DE2158503A1

DE2158503A1 - Elektropneumatischer hammer

Info

Publication number: DE2158503A1
Application number: DE19712158503
Authority: DE
Inventors: Peter Schmuck
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1971-11-25
Filing date: 1971-11-25
Publication date: 1973-05-30
Also published as: FI59044B; CH550644A; FI59044C; NO135190B; AT324244B; FR2162883A5; GB1365574A; IE36789L; AU4907272A; NL7214099A; NO135190C; IE36789B1; SE397650B; IT968498B; CA973034A; BE791135A

Description

£ "Bremsring¹¹)

25. Nov. 1971

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Pürstemtum Liechtenstein)

Elektropneumatlecher Hammer

Öle Erfindung betrifft einen elektropneumatIschen Hammer, bei dem ein auf ein Werkzeug bzw. Werkzeughalter wirkender Schlagkolben mittels eines Antriebskolbens über ein Luftkissen im selben Zylinder hin und her bewegt wird und der Zylinder Abblasbohrungen aufweist durch die das Luftkissen entweichen kann, wenn der Schlagkolben bei sich ausser Arbeitsstellung befindlichem Werkzeug bzw. Werkzeughalter in Eintreibrichtung gesehen vor die Abblasbohrungen gerät.

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Es sind Hämmer der eingangs genannten Art bekannt, bei denen ein in einem Zylinder über ein Luftkissen hin und her bewegbarer Schlagkolben in einer in Eintreibrichtung gesehen vorderen Stellung durch-einen mehr oder weniger tief in den Zylinder ragenden Werkzeug- bzw. Werkzeughalterschaft begrenzt wird. Ragt bei einem derartigen Hammer der Werkzeug- bzw. Werkzeughalterschaft weniger weit in den Zylinder hinein, kann der Schlagkolben im Zylinder in Eintreibrichtung gesehen, soweit nach vorne dringen, dass die im Zylinder angebrachten Abblasbohrungen vom dichtenden Teil des Schlagkolbens freigegeben werden, was zur Folge hat, dass das Luftkissen durch die Abblasbohrungen entweichen kann und somit der Schlagkolben selbst bei sich in Betrieb befindlichem Antriebskolben nicht mehr hin und her bewegt wird.

Die Unterbrechung der Bewegung des Schlagkolbens ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn ein Hammer der eingangs erläuterten Art von dem zu bearbeitenden Material abgehoben wird und es daher nicht mehr erwünscht ist, dass der Schlagkolben noch immer auf das Werkzeug schlägt, da alle diese Schläge in einem solchen Falle von geräteseitigen Mitteln aufgefangen werden müssten. Es sind daher Werkzeuge bzw. Werkzeughalterungen bekannt, die in ihrer Aufnahme axial verschiebbar gelagert sind, sodass beim Abheben des Werkzeuges Von dem zu bearbeitenden Material der Werkzeug- bzw. Werkzeughalterschaft in Eintreibrichtung gesehen nach vorne weichen kann. Dadurch wird die vordere, vom Werkzeug- bzw. Werkzeughalterschaft gebildete Wegbegrenzung des Schlagkolbens aufgehoben, wodurch sich dieser im Zylinder so weit nach vorne bewegen kann, dass die Abblasbohrungen freigegeben werden und das Luftkissen entweichen kann.

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Weiterhin 1st es Insbesondere bei Bohrhämmern bekannt, zur Aufhebung der Schlagbewegung ein Werkzeug bzw. einen Werkzeughalter mit einem so kurzen Schaft zu verwenden, dass ein, in Eintreibrichtung gesehen, Nachvorneweichen des Schlagkolbens vor die im Z/linder enthaltenen Abblasbohrungen möglich ist.

