DE2023913B2

DE2023913B2 - Electropneumatic hammer drill

Info

Publication number: DE2023913B2
Application number: DE2023913A
Authority: DE
Inventors: Peter Mauren Schmuck (Liechtenstein); Josef Feldkirch- Nofels Unterschweiger (Oesterreich)
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1970-05-15
Filing date: 1970-05-15
Publication date: 1978-11-02
Also published as: CH525067A; DE2023913A1; CA950288A; GB1316908A; JPS5346761B1; US3741317A; SE397651B; ZA712380B; AT317803B; FR2091304A5; CS158294B2

Description

Die Erfindung betrifft einen elektropneumatischen Bohrhammer mit einem abgedichteten, durch einen pneumatischen Kolben über ein Luftkissen in einem Zylinder hin- und herbewegbaren Schlagkolben, der einen dem Innendurchmesser des zur Führung des pneumatischen Kolbens vorgesehenen Zylinderteil entsprechenden Kolbenkopf und einen in Bohrrichtung weisenden Kolbenschaft mit kleinerem Durchmesser aufweist, der in seiner hinteren Ausgangsstellung den Zylinder nach vorne abdichtet, wobei in den die Schlagübertragung auf ein Werkzeug bzw. dessen Schaft umschließenden Raum mündende, für den Zutritt der Außenluft vorgesehene öffnungen angeordnet sind.The invention relates to an electropneumatic hammer drill with a sealed, by a pneumatic piston via an air cushion in a cylinder reciprocating percussion piston that one of the inner diameter of the cylinder part provided for guiding the pneumatic piston corresponding piston head and a piston shaft with a smaller diameter pointing in the drilling direction has, which in its rear starting position seals the cylinder to the front, in which the Impact transmission to a tool or its shaft enclosing space opening for access the outside air provided openings are arranged.

Bohrhammer der oben genannten Art sind einer starken Verschmutzungsgefahr durch Gesteinsstaub unterworfen, welcher sich auf die Lebensdauer und die Funktionssicherheit der Maschine sehr nachteilig auswirkt. Insbesondere im Bereich der Werkzeugaufnahme ergeben sich Abdichtungsprobleme, da dieser Bereich einer besonders starken Verschmutzung ausgesetzt ist. Der beispielsweise durch das Einsteckende des Werkzeuges in den Schlagübertragungsraum eindringende Gesteinsstaub bewirkt einen übermäßigen Verschleiß am Schaft des sich hin- und herbewegenden Schlagkolbens. In der Folge wird die Abdichtung am Schaft des Schlagkolbens unwirksam, so daß der Gesteinsstaub auch in den Zylinderraum eindringen kann. Hier bewirkt er nach kurzer Zeit eine erhebliche Reduktion der Schlagleistung und führt schließlich zu einer Zerstörung des Schlagwerkes.Rotary hammers of the type mentioned above are at a high risk of contamination from rock dust subject, which has a very detrimental effect on the service life and functional reliability of the machine affects. Sealing problems arise in particular in the area of the tool holder, since this Area is exposed to particularly heavy pollution. For example, through the insertion end of the Rock dust penetrating into the impact transmission chamber causes excessive Wear on the shaft of the reciprocating percussion piston. As a result, the seal is on Shank of the percussion piston ineffective, so that the rock dust also penetrate into the cylinder space can. Here, after a short time, it causes a considerable reduction in the impact performance and ultimately leads to a destruction of the striking mechanism.

Bei bekannten Bohrhämmern ist koaxial zu dem die Schlagenergie erzeugenden Erregerkolben ein Kompressorbereich vorgesehen, in dem zusätzlich Druckluft erzeugt wird. Diese Druckluft wird über Kanäle und Ventile dem Schlagübertragungsraum zugeführt, von wo sie über den hohlen Schaft des Werkzeugs an die Bohrstelle geleitet wird. Der im Schlagübertragungsraum erzeugte Überdruck verhindert ein Eindringen von Fremdkörpern. Die Bauweise mit separatem Kompressorbereich ist jedoch sehr aufwendig und im Betrieb recht störungsanfällig.?.In known rotary hammers, a compressor area is coaxial with the exciter piston that generates the impact energy provided, in which compressed air is also generated. This compressed air is via channels and Valves are fed to the impact transmission chamber, from where they are connected to the tool via the hollow shaft Drilling site is directed. The overpressure generated in the impact transmission space prevents penetration of foreign bodies. However, the construction with a separate compressor area is very complex and in the Operation quite prone to failure.?.

