DE153320C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES Ά

PATENTAMT,

Es sind Stoßbohrmaschinen, Hammer und ähnliche Werkzeuge bekannt, bei denen dem Werkzeug die Hubbewegung zwangläufig durch ein Zug- bezw. Druckmittel erteilt und die Stoßbewegung durch ein elastisches Mittel erzeugt wird, welches bei der zwangläufigen Hubbewegung zusammengepreßt ist. Bei diesen Vorrichtungen wird das Werkzeug bei der Stoßbewegung von dem zwangläufigen

ίο Antrieb freigegeben.

Wird bei derartigen Vorrichtungen eine Feder als elastisches Druckmittel verwendet, so tritt der Übelstand ein, daß die Spannkraft, der Feder bald nachläßt und die Feder gebrauchsunfähig wird. Wendet man hingegen als elastisches Druckmittel Preßluft an, so kann die Druckwirkung nicht größer sein, als wie sie durch das Zusammenpressen beim zwangläufigen Zurückbewegen des Werkzeuges erzielt wurde, und dieser Druck genügt nicht, um den erforderlichen kräftigen Stoß bei der Arbeitsbewegung des Werkzeuges zu entwickeln, zumal beim Zusammenpressen Verluste an Preßluft unvermeidlich sind.

Diese Übelstände sollen gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß dem das Werkzeug vorstoßenden elastischen Druckmittel mittels einer geeigneten Vorrichtung eine zusätzliche Spannung gegeben wird, die es ermöglicht, das Werkzeug bis zum Ende seines Hubes mit voller Gewalt vorwärts zu bewegen. Als geeignete Vorrichtung kann z. B. ein Preßzylinder dienen. Zweckmäßig wird, wie es bei dem Ausführungsbeispiel geschehen ist, als mechanische Rückzugsvorrichtung ein Elektromotor mit einem Vorgelege verwendet.

Eine Gesteinbohrmaschine mit dem Gegenstand der Erfindung ist auf den Zeichnungen veranschaulicht, und zwar zeigt: .

Fig. ι einen senkrechten Längsschnitt,

Fig. la in größerem Maßstabe den vorderen Teil des Maschinengehäuses mit dem Werkzeug,

Fig. 2 teilweise einen Grundriß und teilweise einen wagerechten Längsschnitt der Maschine gemäß Fig. 1.

Fig. 3 und 4 sind in der Seitenansicht bezw. im Querschnitt Teile der Rückzugsvorrichtung.

Fig. 5 ist eine Einzeldarstellung der Mitnehmevorrichtung für das Werkzeug und

Fig. 6 ein senkrechter Querschnitt durch den Arbeitszylinder und das Ventilgehäuse.

Fig. 7 ist eine Einzeldarstellung des Zylinders, in dem das zusätzliche Druckmittel erzeugt wird.

Fig. 8 und 9 veranschaulichen eine andere Ausführungsform der Rückzugs vorrichtung in Seitenansicht und wagerechtem Längsschnitt.

Fig. 10 und 11 sind zwei sich kreuzende Schnitte durch eine andere Ausführungsform der Stoßbohrmaschine und

Fig. 12 und 13 Einzeldarstellungen zu derselben.

Das Werkzeug, welches je nach der Zweckbestimmung z. B. aus einer Picke, einem Stoßbohrer, Meißel, Niet- oder anderen Hammer, kurzum aus irgend einem durch Stoß oder Schlag zur Wirkung kommenden

Arbeitsmittel bestehen kann, wird, wie, dies Fig. la in bezug auf einen Bohrer 3 "veranschaulicht, in bekannter Weise in dem Bund 2 der Spindel 1 auswechselbar gehalten. Soll sich das Werkzeug nicht nur vor- und zurückbewegen, sondern gleichzeitig auch drehen, so wird, wie allgemein üblich und wie in den Fig. 10 bis 12 veranschaulicht ist, ein Drillschaft 5" mit einem mit entsprechendem Muttergewinde versehenen Sperrad 5* vorgesehen. Eine Sperrklinke 5^C läßt beim Zurückziehen eine freie Bewegung des Sperrades 5* zu, während beim Vorstoßen des Werkzeuges die Klinke das Sperrad festhält und letzteres den Schaft oder die Spindel 1 des Werk-. zeuges in Umdrehung versetzt.

