DE1534254B1

DE1534254B1 - Power hammer for ramming or breaking pavement

Info

Publication number: DE1534254B1
Application number: DE19661534254
Authority: DE
Inventors: Ray Ferwerda
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-08-19
Filing date: 1966-08-10
Publication date: 1970-10-22
Also published as: GB1099640A; SE322473B; US3358778A; CH443189A; NL6611623A; BE685541A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Krafthammer zum Rammen oder Aufbrechen von Pflaster, mit einem Gehäuse, einem Werkzeughalter mit einer Stange, die an einem Ende in dem Gehäuse geführt ist und einen in dem Gehäuse angeordneten Amboß aufweist, einem in dem Gehäuse angeordneten, mit der Stange fluchtenden, gegen den Amboß schlagenden hin- und herbewegten Hammer, der eine in Achsrichtung der Stange in dem Gehäuse geführte Kolbenstange aufweist, Schraubenfedermitteln, die die Kolbenstange koaxial umgeben und zwischen dem Hammer und dem ihm entgegengesetzten Ende des Gehäuses angeordnet sind, und einer an dem Gehäuse angeordneten Hubeinrichtung, durch die die Kolbenstange mit dem Hammer aufeinanderfolgend gegen den Druck der Schraubenfedermittel zurückgezogen und nach Aufhebung des Kraftschlusses gegen den Amboß geschlagen wird.The invention relates to a power hammer for ramming or breaking pavement, with a Housing, a tool holder with a rod which is guided at one end in the housing and a having an anvil disposed in the housing, one disposed in the housing with the rod aligned hammer hitting the anvil to and fro, the one in the axial direction of the Rod in the housing has guided piston rod, coil spring means that the piston rod surrounded coaxially and arranged between the hammer and the opposite end of the housing are, and a lifting device arranged on the housing, through which the piston rod withdrawn with the hammer successively against the pressure of the helical spring means and is struck against the anvil after the frictional connection is canceled.

Ein bekannter Krafthammer dieser Art, der als die den Werkzeughalter unter der Linie A 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 inA well-known power hammer of this type which, as the tool holder below line A 2, made a cut along line 2-2 in

Ende,
zeigt,End,
shows,

Fig.
Fig. 1,Fig.
Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1,Fig. 3 is a section along line 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie4-4 in Fig. 2 undFig. 4 is a partial section along line 4-4 in Fig. 2 and

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in ίο Fig. 2.5 shows a section along the line 5-5 in FIG. 2.

In F i g. 1 ist der Krafthammer nach der Erfindung in einem Gehäuse eingebaut dargestellt, das einen Zylinder 10 umfaßt, der an seinem oberen Ende einen starr mit ihm verbundenen Flansch 10 α trägt, der mittels Schrauben oder Bolzen 11 an einem Gehäuseteil 12 befestigt ist. Der Zylinder 10 ist an seinem unteren Ende mit einem Abdeckteil 13 versehen, das an den Zylinder 10 angeschweißt ist und eine mittlere Öffnung aufweist, durch die eine Stange 14 hindurch-In Fig. 1 is the power hammer according to the invention shown installed in a housing comprising a cylinder 10 having at its upper end a rigidly connected to it flange 10 α carries, which by means of screws or bolts 11 on a housing part 12 is attached. The cylinder 10 is provided at its lower end with a cover part 13 which is attached to the cylinder 10 is welded and has a central opening through which a rod 14-