Bei einem weiteren mechanischen Hammer wird ein Schläger mittels eines Kurbeltriebes hin- und herbewegt. Auf der Kurbelwelle ist ein Ventilator angeordnet, welcher dem Schlagübertragungsraum Kühlluft zuführen soll. Auch hier sind somit besondere Maßnahmen notwendig, welche den Aufwand und Unterhalt der Maschine unnötig vergrößern. Ein Ventilator weiiit außerdem bei der relativ niedrigen Drehzahl eines solchen Hammers einen geringen Wirkungsgrad auf.In another mechanical hammer, a hammer is moved back and forth by means of a crank drive. A fan is arranged on the crankshaft and supplies cooling air to the impact transmission chamber target. Here, too, special measures are necessary to reduce the effort and maintenance of the Increase the size of the machine unnecessarily. A fan also works at a relatively low speed such a hammer has a low efficiency.

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektropneumatischen Bohrhammer der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem ausschließlich durch die Bewegung des Schlagkolbens selbst im Schlagübertragungsraum ein Überdruck erzeugt wird.ίο The invention is based on the object of a To create electro-pneumatic hammer drill of the specified type, in which exclusively by the Movement of the percussion piston itself in the percussion transmission space an overpressure is generated.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Öffnungen mit sich jeweils beim Vorwärtshub des Schlagkolbens schließenden Ventilen versehen sind. Der Überdruck im Schlagübertragungsraum wird somit dadurch erzeugt, daß beim Rückwärtshub des Schlagkolbens Luft in den zu diesem Zeitpunkt abgeschlossenen Schlagübertragungsraum angesaugt und beim Vorwärtshub des Schlagkolbens die Ventile geschlossen werden, so daß die angesogene Luft im Schlagübertragungsraum verdichtet wird. Bei ansteigendem Überdruck im Schlagübertragungsraum wird der Werkzeugschaft angehoben, so daß Luft durch den dabei entstehenden Spalt ins Freie strömen kann. Durch diese nach außen gerichtete Luftströmung wird das Eindringen von Gesteinsstaub ins Innere des Bohrhammers verhindert und gleichzeitig auch eventuell mit dem Werkzeugschaft in die Werkzeugaufnahme eingeführter Schmutz wieder herausgeblasen. Außerdem überstreicht der Luftstrom auch den Werkzeugschaft, so daß dieser gleichzeitig gekühlt wird. Dadurch wird wiederum das Auswechseln der Werkzeuge erleichtert, da die Schlagübertragungsstellen nicht zu stark erwärmt werden.According to the invention, this object is achieved in that the openings with each other during the forward stroke of the percussion piston closing valves are provided. The overpressure in the impact transmission space is thus generated by the fact that on the return stroke of the percussion piston Air sucked into the shock transmission space closed at this time and at Forward stroke of the percussion piston, the valves are closed, so that the sucked in air in the impact transmission chamber is compressed. When the overpressure in the impact transmission chamber increases, the tool shank will raised so that air can flow through the resulting gap into the open. Through this outward air flow prevents rock dust from penetrating into the hammer drill prevented and at the same time possibly introduced into the tool holder with the tool shank Dirt blown out again. In addition, the air flow also sweeps over the tool shank, so that this is cooled at the same time. This in turn makes it easier to change the tools, since the Impact transmission points are not heated too much.

Damit beim Rückhub des Schlagkolbens kein Gesteinsstaub oder andere Fremdkörper angesaugt werden können, ist es zweckmäßig, daß Filter für mindestens einen Teil der in den Schlagübertragungsraum eintretenden Luft vorgesehen sind. Diese Filter können periodisch erneuert werden, so daß der Strömungswiderstand der angesaugten Luft nicht mit der Zeit durch die Verschmutzung des Filters zu groß wird.So that no rock dust or other foreign bodies are sucked in during the return stroke of the percussion piston can be, it is appropriate that filters for at least part of the in the shock transmission space incoming air are provided. These filters can be renewed periodically so that the The flow resistance of the sucked in air is not too great over time due to the contamination of the filter will.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigtThe invention is now to be explained in more detail with reference to the drawings which show it, for example be, namely shows

F i g. 1 einen teilweisen Schnitt durch einen Bohrhammer mit erfindungsgemäß ausgebildeter Werkzeugaufnahme; F i g. 1 shows a partial section through a hammer drill with tool holder designed according to the invention;

