung zwischen Kolbenbolzenhalter 37 und Kolben 33 werden die Tellerfedern 47 zunächst um den Weg der Relativbewegung zusammengedrückt und dehnen sich dann wieder um diesen Weg aus.

Diese Federbewegungen erzeugen an den gegenseitigen Anlageflächen der Tellerfedern 47 und den Anlageflächen der beiden äußersten Tellerfedern am Kolbenbolzenlialter 37 bzw. Ventilglied 44 mechanischen Abtrieb. Dadurch werden die Tellerfedern 47 an diesen Anlageflächen dünner, und ihre Höhe — in Richtung der Hammerachse 18 ·— wird kleiner. Außerdem wird die Federkonstante der Tellerfedern 47 kleinen Im Gegensatz zu den Tellerfedern 47 legt die vorgespannte Sternfeder 53 keinen Federweg zurück und ist ·—■ solange die Tellerfedern 47 noch brauchbar sind — auch keinem Abrieb ausgesetzt, da das Ventilglied 44 stets am Kolbenboden 34 anliegt.

Sobald jedoch die Vorspannung der Tellerfedern 47 durch den Abrieb kleiner geworden ist als diejenige der Sternfeder 53, kann die vorgespannte Sternfeder 53 sich dehnen und dabei das Ventilglied 44 entsprechend dem Federweg ihrer Vorspannung zum Kolbenbolzenhalter 37 hin verschieben.

Dadurch wird eine dritte Verbindung der Luftkammer 35 zur Atmosphäre hergestellt. Diese führt durch die Ausnehmungen 51 des Ventiltellers 50 und den zwischen der Innenseite des Kolbenbodens 34 und der Stirnfläche des Ventilglieds 44 entstandenen Ringspalt zunächst in den Innenraum des Kolbens 33, dann durch die V-förmigen Ausnehmangen 54 der Sternfeder 53, eine bis zur Vorderseite einer Querwand des Kolbenbolzenhalters 37 reichende Ausnehmung 57 in dem die Tellerfedern 47 führenden ringförmigen Vorsprung des Kolbenbolzenhalters 37 und durch den Durchbruch 42 des

ίο Kolbenbolzenhalters 37 zur Atmosphäre.

Während die über die Längsnuten 36 im Hohlzylinder 8 führende erste Verbindung der Luftkammer 35 zur Atmosphäre durch die relative Verschiebung von Kolben 33 und Hohlzylinder 8 geöffnet und geschlossen wird, also lageabhängig ist, und die zweite, durch den Innenraum des Ventilglieds 44 führende Verbindung der Luftkammer 35 zur Atmosphäre durch Über- bzw. Unterdruck in der Luftkammer — mittels des Ventiltellers 50 — geschlossen bzw. geöffnet wird, d. h. vom Druck gesteuert wird, ist die dritte, über den Ringspalt zwischen Kolbenboden 34 und Ventilglied 44 führende Verbindung der Luftkammer 35 zur Atmosphäre — unabhängig von den beiden ersten Verbindungen — nur dann geöffnet, wenn die Tellerfedern 47 so stark abgenutzt sind, daß sie ausgewechselt werden müssen, weil bei weiterer Abnutzung die Funktion des Hammers gestört wird und Schaden am Schlagwerk und Getriebe eintreten können.

Die Vorspannung der Sternfeder 53 muß mindestens so groß sein, daß sie — sofern die Vorspannung der Tellerfedern durch Abriebe auf Null gesunken ist und diese bereits ein kleines Axialspiel zwischen Kolbenbolzenhalter 37 und VentilgUed44 haben — das Ventilglied samt den aufgeschobenen Tellerfedern 47 beim Rückhub des Kolbenbolzenhalters 37 entgegen der dabei auf diese Teile wirkenden Massenkräfte so weit vom Kolbenboden 34 weg verschiebt, daß durch den entstandenen Spalt so viel Luft in die Luftkammer 35 einströmen kann, daß der zum Zurückziehen des Schlagkörpers notwendige Unterdruck in der Luftkammer 35 nicht mehr zustande kommt.

