DE2239202C3 - Drucklufthammer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drucklufthammer mit einem Hammerkörper, einem in einem in dem Hammerkörper ausgebildeten Zylinder beweglichen Kolben, dessen beide Seiten abwechselnd in schneller Folge durch eine Lufzufuhrleitung mit Druckluft beaufschlagbar sind und der die entstehende Bewegung auf ein Werkzeug in dessen zurückgezogener Stellung überträgt und dieses in dessen relativ zu dem Hammerkörper ausgefahrene Stellung stößt, einem Umsteuerventil, das die Druckluft abwechselnd zur Vorder- und Rückseite des Kolbens leitet, und einem stromaufwärts des Umsteuerventils angeordneten Absperrventil mit einer Betätigungseinrichtung, die die Stellung des Absperrventils mit der Stellung des Werkzeugs relativ zum Hammerkörper koordiniert.

Bei einem bekannten Drucklufthammer der obengenannten Gattung (US-PS 34 46 291) ist das Absperrventil mit einer Steuerstange fest verbunden, an der das Werkzeug in der zurückgezogenen Stellung anliegt und dadurch das Absperrventil von seinem Sitz abhebt und dadurch von dessen Sperrstellung in dessen Freigabestellung verschiebt. Das Absperrventil des bekannten Drucklufthammers läßt dabei in seiner Freigabestellung eine freie und unbehinderte Strömung der Druckluft zu.

Ein bekannter pneumatischer Zahn für Erdaushubeinrichtungen (US-PS 33 05 953) weist ein Absperrventil auf, dessen Stellung in Abhängigkeit von der Stellung des Zahns gesteuert wird. Dieses bekannte Absperrventil ist ebenfalls nur zwischen einer Absperrstellung und einer vollständig geöffneten Stellung bewegbar. Ferner weist die bekannte Einrichtung ein Steuerventil auf, das die Zuführung von Druckluft zu dem Zylinder auf eine Zeitdauer begrenzt, die einem Viertel des Hubes des Kolbens entspricht. Der Wirkungsgrad, d. h. der Anteil der zugeführten Energie, der nutzbar auf das Werkstück übertragen wird, wird bei dieser bekannten Einrichtung dadurch erhöht, daß die Zeitdauer, während welcher Luft zu dem Zylinder geführt wird, begrenzt wird.
Außerdem ist bei einer bekannten SchlaskuDDlune

If IS-PS 25 80 607) ein Absperrventil vorgesehen, das in ϊ eeöffnete Stellung durch eine Stange verschoben wenn das Werkzeug gegen das Werkstück gewird. Auch bei dieser bekannten Kupplung er-.„.fu das Absperrventil in seiner geöffneten Stel-„ng eine freie Strömung der Druckluft.

Bei einer bekannten Steuereinrichtung für Schlaguhren (US-PS 34 64 500) ist ein Absperrventil vor-jese-Jen, das während des normalen Betriebs des Werkieugs sich in der geöffneten Stellung befindet, um eine 'o freie Strömung der Antriebsluft zu ermöglichen. Wenn «eh das Werkzeug in seine in bezug auf den Werkzeugkörper ausgefahrene Stellung bewegen kann, wird die Druckluftzufuhr von dem Absperrventil unterbrochen.

Schließlich ist eine Einrichtung zur Steuerung der Drehzahl eines mittels Druckluft angetriebenen Werkes bekannt (US-PS 33 84 343), die ein Steuerventil tufweist, das den Durchsatz der zu einem Motor gelieferten Druckluft zur Drehzahlsteuerung verändert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drucklufthamgier der obengenannten Gattung derart auszugestalten. daß in Verbindung mit einer verminderten Beanspruchung der beweglichen Teile des Drucklufthammers fine optimale nutzbare Übertragung der zugeführten Energie auf das Werkstück möglich ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Absperrventil in seiner geöffneten Stellung eine Dros- »elöffnung mit vorgewähltem Querschnitt bildet und dadurch den Durchsatz der Druckluft zu dem Zy'nder iteuert.

Bevorzugt reduziert dabei das Absperrventil in seiner geöffneten Stellung den Durchsatz der Druckluft auf etwa 50%.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Beschleunigung und End^eschwim/igkeit des Arbeitskolbens derart gesteuert weiden können, daß beispielsweise bei einer Herabsetzung der gesamten zugeführten Luftmenge bei einem vorgegebenen Druck auf fast 50% die nutzbare Arbeit lediglich um 10% vermindert wird, während gleichzeitig der Drucklufthammer von der Gefahr übermäßiger und gefährlicher Überbeanspruchungen, Ermüdungserscheinungen, Verschleiß und Bruch befreit ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Absperrventil zweckmäßig eine Ventilbohrung und 4$ einen in dieser beweglichen Ventilkolben auf, wobei der Veniilkolbeii einen radial nach außen vorspringenden ringförmigen Flansch hat, der mit der Ventilbohrung einen radialen Drosselspalt uildet. Es empfiehlt sich hierbei, daß das Absperrventil und die Detätigungseinrichtung in der Schließstellung des mit Druckluft beaufschlagten Absperrventils das Werkzeug nachgiebig in seiner ausgefahrenen Stellung halten. Die Betätigungseinrichtung weist vorteilhaft eine, starre Stange auf, die an in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden mit Anlageflächen ausgebildet ist, welche mit Stirnflächen dem Absperrventil bzw. dem Werkzeug oder mit einem mit diesem verbundenen Teil in Eingriff treten, wobei die Stange relativ zu dem Hammerkörper axial frei beweglich ist und ihre Länge zwischen den Anlageflächen geringfügig kleiner als der Abstand zwischen den Stirnflächen in der Schließstellung des Absperrventils bei ausgefahrenem Werkzeug ist.