Beim Einsatz von Hämmern der eingangs genannten Art in Arbeitsstellung nach oben tritt nun aber der Nachteil auf, dass der Schlagkolben durch das Eigengewicht, auch wenn das Werkzeug g von dem zu bearbeitenden Werkstoff abgehoben ist, in seine rückwärtige Stellung fällt und dadurch die Abblasbohrungen von neuem überdeckt werden, was ein Weiterschlagen des Schlagkolbens bewirkt. Ferner ist es bei leistungsstärkeren Maschinen, welche einen Schlagkolben von relativ grosser Masse aufweisen, praktisch in jeder beliebigen Stellung möglich, dass bei sich ausser Arbeitsstellung befindlichem Werkzeug .der Aufprall des Schlagkolbens an seiner sylinder- oder gehäuseseitigen Begrenzung so gross ist, dass dieser im Zylinder wieder soweit zurückprallen kann, dass die Abblasbohrungen wieder überdeckt werden, sodass sich das Luftkissen von neuem aufbauen kann und den Schlagkolben weiter bewegt. Demzufolge kommt der Schlagkolben selbst bei sich nicht im Eingriff befindlichem Werkzeug f nie zum Stillstand, vas zur Folge hat, dass die gesamte für das Werkzeug bestimmte Schlagenergie von geräteseitigen Mitteln aufgenommen werden muss. Verständlicherweise kann diese hohe Schlagenergieabgabe auf das Gerät innert kürzester Zeit zu schweren Beschädigungen oder Verschleisserschelnungen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hammer zu schaffen, bei dem ein Weiterschlagen des Schlegkolbens bei sich ausser Arbeitsstellung befindlichem Werkzeug oder bei ausgeschalteter Schlagbewegung ausgeschlossen 1st.

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Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Haltemittel vorgesehen sind, welche bei der die Abblasbohrungen freigebenden Schlagkolbenstellung am Schlagkolben zum Eingriff kommen und unter Anpressbedingungen den Schlagkolben wieder freigeben.

Die Anordnung von derartigen Haltemitteln bewirkt, dass in jeder beliebigen Lage des Hammers der Schlagkolben in seiner in Eintreibrichtung gesehen vordersten Stellung festgehalten wird und erst beim Anpressen des Werkzeuges an das zu bearbeitende Material der Schlagkolben wieder in seine, die Abblasbohrungen verschliessende Stellung zurückgeschoben wird. Ee wird dadurch der Vorteil erreicht, dass unmittelbar nach dem Zurückziehen des Werkzeuges von dem zu bearbeitenden Material die Schlagbewegung unterbunden wird und keine weiteren Schläge des Schlagkolbens von geräteseitigen Mitteln auf ge nommen werden müssen. Dies bewirkt eine Schonung des Hammers und wirkt sich insbesondere auch für den Bedienenden vorteilhaft aus, da der Hammer, wenn er sich nicht in Arbeitsstellung befindet, praktisch erschütterungsfrei läuft. Bei Bohrhämmern haben die erfindungsgemässen Haltemittel weiterhin den Vorteil, dass bei ausgeschalteter Schlagbewegung, d.h. bei einer reinen Drehbewegung der Schlagkolben nicht durch die Vibrationen der Maschine In eine die Abblasbohrungen verschliessende Stellung geraten kann und dadurch Beschädigungen oder unerwünschte Erschütterungen hervorruft.

Vorzugsweise wird der Schlagkolben durch mit diesem in reibschlüssige Verbindung tretende Mittel In seiner die Abblasbohrung freigebenden Stellung festgehalten. Unter reibschlüssigen Mitteln sind Reibringe, Reibnocken, Kugelrasten, kufenartige

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Reibelemente oder dgl. zu verstehen. Die Angabe von auf einer reibschlüssigen Verbindung beruhenden Haltemittel soll hier lediglich als Nennung von Beispielen verstanden werden und eine Anwendung weiterer Haltemittel wie beispielsweise Magnete oder dgl. nicht ausschliessen.