Die Spindel 1 trägt einen Kolben 7, der in einem Zylinder 8, dem Arbeitszylinder, gleitet. Natürlich muß die Spindel 1, falls sich das Werkzeug gleichzeitig vor- und zurückbewegen sowie drehen soll, auch in dem Kolben 7 gemäß Fig. 10 drehbar gehalten werden. Der Kopf 5^ verhindert hierbei ein Herausziehen der Spindel aus dem Kolben.

Die Kolbenstange 9 ist an ihrem freien Ende derart ausgebildet, daß sie durch eine mechanische Vorrichtung ergriffen und zwangläufig zurückgezogen werden kann. Hierbei wird ein elastisches Druckmittel, z. B. die in dem Zylinder 8 hinter dem Kolben eingeschlossene Luft, zusammengepreßt, so daß der Kolben 7 mit dem Werkzeug wieder nach vom schnellt, sobald die Rückzugsvorrichtung die Kolbenstange 9 in bekannter Weise in der hinteren Endstellung freigibt. Die Rückzugsvorrichtung wird, wie bekannt, durch einen schnellaufenden Elektromotor angetrieben, dessen Feldmagnete 29 mit ihren Drahtwindungen 30 den Anker 31 umgeben.

Die Achse 33 des Elektromotors überträgt mittels des Zahnrades 32 die Drehbewegung entweder unmittelbar (Fig. 1 und 2) oder unter Vermittlung eines Rädervorgeleges 32^a, 34" (Fig. 10) auf ein größeres Zahnrad 34.

Der Anker des Elektromotors- dient dabei gleichzeitig als Schwungmasse, welche bei der schwankenden Belastung der Rückzugsvorrichtung über die toten Punkte hinweghilft.

Von dem Zahnrad 34 wird eine auf derselben Achse sitzende Kurbel mitgenommen, deren Zapfen mit 35 bezeichnet ist. Ein auf den Zapfen 35 aufgeschobenes Gleitstück 36 bewegt sich bei der Drehbewegung der Kurbel in einem mit einer Kurbelschleife versehenen Schlitten 37 hin und her, welcher auf Gleitschienen 38 in dem Gehäuse 44 der Maschine geführt ist. Die \^erbindung zwischen dem Zahnrad 34 und der mit dem Zapfen 35 versehenen Kurbel ist, wie bekannt, eine elastische, um beim plötzlichen Einsetzen der Rückzugsbewegung Stöße zu vermeiden. Gemäß den Fig. 3 und 4 kann z. B. der Zapfen 35 an einer Scheibe 34* sitzen, die durch Federn 34^ und 34Ϊ nach beiden Seiten gegen das Zahnrad 34 abgestützt ist. Gemäß den Fig. 8 und 9 hingegen ist die federnde Mitnahme dadurch gesichert, daß der Mitnehmer am Zahnrad 34, in dessen Bereich zeitweilig die Kurbel 35* kommt, durch eine Feder 35* beeinflußt wird. Die Ausbildung der Rückzugsvorrichtungen gehört jedoch ebensowenig zur Erfindung wie die im nachstehenden beschriebene Vorrichtung zur Freigabe des Werkzeuges.