Da das Absperrventil in seiner geöffneten Stellung die Luftströmung in den Zylinder begrenzt bzw. drosseit, unterscheiden sich die Drücke auf den entgegengesetzten Seiten des Absperrventils, und das Absperrventil wird durch die hereinströmende Luft gegen seinen Sitz vorgespannt. Diese Kraft wird bei der vorstehend definierten Weiterbildung der Erfindung ausgenutzt, um nicht nur das Absperrventil gegen seinen Sitz, sondern auch das Werkzeug in dessen ausgefahrene Stellung zu drücken. Infolgedessen wird immer, wenn das Werkzeug von dem Werkstück weggenommen wird, das Absperrventil geschlossen und das Werkzeug in dessen ausgefahrene Stellung bewegt. Dadurch wird ein Verlust an Druckluft vermieden, wenn das Werkzeug keine Arbeit ausführt, und das Werkzeug wird in einer Stellung gehalten, in welcher es zum Arbeitsbeginn unmittelbar beim Andrücken gegen das Werkzeug bereit ist. Dabei ist vorteilhaft, daß weder Federn noch andere Hilfsglieder erforderlich sind, um das Werkzeug in dessen ausgefahrene Stellung zu drücken.

Darüber hinaus empfiehlt es sich, die Ventilbohrung und eine Sitzfläche für den Ventilkolben an einem Luftzuführungsstutzen auszubilden, der mit einem eingesetzten Ventilkolben als Bauteil mit dem Hammerkörper verbindbar ist

Ein mit dem Werkzeug einstückig ausgebildeter oder diesem zugeordneter Stößel kann mit einem sich in den Zylinder erstreckenden Schaft vorgesehen sein, wobei der Hammerkörper eine mit dem Zylinder verbundene Luftauslaßleitung aufweist und der Stößel die Auslaßleitung in der zurückgezogenen Stellung des Werkzeugs schließt und in der ausgefahrenen Stellung des Werkzeugs öffnet. Ferner kann der Stößel einen Ventilkolben an dem von dem Arbeitskolben abgelegenen Ende des Schaftes aufweisen, wobei die Auslaßleitung eine durch den Venülkolben steuerbare Einlaßöffnung aufweist und der Schaft Durchlässe mit einem kontinuierlich in dem Zylinder geöffneten Einlaß und einem Auslaß enthält, der in der ausgefahrenen Stellung des Werkzeugs zu der Auslaßleitung offen und in der zurückgezogenen Stellung des Werkzeugs geschlossen ist. Vorteilhaft besteht die Stange aus rostfreiem Stahl.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drucklufthammer,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Hammer in der Ebene 2-2 in Fi g. 1,

F i g. 3 einen Teilschnitt in der Ebene 3-3 in F i g. 2, F i g. 4 einen Teilschnitt in der Ebene 4-4 in F i g. 2, F i g. 5 einen schematischen Längsschnitt, ähnlich F i g. 2, unter Darstellung von verschiedenen Bohrungen und Kanälen, Teilen und Ventileinrichtungen des Hammers, durch die die Bewegung und die Steuerung bewirkt werden.

Gemäß den Zeichnungen weist der Drucklufthammer einen Hauptteil auf, der eine Zylinderbüchse 1, die von einem rückwärtigen einlaßseitigen Rohrverbindei 2 unterstützt wird, sowie einen Werkzeug und Stöße unterstützenden vorderen Rohrverbinder 3 aufweist Der Rohrverbinder 3 besteht aus zwei Blöcken odei Teilen 3n und 3b, die durch ein Klemmteil 3c in unver ■■ückbarer Lage gehalten werden. Die Rohrverbinder '. und 3 und die Zylinderbüchse 1 werden durch Schrau ben 4 in zusammengebautem Zustand festgehalten.