Besonders vorteilhaft als Haltemittel wirkt sich ein von zumindest einem Teil des Schlagkolbens durchstossbarer und mit diesem in reibschlüssige Verbindung tretbarer Ring aus, der radial aufweitbar ist und in unaufgeweitetem Zustand einen gegenüber dem ihn durchstossenden Kolbenteil geringeren Innendurchmesser aufweist. Der Betrag, um den der Innendurchmesser des Ringes in unaufgeweitetem Zustand gegenüber jenem Durchmesser des ihn durchstossenden Kolbenteiles geringer 1st, richtet sich je nach der beispielsweise durch die Werkstoffoder Formbeschaffenheit des Ringe's ergebende radiale Aufweitbarkeit. Vird beispielsweise ein aus Gummi bestehender Ring verwendet, lässt sich dieser relativ leicht aufweiten, was bewirkt, dass der innere Durchmesser gegenüber dem ihn durchstossenden Kolbenteil entsprechend geringer gewählt werden muss. Die Verwendung von eine reibschlüssige Verbindung bewirkenden Ringen irgendwelcher Art hat weiterhin den Vorteil, dass die Brems- und Haltewirkung regelmässig über dem Umfang des Schlagkolbens verteilt ist und dadurch eine Verkantung oder einseitige Beanspruchung des Kolbens vermieden werden kann.

Zweckmässigerweise wird ein aus Metall bestehender geschlitzter Ring verwendet, der unter einer gewissen Vorspannung steht und wiederum in unaufgeweitetem Zustand einen gegenüber dem ihn durchdringenden Kolbenteil etwas kleineren Innendurchmesser aufweist. Besonders günstig wirkt sich die Verwendung von Federstahl als Werkstoff für den Ring aus. Verjüngt sich der

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Aussenmantel des Ringes in Eintreibrichtung gesehen konisch und ist der Ring weiterhin in einer entsprechend konisch verjüngten geräteseitig'en Aufnahme gelagert, bewirkt dies, dass während dem Eindringen des Kolbens in den Ring dieser in die konische Aufnahme hineingepresst wird und dadurch die radial auf den Kolben einwirkenden Kräfte immer stärker werden, sodass der den Ring durchstossende Kolben eine mit zunehmendem _A Durchstossen stärker werdende Abbremsung erfährt, bis schlüssel endlich die Kräfte so gross werden, dass der Kolben völlig zum Stillstand kommt und durch den Ring festgehalten wird. Um eine einfache Montage sowie eine leichte Austauschbarkeit zu ermöglichen, dann die Aufnahme des Ringes beispielsweise in Form eines zwischen Zylinder und Werkzeugaufnahme feotklemmbareh weiteren Ringes ausgebildet sein. Bei einer derartigen Ausführungsform kann der weitere Ring auch der axialen Wegbegrenzung des Werkzeuges dienen·

Um die Einführung des Schlagkolbens in den Ring zu erleichtern, ist die zwischen Innenbohrung und kolbenseitiger Stirnfläche liegende Kante des Ringes gebrochen. Während sich hierbei eine konische Anfasung besonders bewährt hat, wäre beispiele· weise auch eine Rundung dieser Kante denkbar. Eine konische Anfasung bewirkt weiterhin, dass sich in einer ersten Phase der Ring beim Durchstossen des Schlagkolbens unter einer axialen Relativbewegung zur Aufnahme des Ringes erweitert und erst bei Erreichen des zylindrischen Bohrungsabschnittes die eine immer stärker werdende Abbremsung zur Folge habenden Reibkräfte auf den Schlagkolben einwirken.

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DIe Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigen:

Fig. 1 einen elektropneumatisehen Bohrhammer teilweise geschnitten mit dem erfindungsgemässen Halteelement

Fig. 2 .einen vergrösserten Ausschnitt der Fig. 1

Flg. 3 das erfindungsgemässe Halteelement gemäss Flg. 1 im Aufriss.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist an einem Motorengehäuse 1 und an einem damit verbundenen Getriebegehäuse 2 ein Handgriff 3 mit einem Druckschalter 4 befestigt*

Von einem Motorritzel 5 wird die Drehbewegung über ein Zahnrad 6 auf eine bei 7 gelagerte, Insgesamt mit 8 bezeichnete Kurbelwelle übertragen, deren Verzahnung 8a mit einem Zahnrad 9 In Eingriff steht. Das Zahnrad 9 ist auf einer bei 10 gelagerten Kegelritzelwelle 11 befestigt, deren eines Ende In der Stirnseite la des Motorgehäuses 1 gelagert und deren anderes Ende als Kegelrad 12 ausgebildet ist und mit einem korrespondierenden Kegelrad 13 in Verbindung steht. Vom Kegelrad erfolgt die Uebertragung der Drehbewegung auf den bei 14 und 15 drehbar gelagerten, insgesamt mit 16 bezeichneten Zylinder«