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1;
F i g. 3 einen Ausschnitt der F i g. 1 bei zurückgezogenem Werkzeug.F i g. 2 shows an enlarged section of FIG. 1;
F i g. 3 shows a section of FIG. 1 with the tool withdrawn.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist an einem Motor 1 und an einem damit verbundenen Getriebegehäuse 2 ein Handgriff 3 mit einem Druckschalter 4 befestigt.
Von einem Zahnritzel la wird die Drehbewegung über ein Zahnrad 5 auf eine bei 6 gelagerte, insgesamt mit 7 bezeichnete Kurbelwelle übertragen, deren Verzahnung 7a mit einem Zahnrad 8 in Eingriff steht. Das Zahnrad 8 ist auf einer bei 9 gelagerten Kegelritzelwelle 10 befestigt, deren eines Ende in der Stirnseite IZj des Motorgehäuses gelagert und deren anderes Ende als Kegelrad 11 ausgebildet ist und mit einem korrespondierenden Kegelrad 12 in Verbindung steht. Vom Kegelrad 12 erfolgt die Übertragung derAs shown in FIG. 1, a handle 3 with a pressure switch 4 is attached to a motor 1 and to a gear housing 2 connected to it.
The rotational movement is transmitted from a pinion launcher via a gearwheel 5 to a crankshaft supported at 6 and denoted as a whole by 7, the toothing 7a of which meshes with a gearwheel 8. The gear wheel 8 is attached to a bevel pinion shaft 10 mounted at 9, one end of which is mounted in the end face IZj of the motor housing and the other end is designed as a bevel gear 11 and is connected to a corresponding bevel gear 12. The bevel gear 12 transmits the

Drehbewegung auf den bei 13 und 14 drehbar gelagerten, insgesamt mit 15 bezeichneten Zylinder.Rotary movement on the rotatably mounted at 13 and 14, generally designated 15 cylinder.

Von der sich drehenden Kurbelwelle 7 wird über einen Kurbelzapfen Tb und ein Pleuel 17 ein im Zylinder 15 gelagerter pneumatischer Kolben 16 in hin- und hergehende Bewegungen versetzt, so daß der ebenfalls im Zylinder 15 geführte, insgesamt mit 18 bezeichnete Schlagkolben über ein zwischen Kolbenkopf 18a und pneumatischem Zylinder 16 im Raum 19 eingeschlossenes Luftkissen auch hin- und herbewegt wird. Die kinetische Energie des Schlagkolbens 18 wird über den bei 15a zum Zylinderinnenraum 156 abgedichteten Schaft 186 schlagartig auf den Werkzeugschaft 21 des Werkzeuges 20 übertragen, welcher in der Werkzeugaufnahme 22 längs verschiebbar und verdrehungssicher durch in Nuten 21a eingreifende Walzen 23 gehaltert wird. Durch Verdrehen der Hülse 24 kann die Verriegelung des Werkzeugschaftes 21 in bekannter Weise gelöst werden. Die Werkzeugaufnahme 22 ist durch eine Überwurfmutter 25 über ein Gewinde 25a mit dem Zylinder 15 verschraubt, der mittels einer Stirnverzahnung 22a die Drehbewegung zur Werkzeugaufnahme 22 weiterleitet.From the rotating crankshaft 7, via a crank pin Tb and a connecting rod 17, a pneumatic piston 16 mounted in the cylinder 15 is set in reciprocating movements, so that the percussion piston, also guided in the cylinder 15, designated as a whole by 18, via an intermediate piston head 18a and pneumatic cylinder 16 in the space 19 enclosed air cushion is also moved to and fro. The kinetic energy of the percussion piston 18 is suddenly transferred to the tool shank 21 of the tool 20 via the shaft 186, which is sealed at 15a from the cylinder interior 156, which is held in the tool holder 22 so that it can be displaced longitudinally and is secured against rotation by rollers 23 engaging in grooves 21a. By turning the sleeve 24, the locking of the tool shaft 21 can be released in a known manner. The tool holder 22 is screwed by a union nut 25 via a thread 25a to the cylinder 15, which forwards the rotary movement to the tool holder 22 by means of a spur toothing 22a.