Die Zylinderbuchse 1 weist eine Arbeitszylinderboh rung 5 auf. Der rückwärtige Rohrverbinder 2 weist ei™ axiale Durchtrittsöffnung 6 auf, in welcher ein Zufüh rungssiutzen 7 für die Zufuhr von Preßluft zu einen Zylinder 5 montiert ist. Ein aus zwei Teilen 8a und bestehender Block 8 ist in dem rückwärtigen Ende de Zylinders 5 montiert. Das Blockteil Sa weist eine Boh

rung 9 auf, die an ihrem äußeren Ende mit dem Inneren des Zuführungsstutzens 7 in Verbindung steht, und die mit ihrem inneren Ende mit einer koaxialen Bohrung 10 von kleinerem Durchmesser als die Bohrung 9 in Verbindung steht. Die koaxiale Bohrung 10 steht ihrerseits an ihrem inneren Ende mit einem Gegensteuerventil 11 in Verbindung, in welchem ein kreisförmiger Gegensteuer- oder schnell hin- und hergehender Veniilkörper 12 zur Ausführung einer axialen hin- und hergehenden Bewegung montiert ist, wie nachfolgend eingehend beschrieben ist.

In einer geeigneten Bohrung in dem Rohrverbinder 3 ist ein Werkzeug 13 zur Ausführung einer axial hin- und hergehenden Bewegung montiert. Der Rohrverbinder 3 weist eine Führungsbohrung 14 und eine Hilfsventilbohrung 15 auf. Die Hilfsventilbohrung 15 weist an ihrem vorderen Ende einen Auslaßkanal 16 und an ihrem rückwärtigen Ende eine Auslaßleitung 17 auf.

Das Werkzeug 13 wird von einem Stößel 18 getrieben, der mit dem Werkzeug 13 einstückig ausgebildet oder von diesem getrennt sein kann. Der Stößel 18 umfaßt einen Schaft 18a und einen einstückigen Ventilkolben 186 von größerem Durchmesser als der Schaft 18a. Das innere Ende des Schaftes 18a erstreckt sich in das vordere Ende des Zylinders 5, um den Schlag eines Arbeitskolbens aufzunehmen, während der Stößel 18 zurückgezogen ist. Der Ventilkolben 186 ist in der Hilfsventilbohrung 15 hin- und herbeweglich.

Der Schaft 18a ist mit Durchlässen versehen, die eine Verbindung zwischen dem vorderen Ende des Zylinders 5 und der Hilfsventilbohrung 15 hinter dem Vcntilkolben 186 schaffen, wenn der Stößel 18 in seine oder nahezu vollständig in seine uoll ausgefahrene Stellung bewegt wird. In der ausgefahrenen Stellung des Stößels 18 ist der hinter dem Ventilkolben 186 gelegene Abschnitt der Hilfsventilbohrung 15 durch die Auslaßleitung 17 zur Atmosphäre entlüftet, und der Auslaßkanal 16 ist durch den Ventilkolben 186 verschlossen.

Bei der dargestellten Ausführungsform werden diese Durchlässe von Nuten oder Anflächungen 19 an der Außenseite des Schaftes 18a gebildet. Die Anflächungen 19 erstrecken sich von dem inneren Ende des Schaftes 18a über einen Teil der Strecke zu dem Ventilkolben 186, so daß ihre Auslaßenden in der Hilfsventilbohrung 15 freiliegen, wenn der Stößel 18 voll ausgefahren ist. Der Auslaßkana! 16 entlüftet die Hilfsventilbohrung 15 an dem Vorderende des Ventilkolbens 186, bei der Stößel 18 im wesentlichen voll ausgefahren ist.

Das Entlüften durch die Auslaßleitung 17 hat den zweifachen Vorteil, daß Außenluft hinter den Ventilkolben 186 während der Anfangsbewegung seines Arbeitshubs Zutritt erhält, wodurch jegliche Zurückhalleeffekte unteratmosphärischen Drucks beseitigt werden; grundsätzlich kann jedoch jegliche Restdruckluft von dem vorderen Ende des Zylinders 5 durchsickern bzw. ausfließen, während sich der Stößel 18 und das Werkzeug 13 in ausgefahrener Stellung befinden. Für den Antrieb des Werkzeugs 13 ist ein Arbeitskolben 20 in den Zylinder 5 zur Ausführung einer hin- und hergehenden Bewegung aus einer zurückgezogenen Stellung, in der er sich am rückwärtigen Ende des Zylinders 5 in F i g. 2 befindet, in eine ausgefahrene Stellung, in der er sich an dem vorderen Ende des Zylinders 5 befindet, montiert.

Druckluft wird dem rückwärtigen Ende des Zylinders 5 zum Antrieb des Arbeitskolbens bei seinem Arbeitshub zugeführt, und sie wird dem vorderen Ende des Zvlinders 5 für den Antrieb des Arbeitskolbens bei seinem Leerhub zugeführt. Die Druckluft wird von dem Zuführungsstutzen 7 über die Bohrungen 9, 10 und 11 unter der Regelung durch den Gegensteuerventilkörper 12 in den Zylinder 5 geleitet. Zu diesem Zweck weist die Bohrung bzw. das Gegensteuerventil 11 eine ringförmige Steueröffnung 22 auf, die durch Kanäle 23 mit einer Ringnut 24 in den Zylinder 5 verbunden ist, so daß Druckluft in den Zylinder 5 an dem rückwärtigen Ende des Arbeitskolbens 20 gelangen kann, wenn der ίο Arbeitskolben 20 sich um einen geringen Betrag nach rechts von der inneren Fläche des Blockteils 86 entfernt befindet.