Schraubenfedermittel eine einzige Schraubenfeder 20 tritt, die mit dem Zylinder 10 koaxial verläuft undCoil spring means a single coil spring 20 occurs which is coaxial with the cylinder 10 and

verwendet, fällt bereits nach relativ wenigen Arbeitsstunden auseinander, und zwar infolge der starken freiwerdenden Kräfte, die eine entsprechend starke Feder durch ihre Eigenschwingungskräfte hervorruft.used, falls apart after a relatively few hours of work, due to the strong forces that are released by a correspondingly strong spring through its natural oscillation forces.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Federmittel in dem bekannten Krafthammer so auszugestalten, daß eine Dämpfwirkung entsteht, die eine Zerstörung des Hammers verhindert.The object of the invention is the spring means to design in the known power hammer so that a damping effect arises, the one Destruction of the hammer prevented.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schraubenfedermittel aus wenigstens zwei getrennten Schraubenfedern bestehen, die sieh voneinander in der Eigenschwingungsfrequenz unterscheiden und zwischeneinander druckübertragende Enden aufweisen.According to the invention, this object is achieved in that the helical spring means consist of at least There are two separate coil springs that differ from one another in terms of their natural oscillation frequency and have pressure-transmitting ends therebetween.

Bei dieser Konstruktion werden die beiden Federn, wenn der Hammer über seine Kolbenstange angehoben wird, stark zusammengepreßt und dann plötzlich freigegeben, um einen Schlag auf den Amboß auszuüben. In diesem Augenblick schwingen die plötzlich freigelassenen Federn an ihren einander berührenden Enden stark vor und zurück, und infolge des Frequenzunterschiedes zwischen den beiden Federn dämpfen sie sich gegenseitig schnell, um diese Schwingung zu stoppen.With this construction, the two springs are activated when the hammer is raised above its piston rod is compressed, strongly compressed and then suddenly released, a blow on the anvil exercise. At that moment the suddenly released feathers vibrate on their touching one another Ends strong back and forth, and due to the frequency difference between the two springs quickly dampen each other to stop this oscillation.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwei Schraubenfedern Konstanten in der Länge, dem Durchmesser, der Steigung, der Anzahl der Windungen, dem Durchmesser der Wendelung und dem Torsionsmodul der Elastizität haben und daß sich die Werte wenigstens einer dieser Konstanten bei den beiden Schraubenfedern voneinander unterscheiden. A special feature of the invention is that two coil springs have constants in the Length, the diameter, the pitch, the number of turns, the diameter of the coil and the torsional modulus of elasticity and that the values of at least one of these constants differentiate between the two coil springs.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die beiden Schraubenfedern etwa denselben mittleren Durchmesser haben und in Längsrichtung fluchtend ausgerichtet sind, so daß ihre Eigenschwingungskräfte im wesentlichen unmittelbar einander entgegengesetzt gerichtet sind.It is particularly advantageous if the two helical springs have approximately the same mean diameter have and are aligned in the longitudinal direction, so that their natural vibration forces in the are essentially directed directly opposite one another.

Zweckmäßigerweise sind die beiden Schraubenfedern voneinander durch eine abriebfeste Scheibe getrennt.The two helical springs are expediently separated from one another by an abrasion-resistant washer separated.

Weitere Merlanale der Erfindung sind Gegenstand des Anspruchs 5.Further details of the invention are the subject matter of claim 5.

Ein Ausführungsbeispiel des Krafthammers nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigtAn embodiment of the power hammer according to the invention is explained with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 einen Schnitt durch den Krafthammer, Fig. 1A die Verlängerung der Fig. 1 am unteren an ihrem oberen Ende einen angeformten AmboßF i g. 1 shows a section through the power hammer, FIG. 1A the extension of FIG. 1 at the bottom at its upper end a molded anvil

14 α trägt. Die Stange 14 geht durch eine Lagerhülse14 α carries. The rod 14 goes through a bearing sleeve

15 hindurch, die starr an dem Abdeckteil 13 des Zylinders 10 mittels Knotenblechen 16 festgeschweißt ist. Ein Polster 17 in der Form eines Polyurethanringes umgibt die Stange 14 und liegt an dem Abdeckten 13 an. Die Stange 14 ist in der Lagerhülse 15 derart gleitbar angeordnet, daß der Amboß 14 α axial in dem Zylinder 10 geführt ist.15, which is rigidly welded to the cover part 13 of the cylinder 10 by means of gusset plates 16. A pad 17 in the form of a polyurethane ring surrounds the rod 14 and rests on the cover 13. The rod 14 is slidably arranged in the bearing sleeve 15 in such a way that the anvil 14 α is guided axially in the cylinder 10.