Das Ausbleiben des Unterdrucks hat zur Folge, daß trotz hin- und hergehendem Kolbenbolzenhalter 37 und Kolben 33 der Schlagkörper nicht mehr zum Schlagen kommt.

Dadurch wird der den Hammer Bedienende gezwungen, den Hammer rechtzeitig zur Überprüfung zu bringen. Es müssen dann lediglich die Tellerfedern 47 ersetzt werden, um den Hammer wieder einsatzfähig zu machen.

Bei dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das die Öffnung 43 des Kolbenbodens 34 glockenförmig überdeckende Ventilglied senkrecht zu seiner Achse geteilt. Die Teilungsebene liegt am vorderen (in der F i g. 3 am linken) Ende der die Sternfeder 53 führenden Außenzylinderfläche.

Das den Ventilteller 50 aufnehmende vordere Teil 58 des Ventilglieds liegt mit seiner ringförmigen Stirnfläche ebenfalls am Kolbenboden 34 an, ist jedoch in eine an den Kolbenboden 34 angrenzende kurze Innenzylinderfläche 59 des Kolbens 33 eingepreßt und daher im Betrieb des Hammers fest mit dem Kolben verbunden.

Das hintere Teil 60 des Ventilglieds ist mittels der auf seine Außenzylinderfläche aufgeschobenen

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Sternfeder 53 und der auf seinen Zapfen 45 aufgeschobenen Tellerfedern 47 koaxial zur Hammerachse 18 gehalten und im Betrieb des Hammers durch die Kraft der Tellerfedern 47, welche die Vorspannung der Sternfeder 53 übertrifft, gegen das vordere Teil 5 58 des Ventilglieds gedrückt.

Da nun die Sternfeder 53 von der Teilungsebene her auf das Ventilglied aufgeschoben werden kann, ist ein lösbarer Anschlag in Form eines Sprengringes für sie entbehrlich und daher der ringförmige Anschlag für die Sternfeder 53 als Bund 61 des hinteren Ventilglieds 60 ausgebildet.

Die Wirkungsweise des zweiteiligen Ventilglieds 58, 60 ist analog wie beim einteiligen Ventilglied 44 nach F i g. 2.

Nachdem die Vorspannung der Tellerfedern 47 durch Abrieb auf Null gesunken ist und die Tellerfedern zwischen den Anlageflächen am Kolbenbolzenhalter 37 einerseits und dem hinteren Teil 60 des Ventilglieds andererseits ein kleines Axialspiel haben, entspannt sich die Sternfeder 53 — sobald der Kolbenbolzenhalter 37 seinen Rückhub beginnt — und hebt das hintere Teil 60 des Ventilglieds vom vorderen, 58, ab, so daß an Stelle der dichten Teilungsebene ein Ringspalt entsteht, der den Innenraum des Ventilglieds mit dem Innenraum des Kolbens 33 und über die Ausnehmungen 54 der Sternfeder 53 die Ausnehmung 57 im ringförmigen Vorsprung des Kolbenbolzenhalters 37 und den Durchbruch 42 im Kolbenbolzenhalter 37 mit der Atmosphäre verbindet.

Da bei Beginn des Kolbenrückhubes (in der Fig. 3 nach rechts) der Ventilteller 50 durch Massenkräfte gegen die Kolbenstirnwand 34 gedruckt wird, wird die Luftkammer 35 über die Ausnehmungen des Ventiltellers 51 und den Spalt zwischen Ventilteller 50 und Ringschulter 52 des vorderen Teils 58 des Ventilglieds mit dem Innenraum des Ventilglieds und über die im vorigen Abschnitt genannten Verbindungen mit der Atmosphäre verbunden.

In die während des Kolbenrückhubes größer werdende Luftkammer 35 kann nun genügend Luft aus der Atmosphäre einströmen, so daß der zum Zurückziehen des Schlagkörpers (in F i g. 2 nach rechts) erforderliche Unterdruck in der Luftkammer 35 nicht mehr erreicht wird und der Schlagkörper nicht mehr schlägt.