Um Druckluft von der Gegensteuerventilbohrung 11 zu dem vorderen Ende des Zylinders 5 gelangen zu lassen, wenn der Gegensteuerventilkörper 12 sich in der Stellung für den Rückwärts- oder Leerhub des Arbeitskolbens 20 befindet, ist die Zylinderbüchse 1 mit geeigneten Verbindungskanälen 26 versehen (vgl. F i g. 5), die an ihren rückwärtigen Enden mit der Gegensteuer-ϊο ventilbohrung 11 durch Seitenkanäle 27 und eine Steueröffnung 28, die von dem Gegensteuerventilkörper 12 gesteuert wird, in Verbindung stehen. Die Verbindungskanäle 26 lassen durch an dem vorderen Ende des Zylinders 5 angeordnete Schlitze 29 Luft zu dem Zylinder 5 gelangen.

Auf das Eintreten von Luft in die Seitenkanäle 26 hin, nachdem der Arbeitskolben seinen Schlag bzw. Arbeitshub vollführt hat und der Zylinder 5 am rückwärtigen Ende des Arbeitskolbens entlüftet worden ist, wie dies später erläutert wird, wird der Arbeitskolben 20 nach links getrieben. Wenn der Gegensteuerventilkörper 12 nach vorwärts bewegt wird, um die ringförmige Steueröffnung 22 zu verschließen, öffnet er die Steueröffnung 28 und läßt Preßluft in das vordere Ende des Zylinders 5 eintreten, um den Arbeitskolben 20 für seinen Leerhub anzutreiben. Nach einem Teil des Leerhubs des Arbeitskolbens 20 wird Preßluft vor dem Arbeitskolben 20 durch eine Ringnut 30, einen Kanal 31. die Hilfsventilbohrung 15 und den Auslaßkanal 16 in die Atmosphäre abgelassen, während der Stößel 18 sich nicht in seiner ausgefahrenen Stellung befindet.

Der Gegensteuerventilkörper 12 ist so angeordnet, daß er die Steueröffnung 22 schließt und die Steueröffnung 28 öffnet, wenn der Gegensteuerventilkörper 12 vollständig nach vorn getrieben ist (F i g. 2) und daß er die Steueröffnung 22 öffnet und die Steueröffnung 28 schließt, wenn der Gegensteuerventilkörper 12 vollständig nach rückwärts getrieben ist.

Preßluft gelangt von dem Zylinder 5 durch einen Kanal 33, wenn dieser offen ist, in einem Ventilschlitz 34 an der Vorderseite eines Flansches 35 an dem Gegensteuerventilkörper 12, und Druckluft gelangt von dem Zylinder durch einen Kanal 36, wenn dieser offen ist, in den Ventilschlitz 34 an der Rückseite des Flansches 35. Diese Kanäle und ihre Einlasse und Auslässe sind so angeordnet, daß der Gegensteuerventilkörper 12 in seine entgegengesetzten Stellungen in Abhängigkeit von der ausgefahrenen und zurückgezogenen Stellung des Arbeitskolbens 20 bewegt wird.

Auf diese Weise gelangt Druckluft in den Zylinder 5 durch den Zuführungsstutzen 7, die Bohrungen 9, und 11, in dieser Reihenfolge, und die wiederholte Aufeinanderfolge von Arbeitskolbenhüben bzw. -schlagen wird durch den Gegensteuerventilkörper 12 gesteuert. Für eine wirksame Arbeitsweise des Hammers muß das Werkzeug 13 durch Druckluft aus der Druckluftquelle in die ausgefahrene Stellung gezwungen und dort nachgiebig weiter gehalten werden, und die dem

un St Li hi* 39

sti se Ei kc V' ei ei A st

di V d.

Arbeitskolben zugeführte Druckluft muß richtig bemessen werden.

Um die Luftzufuhr zu dem Zylinder 5 vollständig zu unterbrechen, den Stößel 18 in seine voll ausgefahrene Stellung zu drucken, die dem Zylinder 5 zugeführte Luft zu bemessen und für eine Wirkungsweise in Abhängigkeit von der Stößelstellung, ist ein Absperrventil 39 vorgesehen.

Das Absperrventil 39 umfaßt einen Luftzuführungsstutzen 7, der eine Ventilbohrung 40 mit einem Abschnitt 40a größeren Durchmessers an ihrem inneren Ende sowie einen Ventilkolben 41 aufweist. Der Ventilkolben 41 weist einen Ventilkolben 42 auf, der in der Ventilbohrung 40 hin- und herbeweglich ist, sowie einen koaxialen Kopf 43. Der Ventilkolben 42 paßt mit einem. Arbeitsspiel in die Ventilbohrung 40 und ist mit Auskehlungen 42a versehen, um einen freien Preßluftstrom von dem äußeren Ende des Zuführungsstutzens 7 zu dem äußeren Ende der Bohrung 40a zu ermöglichen.