Die während dem Vorwärtshub des Schlagkolbens 18 im Zylinderinnenraum \5b verdrängte Luft kann durch im Zylinder 15 vorgesehene öffnungen 15c/ entweichen und wird beim Rückhub wieder durch diese öffnungen 15c/ in den Zylinderinnenraum i5b zurückgesogen. Die öffnungen 15c/ sind so angebracht, daß sie bei Schlagstellung des Werkzeuges 20 auf der Schaftseite des Schlagkolbens 18 sind, wie F i g. 1 zeigt und so den Zylinderinnenraum 15b öffnen, dagegen bei zurückgezogenem Werkzeugschaft 21 und dadurch in dessen Richtung verlängertem Kolbenweg auf die Luftkissenseite des Schlagkolbens 18 zu liegen kommen, wie F i g. 3 zeigt. Durch das öffnen des Raumes 19 kann sich kein Luftkissen mehr aufbauen, d. h. der Schlagkolben 18 wird nicht mehr hin- und herbewegt, bis durch Druck auf die Maschine der Schlagkolben 18 vom Werkzeugschaft 21 soweit in den Zylinder 15 hineingeschoben wird, daß der Raum 19 wieder geschlossen ist.
Wie insbesondere F i g. 2 zeigt, wird bpim Rückwärtshub des Schlagkolbens 18 Luft über einen Ringspalt 35, durch einen Filter 36, durch Kanäle 37, Öffnungen 15c und durch eine Ventilanorndung, die beispielsweise aus einem elastischen Ring 38 bestehen kann in den Schlagübertragungsraum angesogen. Dabei wird der Schlagübertragungsraum 39 gegen das Getriebegehäuse 2 von einer Dichtung 31a und gegen die Werkzeugaufnahme 22 durch die auf einem Anschlagring 40 aufliegende Facette 21 b des Werkzeugschaftes 21 abgeschlossen. Beim Vorwärtshub des Schlagkolbens 18 wird die Ventilanordnung geschlossen, d. h. der elastische Ring 38 verschließt die öffnungen 15c, so daß die angesogene Luft im Schlagübertragungsraum 39 verdichtet wird. Bei ansteigendem Überdruck im Schlagübertragungsraum 39 wird der Werkzeugschaft 21 und somit die Facette 21 b vom Anschlagring 40 abgehoben, so daß Luft durch den Spalt 34 ins Freie strömen kann. Dadurch wird das Eindringen von Gesteinsstaub verhindert, und eventuell mit dem Werkzeugschaft 21 in die Werkzeugaufnahme 22 eingeführter Schmutz wieder herausgeblasen, wobei der Luftstrom gleichzeitig eine kühlende Wirkung auf den Werkzeugschaft 21 zufolge hat. The air displaced in the cylinder interior \ 5b during the forward stroke of the percussion piston 18 can escape through openings 15c / provided in the cylinder 15 and is sucked back through these openings 15c / into the cylinder interior i5b on the return stroke. The openings 15c / are arranged in such a way that they are on the shaft side of the percussion piston 18 when the tool 20 is in the striking position, as shown in FIG. 1 and thus open the cylinder interior 15b, but come to rest on the air cushion side of the percussion piston 18 when the tool shank 21 is retracted and the piston path is extended in its direction, as shown in FIG. 3 shows. By opening the space 19, no more air cushions can build up, that is, the percussion piston 18 is no longer moved back and forth until the percussion piston 18 is pushed into the cylinder 15 by the tool shank 21 by pressure on the machine so that the space 19 is again closed is.
As in particular F i g. 2 shows, during the backward stroke of the percussion piston 18, air is sucked into the percussion transmission chamber via an annular gap 35, through a filter 36, through channels 37, openings 15c and through a valve arrangement, which can consist, for example, of an elastic ring 38. Here, the impact transmission space 39 is closed against the gear housing 2 by a seal 31a, and against the tool holder 22 by resting on a stop ring 40 facet 21 b of the tool shank 21st During the forward stroke of the percussion piston 18, the valve arrangement is closed, ie the elastic ring 38 closes the openings 15c, so that the air sucked in in the percussion transmission space 39 is compressed. With increasing excess pressure in the impact-transmitting area 39 of the tool shank 21 and thus the facet 21 b from the stop ring 40 is lifted so that air can flow to the outside through the gap 34th This prevents the penetration of rock dust and any dirt that may have been introduced into the tool holder 22 with the tool shank 21 is blown out again, the air flow simultaneously having a cooling effect on the tool shank 21.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1. Electropneumatic hammer drill with a sealed percussion piston which can be moved back and forth in a cylinder by a pneumatic piston via an air cushion and which has a piston head corresponding to the inner diameter of the cylinder part provided for guiding the pneumatic piston and a piston shaft with a smaller diameter pointing in the drilling direction, which in its rear starting position seals the cylinder towards the front, with openings intended for the admission of outside air opening into the space surrounding the transmission of the shock to a tool or its shaft, characterized in that the openings (t5c) are carried with them during the forward stroke of the percussion piston (18) closing valves are provided.

2. Rotary hammer according to claim 1, characterized in that the filter (36) for at least one Part of the air entering the impact transmission space (39) are provided.