Ein kleiner Unterdruck wird jedoch bis kurz vor Ende des Kolbenrückhubes aufrechterhalten. Dieser hält den Ventilteller 50 so lange am Kolbenboden 34, bis kurz vor Ende des Kolbenrückhubes die Kolbenbewegung stark verzögert ist, der Ventilteller 50 durch Massenkraft zum Ventilglied hin verschoben und die vorgenannte Verbindung der Luftkammer 35 zur Atmosphäre bis zum Beginn des nächsten Kolbenrückhubes geschlossen ist.

An Stelle des Hohlzylinders kann auch der Kolben als Schlagkörper ausgebildet und dann statt des Kolbens der Hohlzylinder mit Querwand vom Motor über das Kurbelgetriebe und die vorgespannten Tellerfödern hin- und hergehend angetrieben sein. Bei dieser Bauart des Schlagwerks ist die Querwand statt an einem Ende zwischen den Enden des Hohlzylinders angeordnet, der Kolbenbolzenhalter statt im Kolben im Hohlzylinder geführt, und das Ventilglied liegt an der Querwand des Hohlzylinders statt am Kolbenboden an.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Motorisch angetriebener Hammer mit einem Führungszylinder, in dem ein Hohlzylinder mit einer Querwand und in dem letzteren ein Kolben längsverschiebbar geführt sind, wobei eines der verschiebbaren Teile als Schlagkörper ausgebildet, das andere vom Motor über ein Kurbelgetriebe und vorgespannte feste Arbeitsfedern hin- und hergehend angetrieben ist, mit einer zwischen der Querwand des Hohlzylinders und einer Stirnwand des Kolbens liegenden, zeitweise geschlossenen, zeitweise mit der Atmosphäre verbundenen Luftkammer, deren Luftfüllung als Feder wirkend zusammen mit den Arbeitsfedern Antriebsleistung auf den Schlagkörper überträgt und beim Rückhub des hin- und hergehend angetriebenen Teils den Schlagkörper nach dem Schlag durch Unterdruck zurückzieht, und mit einer Verbindung der Luftkammer zur Atmosphäre, welche durch eine Ausnehmung in einer Wand der Luftkammer führt und durch ein Sicherheitsschließglied eines Ventils mit der Kraft der Arbeitsfedern verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das angetriebene Teil (33) des Hammers mit einem Schaltmittel versehen ist, welches trotz eingeschaltetem Motor (1) und in seiner hinteren Endlage gehaltenem Werkzeug (6) die Schlagbewegung des Schlagkörpers (8) verhindert, wenn ein Verschleißteil des Hammers die Grenze der zulässigen Abnutzung erreicht hat, und daß das Schaltmittel eine zwischen dem angetriebenen Teil (33) und dem Sicherheitsschließglied (44) des Ventils mit Vorspannung liegende Sicherungsfeder (53) ist, deren Spannung einerseits wesentlich kleiner als die ursprüngliche Vorspannung der insbesondere tellerförmigen Arbeitsfedern (47), aber andererseits mindestens so groß ist, daß sie beim Rückhub des angetriebenen Teils (33) das Sicherheitsschließglied (44) entgegen der Massenkräfte des Sicherheitsschließglieds (44) und der Arbeitsfedern (47) so weit von seinem Sitz entfernt, daß die dabei hergestellte Verbindung der Luftkammer (35) zur Außenluft ausreicht, den zum Zurückziehen des Schlagkörpers (8) erforderlichen Unterdruck zu verhindern, sobald die Arbeitsfedern (47) durch Abrieb ohne Vorspannung und mit Spiel in Richtung der Achse (18) des Führungszylinders (11) zwischen ihren Lagern (44,48) liegen.