Der Kopf 43 ist so geformt und angeordnet, daß er in die Bohrung 10 mit Arbeitsspiel eintritt, wenn sich der Ventilkolben 41 in seiner ausgefahrenen Stellung befindet.

Ein ringförmiger Flansch 44 ist an dem Ventilkolben 41 an dem rückwärtigen Ende des Kopfes 43 vorgesehen und koaxial sowie einwärts in radialem Abstand zu der Wandung des Bohrungsabschnitts 40a angeordnet. Der radiale Abstand zwischen dem Bemessungsflansch 44 und der Wandung der Bohrung 40a ist so ausgewählt, daß ein Bemessungsquerschnitt 45 von geeigneter Größe gebildet wird, um die geeignete Durchflußmenge pro Zeiteinheit an Druckluft für eine optimale Geschwindigkeit und Beschleunigung des Arbeitskolbens zu bemessen.

Die Vorderseite des Flansches 44 weist eine Sitzfläehe 46 auf, die in vorderster Stellung des Ventilkolbens 41, auf der komplementären Sitzfläche 47 auf dem Ansatz zwischen den Bohrungen 9 und 10 aufsitzt und dadurch die Zufuhr von Druckluft zu der Gegensteuerventilbohrung 11 vollständig unterbricht.

Um das Absperrventil 39 in geeigneten zeitlichem Verhältnis zu der Bewegung des Arbeitskolbens 20 zu bewegen, steht der Ventilkolben 41 mit Hilfe einer starren Stange 50 in Antriebsverbindung mit dem Stößel 18 und über diesen mit dem Werkzeug 13. Die Stange 50 ist weder an dem Ventilkolben 41, noch an dem Stößel 18 fixiert, liegt jedoch mit dem rückwärtigen Ende 50a an dem Ventilkolben 41, und mit ihrem vorderen Ende 50£> an dem rückwärtigen Ende des Stößels 18 an. Diese gegenüberliegenden Enden bilden Anlageflächen, die mit komplementären Flächen an dem Ventilkolben 41 bzw. dem Stößel 18 in Berührung stehen. Die Stoßstangenenden 50a und 506 sind um einen solchen Abstand voneinander entfernt, daß bei in seinem Sitz befindlichen Bemessungs- und Unterbrechungskörper 41 und voll ausgefahrener Stellung des Stößels gegen seinen Sitz 47 in dem Rohrverbinder 3, und bei an dem Kopf 43 des Ventilkolbens 41 anliegendem Ende 50a der Stange, das Ende 506 der Stange sich noch etwa 0,397 bis 0,794 mm von dem benachbarten Ende des Schaftes 18a entfernt befindet und diesen nicht berührt. Ist dieses Spiel zu klein, so kann es zu einem Blockieren oder zu einem schlechten Sitz von Teilen kommen, und ist es so groß, so verursacht es ein zerstörendes Hämmern der Stange 50 gegen den Ventilkolben 41 und den Stößel auf Grund von Trägheitskräften.

Auf diese Weise zwingt die Stange 50 den Ventilkolben 41 und den Stößel 18, sich in im wesentlichen fixer Zuordnung zueinander zu bewegen; da die Stange 50 jedoch nicht an dem Ventilkolben 41 befestigt ist, werden die Trägheitskräfte, die in der Stange 50 dadurch erzeugt werden, daß sie von dem Ventilkolben 41 mit hoher Geschwindigkeit in ihre ausgefahrene Stellung bewegt werden nicht auf den Ventilkolben 41 oder die Sitzfläche 47 übertragen, wenn der Ventilkolben 41 aufsitzt. Statt dessen werden diese Trägheitskräfte auf den Stößel 18 und das Werkzeug 13 in der Werkstückrichtung übertragen. Auch nach der Rückkehr der Stange

50 werden keine Trägheitskräfte erzeugt, die auf den Venlilkolben 41 übertragen werden, während dieser sich im Ruhezustand befindet. Statt dessen werden der Ventilkolben 41 und die Stange 50 gleichzeitig aus der Ruhe beschleunigt. Wegen der durch die Tätigkeit des Hammers erzeugten Vibrationskräfte besteht die Stange 50 aus rostfreiem Stahl, welche dieserart von auf diese Weise übertragenen Vibrationsbeanspruchungen ohne Ermüdung und Kristallisierung besser widerstehen kann als aus anderen Metallen bestehende Stangen und welcher insbesondere weniger empfindlich gegenüber spannungserhöhenden Kerben oder Rissen ist.

Die Stange wird durch die Wandung einer Bohrung

51 in dem Arbeitskolben 20 und durch eine Hülse 52, die in dem Zylinder montiert ist, gelagert und geführt. Die Stange 50 paßt mit Arbeitsspiel in die Bohrung 51, so daß Luft von einem Ende des Arbeitskolbens zu dem anderen hindurchströmen oder hindurchsickern kann, wodurch der Luftdruck in dem Zylinder 5 am gegenüberliegenden Ende des Arbeitskolbens 20 ausgeglichen wird, wenn der Preßlufthammer zwischenzeitlich außer Einsatz ist. Die Stange ist derart in die Hülse 52 eingepaßt, daß im wesentlichen keine Luft hindurchtreten kann. Ein Sitz 53 ist für den Ventilkolben 186 vorgesehen, um dessen äußerste ausgefahrene Stellung zu begrenzen.