Ein Hammer 18 ist vorgesehen, um auf den Amboß 14 α Schläge auszuüben. Der Hammer ist axial fluchtend mit dem Amboß ausgerichtet und mit einer Kolbenstange 19 versehen, die sich axial nach oben durch den Zylinder 10 hindurch und konzentrisch zu ihm erstreckt und aus seinem oberen Ende durch eine Lagerhülse 20 axial hervorragt, die in der axialen Lage mittels einer Lagerkappe 21 gehalten ist, an der ein Lager festgeschweißt ist. Die Lagerkappe 21 wiederum ist an der unteren Wand des Gehäuseteils 12 mittels Schrauben oder Bolzen 22 befestigt. Eine Öldichtung 20 α verhindert Leckverlust von Schmiermittel aus dem Gehäuseteil 12.A hammer 18 is provided to exert α blows on the anvil 14. The hammer is axially aligned with the anvil and is provided with a piston rod 19 which extends axially upward through the cylinder 10 and concentrically to it and protrudes from its upper end through a bearing sleeve 20 axially which in the axial position by means of a Bearing cap 21 is held, to which a bearing is welded. The bearing cap 21 is in turn fastened to the lower wall of the housing part 12 by means of screws or bolts 22. An oil seal 20 α prevents leakage of lubricant from the housing part 12.

Kräftige Schraubenfedern 23 α und 23 b von etwa 300 mm Durchmesser und etwa 900 mm Länge, die für eine Schlagkraft von 4 bis 5 Tonnen bemessen sind, umgeben die Kolbenstange 19 in dem Zylinder 10, um zwischen dem Hammer 18 und der Lagerkappe 21 zusammengepreßt zu werden, die an der unteren Wand des Gehäuseteils 12 befestigt ist. Eine harte abriebfeste Scheibe 23 aus Stahl liegt am oberen Ende der Schraubenfeder 23 b an und hat eine Schulter 232, um das obere Ende dieser Feder zu zentrieren. Die Scheibe 231 liegt an einem Polster 233 aus Polyurethan an. Eine weitere Scheibe 234 aus Stahl liegt zwischen den Schraubenfedern 23 α und 23 b und ist mit sie zentrierenden Schultern 235 und 236 versehen, um die beiden Federn in konzentrischer Lage zu halten. Noch eine abriebfeste Scheibe 237 aus Stahl ist am unteren Ende der Schraubenfeder 23 α vorgesehen und liegt an einem Polster 238 aus Polyurethan an, das zwischen der Scheibe 237 und dem Hammer 18 liegt. Die beiden Schraubenfedern 23 α und 23 b unterscheiden sich voneinander in der Eigenschwingungsfrequenz derart, daß sie einen gegenseitigen Dämpfeffekt ausüben, der die Zerstörung des Hammers verhindert. Obwohl mehr als zwei Federn in derartig angrenzender Anordnung vorgesehen sein können, sind zwei Federn ausreichend, umStrong coil springs 23 α and 23 b of about 300 mm in diameter and about 900 mm in length, which are dimensioned for an impact force of 4 to 5 tons, surround the piston rod 19 in the cylinder 10 in order to be compressed between the hammer 18 and the bearing cap 21 which is attached to the lower wall of the housing part 12. A hard abrasion-resistant washer 23 made of steel rests against the upper end of the coil spring 23 b and has a shoulder 232 to center the upper end of this spring. The disk 231 rests against a cushion 233 made of polyurethane. Another washer 234 made of steel lies between the helical springs 23 α and 23 b and is provided with shoulders 235 and 236 centering them in order to keep the two springs in a concentric position. Another abrasion-resistant disk 237 made of steel is provided at the lower end of the helical spring 23 α and rests against a cushion 238 made of polyurethane, which lies between the disk 237 and the hammer 18. The two coil springs 23 α and 23 b differ from one another in terms of their natural oscillation frequency in such a way that they exert a mutual damping effect which prevents the hammer from being destroyed. Although more than two springs can be provided in such an adjacent arrangement, two springs are sufficient to