Der Schlitten 37 hat bei dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel nach abwärts ragende Anschläge 39, hinter welche die beiden an der Kolbenstange 9 angeordneten Greifer 40 fassen. Die Greifer werden durch ein auf sie einwirkendes Druckmittel in der Spreizstellung gehalten. Gemäß Fig. 5 geschieht dies mittels Druckluft, welche durch den Kanal 40* der hohlen Kolbenstange 9 zugeleitet wird und auf den Druckstift 40" einwirkt. Sobald der Schlitten 37 nahezu in die linke Totpunktstellung gelangt ist, treffen die Greifer 40 gegen zweckmäßig aus Rollen bestehende Anschläge 41 am Maschinengehäuse 44; die Kolbenstange 9 wird dadurch freigegeben und kann nun unter der Einwirkung des bei der zwangläufigen Rückzugsbewegung hinter dem Kolben 7 im Zylinder 8 gespannten elastischen Druckmiteis wieder nach vorn schnellen. Weil der Schlitten 37 stets den vollen Hub ausführt, so wird er bei seiner Rückbewegung die Greifer 40 an der Kolbenstange 9 erfassen, gleichgültig wo sich dieselben bezw. der Kolben 7 gerade befindet. .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 8 bis 11 ist die Kolbenstange 9 durch einen Ansatz 37^ des Schlittens 37 hindurchgeführt und liegt mit ihrem Kopf g^a und Puffer Qj^b gegen die Rückseite des Ansatzes 37^a an. Sobald die Kurbel 35^ etwas über die linke Totpunktstellung· hinweggedreht ist, schnellt die Kurbel 35" und der Schlitten 37 mit der Kolbenstange 9 unter der Wirkung der in dem Zylinder 8 inzwischen zusammengepreßten Luft nach vorn. Die Teile bleiben in dieser Stellung so lange, bis die Kurbel 35^Λ von neuem durch den Mitnehmer das Zahnrad 34 ergriffen und bis in die linke Totpunktlage gedreht wird.

Wie bereits erwähnt, steht der Kolben 7 bezw. das mit demselben verbundene Werkzeug bei dem wirksamen Stoß nicht allein unter dem Druck des bei der Rückzugsbewegung in dem Zylinder 8 zusammengepreßten bezw. gespannten Druckmittels, sondern es wird diesem Druckmittel, d. h. bei dem Aus-

führungsbeispiel der Luft, eine zusätzliche Spannkraft gegeben; Zu diesem Zweck ist neben dem Zylinder 8 ein Pumpenzylinder io angeordnet, in welchem ein durch die Kolbenstange 42 beispielsweise bei 43 starr mit dem Schlitten 37 verbundener Kolben 11 sich hin- und herbewegt. An dem einen Ende des Pumpenzylinders 10 befindet sich das Ventilgehäuse mit einem Saugventil 25 und

einem Druckventil 15. Durch die Öffnung 16 wird atmosphärische Luft in den Zylinder 10 gesaugt und durch die Öffnung 13 und den sich daran anschließenden Kanal 14 hinter dem Kolben 7 in den Zylinder 8 gepreßt. Vor der Einlaßöffnung 16 für die atmosphärische Luft ist zweckmäßig eine Staub oder dergl. fernhaltende Filterschicht 17 aus einem dichten, aber luftdurchlässigen Stoff eingesetzt. Dieselbe kann von gelochten, zwischen einer Eindrehung 20 des Ventilgehäuses und einem Spannring 21 eingeschlossenen Scheiben 18 und 19 gehalten werden.

Während der Kolben 7 in dem Zylinder 8 unter der Einwirkung der hinter dem Kolben 7 zusammengepreßten Luft nach vorn schnellt, preßt der Kolben 11 in dem Pumpenzylinder 10 Luft zusammen, und zwar auf eine Spannung, die beträchtlich über dem Atmosphärendruck liegt. Diese Luft im Pumpenzylinder 10. wird durch das Ventil 15 in den Zylinder 8 übergedrückt, wenn die Spannung der Luft in dem Pumpenzylinder 10 die Preßluftspannung in dem Zylinder 8 übersteigt, ein Fall, der naturgemäß eintreten muß, weil der Raum hinter dem Kolben 7 sich vergrößert, der Raum vor dem Kolben 11 in dem Pumpenzylinder sich hingegen verkleinert und ferner mit Spannungsverlusten in dem Zylinder 8 zu rechnen ist. Der Kolben 7 mit dem Werkzeug wird demnach mit ungeschwächter Kraft unter starkem Preßluftdruck nach vorn gestoßen:

Der Zylinderraum vor dem Kolben 7 steht mit der Atmosphäre in Verbindung, doch liegt die Austrittsöffnung 22 (Fig. 1) so weit zurück, daß im letzten Augenblick des Vorwärtsschnellens des Kolbens 7 vor demselben in bekannter Weise ein Luftpuffer entsteht.