Zu beachten ist die Bedeutung der Bemessungsfunktion des Ventilkolbens 41 und des Flansches 44. Die Arbeitsbewegung von Preßlufthammerkolben ist außerordentlich schnell. Dies soll so sein, und um eine derartige Arbeitsbewegung zu erzielen, läßt man in der Praxis Druckluft frei in den Zuführungsstutzen des Hammers eintreten. Dieses Vorgehen ist jedoch offensichtlich nicht der richtige Weg, da unbegrenzte Luftzufuhr zu einem zu heftigen Ansprechen des Kolbens bei seinem jeweiligen Arbeitshüben führt Dieses übermäßige oder zu starke Ansprechen entwickelt extrem große dynamische Trägheitskräfte in dem Kolben, die zi Anfang von niedrigen dynamischen oder statischer Trägheitskräften des Stößels 18 und des Werkzeugs 13 und dann von dem Rohrverbinder 3 ausgehalten wer den müssen, sobald der Stößel 18 beschleunigt und au seinen Sitz 53 aufschlägt Die entstehenden Schlag- unc Vibrationskräfte werden durch den Rohrverbinder I auf den Rest der Konstruktion übertragen.

Als Ergebnis eines zu heftigen Ansprechens des KoI bens wird die zugeführte Luft, anstatt wirkungsvoll fü die beabsichtigte Arbeit verwendet zu werden, in eine Weise verwendet, die zu übermäßigem Bruch und Ver schleiß der Teile des Hammers und seiner Halterung sowie zu vermindertem Wirkungsgrad führt.

Durch die Bemessung der zeitlichen Menge an züge führter Druckluft mit Hilfe des Absperrventils 39 win das übermäßige Ansprechen des Arbeitskolbens 20 be seitigt, und das Ansprechen der Arbeitsbewegung er folgt in einer Weise, daß für einen gegebenen Druc der Luftdruckquelle und ein gegebenes Luftvolume die Trägheitskräfte auf ein Maß verringert und so aul

gebracht werden, daß ein höherer Anteil an nutzbarer Energie an der Spitze des Werkzeugs vorhanden ist. Die Energie des sich bewegenden Arbeitskolbens 20 wird auf diese Weise in größerem Anteil auf nutzbare Arbeit aufgeteilt als auf schädigende Beanspruchungen.

Durch geeignetes Bemessen der zeillichen Menge an zugeführter Druckluft mit Hilfe des Absperrventils 39 kann beispielsweise die gesamte zugeführte Luftmenge bei einem gegebenen Druck um fast 50% gegenüber der bisher zugeführten und das übermäßige Ansprechen verursachenden Luftmenge verringert werden, bei einer Verringerung der abnehmbaren nutzbaren Arbeit von jedoch nicht mehr als 10%, wobei gleichzeitig der Hammer von übermäßigen und gefährlichen Überbeanspruchungen, Ermüdungserscheinungen, Verschleiß und Bruch befreit wird.

Diese Vorteile werden vermehrt, indem man den Arbeitskolben 20 zu jeder Zeit aus der richtigen Stellung startet, und indem man an den Enden der Arbeitskolbenhübe die Druckluftzufuhr zu gegenüberliegenden Enden des Zylinders 5 strikt unterbricht. Auf den ersten Blick könnte es scheinen, daß die Ringnut 30 direkt an die Atmosphäre entlüftet werden könnte, ohne die Hilfsventilbohrung 15 und den Auslaßkanal 16 zu durchlaufen, und daß diese und der Ventilkolben 186 an dem Stößel 18 weggelassen werden könnten, da der Ventilkolben 41 selbst die Luftzufuhr stoppt, wenn der Arbeitskolben 20 und der Stößel 18 sich ihrer ausgefahrenen Stellung nähern. Sie könnten weggelassen werden, jedoch nur unter Einbußen in der Funktionsqualitäl und beim Anlassen nach einer Ruhepause. Durch das Vorsehen des Absperrventils 39, die Ventilfunktion des Ventilkolbens 18£> und das beschriebene Entlüften wird eine verbesserte Funktionsweise erzielt.