die Betriebsdauer des Hammers zu verlängern. Die Schraubenfedern 23a und 23 b haben Konstanten in der Länge, im Durchmesser, in der Steigung, der Anzahl von Windungen, dem Durchmesser der Wendelung und im Torsionsmodul der Elastizität, und die beiden Federn müssen sich voneinander in wenigstens einer dieser Konstanten ausreichend unterscheiden, um die Dämpfwirkung hervorzurufen. In einer Ausführungsform hat die eine Schraubenfeder 23 α eine Länge von 508 mm, einen Durchmesser der Wendelung von 305 mm, sieben Windungen, 76 mm Steigung und einen Federdurchmesser von 44,5 mm. Die andere Schraubenfeder 23 b hat eine Länge von 343 mm, einen Durchmesser der Wendelung von 302 mm, sechs Windungen, 64 mm Steigung und einen Federdurchmesser von 48 mm. Der Torsionsmodul der Elastizität der beiden Federn wird durch geringfügiges Verändern der Stahlzusammensetzung oder durch Verändern des Temperns ähnlicher Stähle geändert.to extend the life of the hammer. The coil springs 23a and 23b have constants of length, diameter, pitch, number of turns, the diameter of the coil and the torsional modulus of elasticity, and the two springs must differ from one another sufficiently in at least one of these constants in order to to produce the damping effect. In one embodiment, the one helical spring 23 α has a length of 508 mm, a coil diameter of 305 mm, seven turns, a pitch of 76 mm and a spring diameter of 44.5 mm. The other helical spring 23 b has a length of 343 mm, a coil diameter of 302 mm, six turns, a pitch of 64 mm and a spring diameter of 48 mm. The torsional modulus of elasticity of the two springs is changed by changing the steel composition slightly or by changing the tempering of similar steels.

Zum Betätigen des Krafthammers ist eine Hubeinrichtung vorgesehen, die die Schraubenfedern 23 a und 23 b zusammenpreßt und anschließend den Hammer freigibt, so daß die Federn einen kräftigen Schlag gegen den Amboß 14 α ausüben. Die Hubeinrichtung weist ein T-förmiges Element 24 mit einer vertikal gerichteten mittleren Bohrung auf, die auf einen Abschnitt 19 α mit verringertem Durchmesser der Kolbenstange 19 paßt, der an einer Schulter 19 b endet, gegen die sich das T-förmige Element 24 anlegt. Eine Mutter 25 hält das Element 24 in seiner Lage. Das T-förmige Element hat seitlich gerichtete Arme 24 a an seinen gegenüberliegenden Seiten, die von einem Hubmechanismus erfaßt werden.To operate the power hammer, a lifting device is provided which compresses the helical springs 23 a and 23 b and then releases the hammer so that the springs exert a powerful blow against the anvil 14 α. The lifting device has a T-shaped element 24 with a vertically directed central bore which fits onto a section 19 α with a reduced diameter of the piston rod 19 which ends at a shoulder 19 b against which the T-shaped element 24 rests. A nut 25 holds the element 24 in place. The T-shaped element has laterally directed arms 24 a on its opposite sides, which are detected by a lifting mechanism.