Von der sich drehenden Kurbelwelle 8 wird mittels einem Kurbelzapfen 8b und einem Pleuel 17 ein im Zylinder 16 gelagerter Antriebskolben 18 in hin- und hergehende Bewegungen versetzt,

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sodass der ebenfalls im Zylinder 16 geführte, insgesamt mit 19 bezeichnete Schlagkolben über ein zwischen Kolbenkopf 19a und Antriebskolben 18 im Raum 20 eingeschlossenes Luftkissen ebenfalls hin- und herbewegt wird. Die kinetische Energie des Schlagkolbens 19 wird über den bei 16a zum Zylinderinnenraum 16b abgedichteten Schaft 19b schlagartig auf den Werkzeugschaft 21a des Werkzeuges 21 übertragen, welches in der Werkzeugaufnahme 22 längs verschiebbar und verdrehungssicher durch die in die Nuten 21b eingreifenden Walzen 23 gehaltert wird. Durch Verdrehen der bei 24 axial festgehaltenen Hülse 25 kann die Verriegelung des Werkzeugschaftes 21a in an sich bekannter Weise, d.h. durch Ausrasten der Walzen 23 gelöst werden. Die Werkzeugaufnahme 22 ist mittels einer Ueberwurfmutter 26 über ein Gewinde 26a mit dem Zylinder 16 verschraubt, wobei durch die feste Verschraubung zwischen Zylinder 16 und Ueberwurfmutter 26 die Drehbewegung auf die Werkzeugaufnahme 22 und damit, auf das Werkzeug 21 weitergeleitet wird. Zur Uebertragung der Drehbewegung kann der Zylinder 16 auch mittels einer Stirnklauenkupplung mit der Werkzeugaufnahme 22 in Verbindung stehen. Zwischen der in eine Drehbewegung versetzbaren Ueberwurfmutter 26 und dem Getriebegehäuse 2 ist zur Verhinderung des Eingringens von Staub oder dgl. eine Dichtung 27 angeordnet.

Im Zylinder 16 sind Abblasbohrungen 16c angebracht, damit die bei einem Vorwärtshub des Schlagkolbens 19 im Zylinderinnenraum 16b befindliche Luft entweichen kann. Beim nachfolgenden Rückhub des Schlagkolbens 19 wird durch diese Oeffnungen 16c Luft wiederum in den Zylinderinnenraum 16b zurückgesogen. Die Abblasbohrungen 16c sind im Zylinder 16 so angebracht, dass sie bei Arbeitsstellung des Werkzeuges 21, wie diese in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, auf die Schaftseite des Schlagkolbens 19 zu liegen kommen. Dadurch sind die Abblasbohrungen 16c für den Luftansaug bzw. den Luftausstoss geöffnet.

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Wird der Bohrhammer und somit das Werkzeug 21 von dem zu bearbeitenden Material abgehoben, wird durch den Schlagkolben 19 das in der Werkzeugaufnähme 22 axial verschiebbar gelagerte Werkzeug 21 aufgrund des fehlenden Widerstandes in Eintreibrichtung gesehen nach vorne geschoben, wodurch die vordere vom Werkzeug- bzw. Werkzeughalterschaft gebildete Wegbegrenzung des Schlagkolbens 19 aufgehoben wird, sodass dieser in Eintreibrichtung gesehen vor die Abblasbohrungen 16c gerät und so den Luftkissenraum 20 öffnet. Dies hat zur Folge, dass durch die weiteren Hübe des Antriebskolbens 18 lediglich Luft durch die Abblasbohrungen 16c angesogen und auch durch diese wieder ausgestossen wird, sodass sich kein Luftkissen mehr aufbauen kann. Die axiale Verschiebbarkeit des Werkzeuges 21 in der Werkzeugaufnahme 22 ist dadurch gewährleistet, dass die Länge der

.Länge der Walzen 23 ist.