Wegen der Anflächungen 19 an dem Schaft 18a wird vor dem Arbeitskolben 20 befindliche Luft durch die Auslaßieitung 17 zu jeder Zeit, während sich der Stößel 18 in ausgefahrener Stellung befindet, an die Atmosphäre entlüftet. Demzufolge kann der verbleibende Druck von hinter dem Arbeitskolben befindlicher Luft nach einem Unterbrechen des Hammers den Arbeitskolben in seine voll ausgefahrene Stellung bewegen, in welcher er für den nächsten Arbeitsgang bereit ist. Wie erwähnt, paßt die Stange 50 in die Bohrung 51 in dem Arbeitskolben mit Arbeitsspindel, so daß Preßluft und Luft unter Restdruck durch den Spalt zwischen der Stange 50 and der Wandung der Bohrung 51 sickern und sich schließlich an gegenüberliegenden Enden des Arbeitskolbens 20 ausgleichen kann. Auf Grund dieser Sickerströmung und der Anflächungen 19 entweicht die Druckluft oder Luft unter Restdruck in dem Zylinder schließlich in die Hilfsventilbohrung 15 rund um den Schaft 18a und durch die Auslaßleitung 17.

Hierdurch wird das Anlassen verbessert, da der Druck in dem gesamten Zylinder 5 auf Atmosphärendruck reduziert ist, so daß, wenn das Werkzeug 13 zurückgezogen ist, um den Hammer in Betrieb zu setzen, der Gegensteuerventilkörper 12 sofort in Bewegung gesetzt wird, um den Arbeitskolben entweder seinen Arbeitshub oder seinen Leerhub ausführen zu lassen, je nach der zufälligen Stellung, in welcher der Gegensteuerventilkörper gerade stehengeblieben ist. Auch wenn ein das Werkzeug 13 zurückschiebender Druck vorhanden ist, drückt die Druckluft den Ventilkolben 41 auf seinen Sitz und bewegt den Stößel 18 nach vorne, so daß sich der Ventilkolben 186 unmittelbar vor dem Sitz 53 befindet. Das geringe Spiel zwischen dem Ventilkolben 186 und dem Sitz 53 beruht auf dem geringfügigen Spiel von etwa 0,397 mm zwischen den Enden der Stange 50 und dem Ventilkolben 41 und dem Schaft 18,7. wie dies oben beschrieben wurde.

Befindet sich der Stößel 18 in teilweise ausgefahrener Stellung, so bewegt jegliche Luft unter Restdruck in dem Zylinder 5 hinter dem Arbeitskolben 20 den Arbeitskolben 20 in seine vorderste Stellung und gegen den Stößel 18 hin und zwingt den Stößel in seine voll ausgefahrene Stellung auf seinen Sitz. In diesem Zustand kann der Hammer sofort gestartet werden, nachdem der Stößel 18 durch Aufstoßen auf das Werkstück zurückgeschoben worden ist.

Da das Absperrventil 39 immer geschlossen ist, während sich das Werkzeug 13 nicht im Fingriff mit dem Werkstück befindet, wird ein Entweichen von Luft aus dem Zylinder 5 während einer Ruhepause des Hammers verhindert.

Die Funktionsweise ist, kurz gesagt, wie folgt: Beim Anlassen mit ausgefahrenem Werkzeug 13 sitzt der Ventilkolben 41 auf der Sitzfläche 47, und dem Zylinder 5 wird keine Druckluft zugeführt. Wird das Werkzeug 13 durch Drücken gegen das Werkstück zurückgeschoben, so drückt es den Stößel 18 und die Stange 50 in ihre zurückgezogene Stellung, wodurch der Ventilkolben 41 von seinem Sitz gehoben und dadurch das Absperrventil 39 geöffnet wird, um Luft in bemessener zeitlicher Durchflußmenge zu dem Gegensteuerventilkörper 12 strömen /u lassen.

Je nach der Stellung des Gegensteuerventilkörpers 12 kann Luft zu dem geeigneten Ende des Zylinders 5 strömen, um den Arbeitskolben 20 gegen das andere Ende des Zylinders 5 zu treiben. Angenommen, der Gegensteuerventilkörper 12 und der Arbeitskolben 20 befinden sich in der in F i g. 5 dargestellten Stellung, dann kann Luft durch die Steueröffnung 22, den Kanal 23 und die Ringnut 24 zu der Rückseite des Arbeitskolbens 20 strömen und diesen bei seinem Arbeitshub antreiben. Der Zylinder 5 wurde vor dem Kolben durch die Ringnut 30, den Kanal 31, die Hilfsventilbohrung 15 und den Auslaßkanal 16 zur Atmosphäre entlüftet Während der Arbeitskolben vorwärts getrieben wird verschließt er die Ringnut 30 und bewegt sich weiter vorwärts, wobei er den Kanal 33 verschließt und auf den Stößel 18 aufschlägt. Beim Passieren des Einlasses des Kanals 36 enthält Druckluft durch den Kanal 36 Zutritt zu dem Ventilschlitz 34 an der Rückseite de; Flansches 35 des Gegensteuerventilkörpers 12 und treibt den Gegensteuerventilkörper 12 nach vorne, wobei die Steueröffnung 22 für die Druckluft geschlosser und die Steueröffnung 28 geöffnet wird, durch die übei die Seitenkanäle 27 und die Verbindungskanäle 2( Druckluft in den vorderen Bereich des Zylinders I durch den Schlitz 29 gelangt. Fast gleichzeitig legt ei die Ringnut 30 frei, um Druckluft aus dem rückwärtiger Teil des Zylinders 5 zu entlassen. Wenn sich der Ar beitskolben 20 fast in seine hinterste Stellung beweg hat, öffnet er den Einlaß des Kanals 33 und läßt Druck luft in den Ventilschlitz 34 an der Vorderseite des Flan sches 35 des Gegensteuerventilkörpers eintreten, ujt den Gegensteuerventilkörper 12 entgegengesetzt zi bewegen und wieder Luft zu dem rückwärtigen Teil de: Zylinders 5 strömen zu lassen, wodurch der Zyklus siel zu wiederholen beginnt, nachdem der vordere Bereicl des Zylinders 5 in der Zwischenzeit an die Atmosphän entlüftet worden ist.