2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Wand der Luftkammer (35) hegende Ausnehmung eine auf der der Luftkammer abgewandten Seite von dem Ventilglied (44) überdeckte, weite öffnung (43) in einer Querwand (34) des hin- und hergehend angetriebenen Teils (33) ist, daß die vorgespannte Sicherungsfeder (53) scheibenförmig und mit einem Innenrand auf einem zylindrischen Abschnitt des Ventilglieds (44) geführt ist, seitlich innen an einem ringförmigen Anschlag (56) des Ventilsglieds (44), außen an einer Ringschulter (55) des angetriebenen Teils (33) anliegt, und daß die auf einen Zapfen (45) des Ventilglieds (44) aufgeschobenen tellerförmigen Arbeitsfedern (47) zwischen einer den Zapfen begrenzenden Ringschulter des Ventilglieds (44) und einer

Ringschulter (48) eines das Pleuelende führenden Kolbenbolzenhalters (37) liegen, der im angetriebenen Teil (33) gleitend geführt und gegen Herausgleiten durch einen Anschlag (49) gesichert sowie mittels der Arbeitsfedern (47) und des Ventilglieds (44) gegen die Querwand (34) des angetriebenen Teils (33) federnd abgestützt ist.

3. Hammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Arbeitsfeder (47) mit ihrem Rand in einem Vorsprung des Kolbenbolzenhalters (37) axial geführt ist, der mindestens eine Ausnehmung (57) hat, welche einen mit der Atmosphäre verbundenen Durchbruch (42) in einer Querwand des Kolbenbolzenhalters (37) mit dem Innenraum des angetriebenen Teils (33) verbindet, und daß bei von seinem Sitz abgehobenem Sicherheitsschließglied (44) die Verbindung der Luftkammer (35) zur Atmosphäre über die weite Öffnung (43) des angetriebenen Teils (33), einen Ringspalt zwischen diesem Teil (33) und dem Sicherheitsschließglied (44), Ausnehmungen der Sicherungsfeder (53) und den Innenraum des angetriebenen Teils (33) führt.

4. Hammer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmige, vorgespannte Sicherungsfeder eine Sternfeder (53) mit gleichmäßig an ihrem Umfang verteilten V-förmigen Ausnehmungen (54) ist.

5. Hammer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsschließglied (44) ein die Öffnung (43) des angetriebenen Teils (33) glockenförmig überdeckender Hohlkörper ist und daß ein an seinem Rande mit Ausnehmungen (51) versehener, zwischen der Querwand (34) des angetriebenen Teils (33) und einer inneren Ringschulter (52) des Sicherheitsschließglieds (44) begrenzt axial verschiebbar geführter Ventilteller (50) eine über seine Ausnehmungen (51) führende Verbindung der Luftkammer (35) zum Innenraum des hohlen Sicherheitsschließglieds (44) abschließt, wenn er an der Ringschulter (52) anliegt.

6. Hammer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsschließglied quer zu seiner Achse geteilt ist in einen den Ventilteller (50) führenden, am angetriebenen Teil (33) befestigten weiten Hohlkörper (58) und in einen durch mindestens eine Arbeitsfeder (47) koaxial zum Schlagwerk gehaltenen abgesetzten Hohlzapfen (60) eingreift, bei dem die Führungsabschnitte für die Sicherungsfeder (53) und die Arbeitsfedern (47) durch den als Bund ausgebildeten Anschlag (61) begrenzt sind, und daß die durch die Sicherungsfeder (53) geöffnete Verbindung der Luftkammer (35) zur Atmosphäre über einen Ringspalt zwischen dem Hohlkörper (58) und dem Hohlzapfen (60) führt.

7. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (8) als Schlagkörper, seine Querwand (9) als Schlagfläche (32) ausgebildet ist und der im Hohlzylinder (8) geführte Kolben (33) über das Kurbelgetriebe und die tellerförmigen Arbeitsfedern (47) hin- und hergehend angetrieben ist.

8. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder über das Kurbelgetriebe und die tellerförmigen Arbeitsfedern (47) hin- und hergehend angetrieben und der im Hohlzylinder geführte Kolben als Schlagkörper ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 319 367, 402486, 844, 746442;

österreichische Patentschrift Nr. 220102;
USA.-Patentschrift Nr. 3 032998.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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