Um den Schlagkolben bei sich ausser Arbeitsstellung befindlichem Werkzeug 21 in seiner vorderen, die Abblasbohrungen 16c verschlies sende Stellung festzuhalten, ist in der Werkzeugaufnahme 22 ein geschlitzter Ring 28 angeordnet. Dieser Eing 28 verhindert, dass der Schlagkolben 19 nicht unbeabsichtigt, beispielsweise aufgrund des Eigengewichtes, Erschütterungen, Rückprallen oder dgl., wieder in seine rückwärtige, die Abblasbohrungen 16c freigebende Stellung geraten kann. Wie insbesondere auch die Fig. 3 zeigt, ist der Ring 28 geschlitzt und dessen Aussenmantel konisch verjüngt ausgebildet, sodass eine einwandfreie Federung und dadurch auch eine allen Einflüssen gerecht werdende Brems- und Haltewirkung des Schlagkolbens 19 gewährleistet ist. Am Ring 28 ist weiterhin eine das Durchstossen des eine Verjüngung 19c aufweisenden Kolbenschaftes 19b erleichternde Anfasung 28e angebracht.

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Wlrd der Bohrhammer und damit das Werkzeug 21 nachfolgend wieder gegen ein zu bearbeitendes Material gepresst, verschiebt sich das Werkzeug 21 relativ zur Werkzeugaufnahme 22 und schiebt dadurch den Schlagkolben 19 wieder in seinö die Abblasbohrungen 16c verschliessende Stellung zurück, wodurch wiederum die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Arbeitsstellung erreicht wird. Eine Schulter 22a an der Werkzeugaufnahme 22 dient der axialen Begrenzung des Werkzeuges 21 unter Anpressbedingungen.

Eine weitere Möglichkeit, die Schlagübertragung auf das Werkzeug zu verhindern und somit eine reine Drehbewegung zu erwirken, besteht darin, ein axial nicht verschiebbares Werkzeug zu verwenden, dessen Schaft so kurz ausgebildet ist, dass dieses dem Schlagkolben ein Nachvornedringen in seine die Abblesbohrungen 16c freigebende Stellung erlaubt. Auch bei Verwendung eines derartigen -Werkzeuges ist es von erheblicher Bedeutung, dass der Schlagkolben nicht plötzlich unbeabsichtigt zu schlagen beginnt und dadurch eine Beschädigung durch die vom Gerät aufzunehmenden Schläge verursacht oder den Bedienenden des Bohrhammers durch erhöhte Vibrationswirkungen behindert.

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Claims

Patentansprüche

Elektropneumatischer Hammer, bei dem ein auf ein Werkzeug bzw. Werkzeughalter wirkender Schlagkolben mittels eines Antriebkolbens über ein Luftkissen im. selben Zylinder bewegt wird und der Zylinder Abblasbohrungen aufweist, durch die das Luftkissen entweichen kann, wenn der Schlagkolben, bei sich ausser Arbeitsstellung befindlichem Werkzeug bzw. Werkzeughalter, in Eintreibrichtung gesehen vor die Abblas- ™ bohrungen gerät, dadurch gekennzeichnet, dass Haltemittel vorgesehen sind, welche bei der die Abblasbohrungen (16c) freigebenden Schlagkolbenstellung am Schlagkolben (19) zum Eingriff kommen und unter Anpressbedingungen den Schlagkolben (19) wieder freigeben.
2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Schlagkolben (19) in reibschlüssige Verbindung tretende Mittel angeordnet sind.
3. Hammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein ~ von zumindest einem Teil des Schlagkolbens (19) durchstossbarer und mit diesem in reibschlüssige Verbindung tretbarer Ring (28) vorgesehen ist, der radial aufweitbar ist und in unaufgeweitetem Zustand einen gegenüber dem ihn durchstossenden Kolbenteil (19b) geringeren Innendurchmesser aufweist.

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4. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Metall bestehender geschlitzter Ring (28) vorgesehen ist.
5. Hammer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel des Ringes (28) in Eintreibrichtung gesehen sich konisch verjüngt und der Ring (28) in einer entsprechend verjüngt ausgebildeten geräteseitigen Aufnahme gelagert ist.
6. Hammer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen Innenbohrung und kolbenseitiger Stirnfläche liegende Kante des Ringes (28) gebrochen ist.

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