Außerdem kann aber der Zylinder noch eine Einlage 24 aus elastischem Stoff, z. B. Kautschuk, erhalten. Selbstredend setzt man in die Durclilaßöffnung 22 des Zylinders 8 ein Filter 23 ähnlicher Art ein, wie dies in bezug auf den Lufteinlaß am Pumpenzylinder 10 beschrieben wurde, um das Eindringen von Staub oder dergl. zu verhüten.

Die Gewalt der Vorwärtsbewegung des Werkzeuges läßt sich nach Bedarf dadurch mit größter Genauigkeit regeln, daß man die durch den Pumpenkolben 11 hergestellte Luftspannung veränderlich macht und dementsprechend die Luftmenge verändert, welche aus dem Pumpenzylinder 10 in den Arbeitszylinder 8 übergeführt wird. Dieses kann durch mehr oder weniger starke Belastung des Ansaugeventiles 25' geschehen. Wie Fig. 6 erkennen läßt, steht dieses Ventil unter dem Druck einer Feder 26, deren Spannung durch eine Regulierschraube 27 verändert werden kann. Eine Gegenmutter 28 sichert die Schraube in der gegebenen Stellung. Durch das Ventil 25 erfolgt bei der Zurückbewegung des Pumpenkolbens 11 ein Ansaugen der Luft nicht eher, als bis ein hinreichend großes Vakuum vor dem Kolben 11 entstanden ist, welches unter Mithilfe der von außen wirkenden atmosphärischen Luft es ermöglicht, unter Überwindung des Druckes der Feder 26 das Ventil 25 zu lüften. Ist die Spannung der Feder 26 gering, so wird das Lüften sehr bald nach Beginn der Rückbewegung des Kolbens 11 vor sich gehen. Die Folge hiervon ist, daß bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens 11 eine große Luftmenge zusammengepreßt und in den Zylinder 8 übergedrückt wird. Bei starker Ventilbelastung tritt der umgekehrte Fall ein.

Wie Fig. 7 veranschaulicht, kann an Stelle der belasteten Ventile an dem Pumpenzylinder ι ο eine Kammer io^a angeschlossen sein, in welcher mittels der Schraubenspindel io^c ein Kolben io* verstellbar ist. Je weiter der Kolben IO^Ä vorgeschoben wird, um so kleiner wird der Druckraum vor dem Kolben 11, je weiter der Kolben 10* hingegen zurückgeschraubt wird, um so größer wird der Druckraum. Auch mittels dieser Vorrichtung läßt sich demnach die Spannung der durch die Pumpe erzeugten Preßluft regeln.

Weil es nicht zweckmäßig ist, das Werkzeug in Betrieb zu setzen, bevor der Motor für den Antrieb der Rückzugsvorrichtung seine volle Geschwindigkeit erreicht hat, ist eine Abstellvorrichtung vorgesehen, die aus einem einen Kanal 47 abschließenden Ventil 46 besteht. Dasselbe wird mittels eines vom Stand des bedienenden Arbeiters aus erreichbaren Gestänges 50, 48, 49 so lange ge- no lüftet, als es zweckmäßig erscheint. Es wird dadurch das Entstehen eines Preßluftkissens hinter dem Kolben 7 verhindert. Das Gestänge zum Bewegen des Ventiles 46 steht mit einem durch eine Feder 53 beeinflußten Drücker 51 in Verbindung, welcher sich in der Nähe des Handgriffes 52 zum Lenken der Maschine befindet. Gegebenenfalls hält eine Sperrvorrichtung den Drücker 51 bis zu dem zweckmäßig erscheinenden Zeitpunkt fest. Natürlich kann die bedienende Person das Ventil 46 jederzeit lüften, wenn aus irgend

einem Grunde die Arbeit des Werkzeuges ' unterbrochen werden soll, ohne gleichzeitig die Maschine außer Betrieb zu setzen.