Die Kraftmittel zum Heben der Kolbenstange 19 bestehen aus einem Hydraulikmotor 26, der an die Wand des Gehäuseteils 12 angeschraubt ist und mit hydraulischer Kraft durch elastische Schlauchverbindungen 27 und 28 von einer Kraftquelle versorgt wird. Der Motor endet in einer Antriebswelle 29, die sich vertikal nach unten in den Gehäuseteil 12 zum Drehen einer Schnecke 34 erstreckt, die wiederum mit einem konischen Schneckenrad 35 mit einer Übersetzung von etwa zwanzig zu eins im Eingriff steht. Das Schneckenrad 35 ist auf eine Welle 36 aufgekeilt, die wiederum in Lagern 37 gelagert ist, die von an dem Gehäuseteil 12 befestigten LagerdeckelnThe power means for lifting the piston rod 19 consist of a hydraulic motor 26 which is connected to the Wall of the housing part 12 is screwed and with hydraulic force through elastic hose connections 27 and 28 is supplied by a power source. The engine ends in a drive shaft 29, which extends vertically downward into the housing part 12 for rotating a worm 34, which in turn meshed with a conical worm wheel 35 with a ratio of about twenty to one stands. The worm wheel 35 is keyed on a shaft 36, which in turn is mounted in bearings 37, the of bearing caps attached to the housing part 12

38 getragen sind. Auf die Welle 36 ist ein Paar Ritzel38 are worn. On the shaft 36 is a pair of pinions

39 aufgekeilt, von denen jedes mit einem ausgerichteten Zahnrad 40 mit einer Übersetzung von etwa drei zu eins im Eingriff steht. Die Zahnräder 40 sind auf eine Welle aufgekeilt, die in Lagern 42 gelagert ist, die von Lagerdeckeln 43 in dem Gehäuseteil 12 getragen sind. Ein Paar Kurvenrollen 44 sind an jedem der Zahnräder 40 einander diametral gegenüberliegend mittels Lagerzapfen 44 α angeordnet und sind durch Muttern 45 an Scheiben in ihrer Lage gehalten. Die Kurvenrollen 44 an jedem Zahnrad sind so ausgerichtet, daß sie unter die gegenüberliegenden Arme 24 α des Elementes 24 greifen, um auf diese Weise die Kolbenstange 19 und den Hammer 18 anzuheben. Jede Kurvenrolle 44 greift in der in F i g. 1 gezeigten gestrichelten Lage unter einen derT-förmigen Arme 24 α an der linken Seite desselben an und hebt das T-förmige Element an, während sich die Kurvenrolle 44 über einen Bogen von etwas mehr als 90° bewegt, wodurch verursacht wird, daß die Kurvenrolle die Strichpunktlage gemäß F i g. 1 erreicht, wenn sie außer Berührung mit dem Arm 24 α rollt und auf diese Weise den Arm plötzlich freigibt, so daß er durch die Schraubenfedern 23 α und 23 b, die in dieser Ausführungsform auf etwa 254 mm ihrer gesamten vertikalen Länge zusammengepreßt wurden, angetrieben nach unten gepreßt wird.39, each of which meshes with an aligned gear 40 at a ratio of about three to one. The gears 40 are keyed onto a shaft which is mounted in bearings 42 which are carried by bearing caps 43 in the housing part 12. A pair of cam rollers 44 are arranged on each of the gears 40 diametrically opposite one another by means of bearing journals 44 α and are held in their position by nuts 45 on washers. The cam rollers 44 on each gear are aligned so that they engage under the opposite arms 24 α of the element 24 in order to raise the piston rod 19 and the hammer 18 in this way. Each cam roller 44 engages in the position shown in FIG. 1 under one of the T-shaped arms 24 α on the left side thereof and lifts the T-shaped element while the cam roller 44 moves over an arc of a little more than 90 °, thereby causing the cam roller the dash-dot position according to FIG. 1 reached when it rolls out of contact with the arm 24 α and in this way suddenly releases the arm so that it is driven by the coil springs 23 α and 23 b, which in this embodiment have been compressed over about 254 mm of their entire vertical length is pressed down.

Ein geeignetes Werkzeug 46 ist am unteren Ende der Stange 14 mittels eines Werkzeughalters, der aus Elementen 46 a, 46 b, 47 und 48 besteht, angeordnet (Fig. IA).A suitable tool 46 is arranged at the lower end of the rod 14 by means of a tool holder which consists of elements 46 a, 46 b, 47 and 48 (FIG. 1A).