Es kann endlich noch der Fall eintreten, daß das Werkzeug sich in dem zu bearbeitenden Werkstück festsetzt. Dies tritt namentlich leicht ein, wenn es sich um Bohrwerkzeuge handelt. Die Folge ist alsdann, daß nicht das Werkzeug, sondern die Maschine

ίο schnell vor- und zurückgestoßen wird, was selbstverständlich vermieden werden muß. Deshalb ist gemäß Fig. 2 ein sich nach außen öffnendes Ventil 55 in dem hinteren Deckel des Zylinders 8 angeordnet. Dieses Ventil ist derart belastet, daß es für gewöhnlich geschlossen bleibt. Tritt aber die oben genannte Störung ein, so bewegt sich die Maschine so weit nach vorn, daß der Kolben 7 weiter in den Zylinder 8 zurücktritt, als wie dies bei der gewöhnlichen Arbeitsbewegung der Fall ist. Der Kolben 7 stößt dabei

. . gegen den in den Zylinder 8 hineinragenden Stift des Ventiles 55 und lüftet das letztere, so daß die Druckluft entweicht. Das Werkzeug bezw. die Maschine kommt hierdurch zum Stillstand, trotzdem der Motor mit der Rückzugsvorrichtung weiter arbeitet, und setzt erst dann wieder ein, nachdem der bedienende Arbeiter die Maschine bezw. das Werkzeug frei gemacht hat. Natürlich wird in den meisten Fällen der bedienende Arbeiter gleichzeitig das Ventil 46 lüften, um das Werkzeug erst wieder in Tätigkeit treten zu lassen, nachdem die Maschine an die richtige Arbeitsstelle gebracht ist.

Die Rückzugsvorrichtung ist zweckmäßig von dem Gehäuse 44 der Maschine vollständig eingeschlossen (Fig. 1 und 2). Dichtet man das Gehäuse ferner nach außen hin ab, so kann es als Ölkammer dienen, um die darin angeordneten Mechanismen vollständig in Öl laufen zu lassen. Ein an dem Schlitten 37 angeordnetes Blech 45 hält das Öl beständig in Bewegung.

Die Maschine kann gemäß den Fig. 1 und 2 in bekannter Weise auf Rädern fahrbar sein. Ebensogut kann man aber auch entsprechend den Fig. 11 und 13 die Maschine, wie bekannt, mittels einer Klemme 6 auf einer Stange 6^a befestigen und den Vorschub durch die Spindel 6^C herbeiführen, welche in dem die Maschine tragenden Schlitten 6^b angeordnet ist.

Claims (6)

Pate nt-An Sprüche:

1. Antrieb für Stoßbohrmaschinen, Hämmer und ähnliche Werkzeuge, bei welchen das zwangläufig zurückgezogene Werkzeug durch ein bei der Hubbewegung gespanntes elastisches Druckmittel nach Freigabe durch den zwangläufigen Antrieb vorgeschnellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem die Stoßbewegung hervorrufenden elastischen Druckmittel von einem Kraftspeicher aus eine zusätzliche Spannung erteilt wird.

2. Eine Ausführungsform des Antriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Preßzylinder (10) erzeugtes Druckmittel hinter den Arbeitskolben (7) geleitet wird.

3. Eine Ausführungsform des Antriebes nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Preßzylinder (10) erzeugte Spannung des Druckmittels durch geeignete Vorrichtungen geregelt wird.

4. Eine Ausführungsform des Antriebes nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsänderung des in dem Preßzylinder (10) erzeugten Druckmittels durch veränderliche Belastung des Ansaugeventiles (25) herbeigeführt wird.

5. Eine Ausführungsform des Antriebes nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Spannung des in dem Preßzylinder (10) erzeugten Druckmittels durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Druckraumes des Preßzylinders (10) herbeigeführt wird.

6. Eine Ausführungsform des Antriebes nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßkolben (11) mittels eines der hin- und hergehenden Teile, z. B. des Schlittens (37), der Rückzugsvorrichtung bewegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.