Anschlagmittel sind an der Stange 14 vorgesehen, um zu verhindern, daß sie nach oben ins Innere des Zylinders 10 getrieben wird, so daß der Amboß 14 a ständig in einem Abstand unter dem den Schlag übertragenden Hammer 18 verbleibt. Ein derartiger Anschlag 49 besteht aus einem auf die Stange 14 aufgeschraubten und durch eine Schraube 50 in seiner Lage gehaltenen Gleitring. Dieser Ring schlägt am unteren Ende der Lagerhülse 15 beim Rückprall an, nachdem ein Schlag durchgeführt worden ist, um auf diese Weise die Aufwärtsbewegung des Ambosses α zu begrenzen. Vorzugsweise ist eine Schraubenfeder 51 vorgesehen, die die Stange 14 umgibt und zwischen dem Anschlag 49 und der Lagerhülse 15 gehalten ist, um den Rückprall an dieser Stelle abzupolstern, nachdem ein Schlag durchgeführt worden ist.Stop means are provided on the rod 14 to prevent it from being driven upwards into the interior of the cylinder 10, so that the anvil 14 a constantly remains at a distance under the hammer 18 transmitting the blow. Such a stop 49 consists of a sliding ring screwed onto the rod 14 and held in its position by a screw 50. This ring strikes the lower end of the bearing sleeve 15 on rebound after an impact has been carried out, in order to limit the upward movement of the anvil α in this way. A helical spring 51 is preferably provided which surrounds the rod 14 and is held between the stop 49 and the bearing sleeve 15 in order to cushion the rebound at this point after an impact has been carried out.

Der als Anschlag 49 dienende Ring kann mit Mitteln versehen sein, um eine Drehung des Werkzeuges um seine Achse zu verhindern. Ein derartiges Mittel ist als Stange 52 ausgebildet, die am Zylinder 10 starr angeschweißt ist und sich frei durch eine Bohrung in dem Ring hindurch erstreckt.The ring serving as a stop 49 can be provided with means to allow the tool to rotate to prevent its axis. Such a means is designed as a rod 52 which is attached to the cylinder 10 is rigidly welded and extends freely through a bore in the ring.

Claims

Patent claims:

1. Power hammer for ramming or breaking pavement with a housing, a tool holder with a rod which is guided at one end in the housing and has an anvil arranged in the housing, one arranged in the housing, aligned with the rod, against the Anvil striking reciprocating hammer which has a piston rod guided in the axial direction of the rod in the housing, helical spring means which surround the piston rod coaxially and are arranged between the hammer and the opposite end of the housing, and a lifting device arranged on the housing, by which the piston rod with the hammer is successively withdrawn against the pressure of the helical spring miriel and is struck against the anvil after the frictional connection is canceled, characterized in that the helical spring means consist of at least two separate helical springs (23 α and 23 b) which are mutually in the Natural oscillation frequency differentiate un d have pressure-transmitting ends between one another.

2. Power hammer according to claim 1, characterized in that two helical springs (23 a and 23 b) have constants in length, diameter, pitch, number of turns, the diameter of the coil and the torsional modulus of elasticity and that the

Values of at least one of these constants differ from one another in the two coil springs.

3. Power hammer according to claim 2, characterized in that the two helical springs (23 α and 23 b) have approximately the same mean diameter and are aligned in the longitudinal direction so that their natural vibration forces are directed essentially directly opposite one another.

4. Power hammer according to claim 2 or 3, - characterized in that the two helical springs (23 α and 23 b) are separated from one another by an abrasion-resistant disc (234).

5. Power hammer according to one of claims 1 to 4, characterized by abrasion-resistant discs (231, 237 or 234) at opposite ends of the coil springs (23 α and 23 b) and shoulders (232, 235 and 236) centering on the springs Discs.

1 sheet of drawings