Wenn der Stößel 18 voll ausgefahren ist. versperr der Ventilkolben 186 den Auslaßkanal 16. so dal Druckluft nicht von einem Ende des Zylinders 5 durcl

die Ringnut 30 und den Kanal 31 entweichen kann. Hierdurch wird der Arbeitskolben 20 gestoppt. Die Zufuhr von Druckluft durch das Absperrventil 39 wird ebenfalls gestoppt, wodurch der Vorgang unterbrochen wird. J

Hierzti 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Drucklufthammer nach einem Hammerkörper, einem in einem in dem Hammerkörper ausgebüde ten Zylinder beweglichen Kolben, dessen beide Seiten abwechselnd in schneller Folge durch eine Luftzufuhrleitung mit Druckluft beaufschlagbar sind und der die entstehende Bewegung auf ein Werkzeug in dessen zurückgezogener Stellung überträgt und die- to ses in dessen relativ zu dem Hammerkörper ausgefahrene Stellung stößt, einem Umsteuerventil, das die Druckluft abwechselnd zur Vorder- und Rückseite de? Kolbens leitet, und einem stromaufwärts des Umsieuerventils angeordneten Absperrventil mit einer Betätigungseinrichtung, die die Stellung des Absperrventils mit der Stellung des Werkzeugs relativ zum Hammerkörper koordiniert, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (39) in seiner geöffneten Stellung eine Drosselöffnung mit vorgewähltem Querschnitt bildet und dadurch den Durchsatz der Druckluft zu dem Zylinder (5) steuert.

2. Drucklufthammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (39) in seiner geöffneten Stellung den Durchsatz der Druckluft auf etwa 50% reduziert.

3. Drucklufthammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (39) eine Ventilbohrung (40) und einen in dieser beweglichen Ventilkolben (41) aufweist und daß der Ventilkolben (42) einen radial nach außen vorspringenden ringförmigen Flansch (44) aufweist, der mit der Ventilbohrung (40) einen radialen Drosselspalt bildet.

4. Drucklufthammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (39) und die Betätigungseinrichtung (50) in der Schließstellung des mit Druckluft beaufschlagten Absperrventils (39) das Werkzeug (13) nachgiebig in seiner ausgefahrenen Stellung halten.

5. Drucklufthammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine starre Stange (50) aufweist, die an in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden mit Anschlagflächen (50a, 50b) ausgebildet ist, welche mit Stirnflächen dem Absperrventil (41) bzw. dem Werkzeug (13) oder mit einem mit diesem verbundenen Teil (18) in Eingriff treten und daß die Stange (50) relativ zu dem Hammerkörper (1, 2, 3) axial frei beweglich

ist und ihre Länge zwischen den Anlageflächen (50a, 506) geringfügig kleiner als der Abstand zwischen den Stirnflächen in der Schließstellung des Absperrventils (39) bei ausgefahrenem Werkzeug (13) ist.

6. Drucklufthammer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbohrung und eine Sitzfläche (47) für den Ventilkolben (41) an einem Luftzuführungsstutzen (7) ausgebildet sind, der mit einem eingesetzten Ventilkolben (41) als Bauteil mit dem Hammerkörper (1,2,3) verbindbar ist.

7. Drucklufthammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Werkzeug (13) einstückig ausgebildeter oder diesem zugeordneter Stößel (18) mit einem sich in den Zylinder (5) erstreckenden Schaft (18a) vorgesehen ist, daß der Hammerkörper (I, 2,3) eine mit dem Zylinder (5) verbundene Luftauslaßleitung (17) aufweist und daß der Stößel (18) die Auslaßieilung (17) in der zurückgezogenen Stellung des Werkzeugs (13) schließt und in der ausgefahrenen Stellung des Werkzeugs (13) öffnet.

8. Drucklufthammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (18) einen Ventilkolben (18b) an dem von dem Arbeitskolben (20) abgelegenen Ende des Schaftes (18a) aufweist, daß die Auslaßleitung (17) eine durch den Ventilkolben (J86) steuerbare Einlaßöffnung aufweist und daß der Schaft (18a) Durchlässe mit einem kontinuierlich in dem Zylinder (5) geöffneten Einlaß und einem Auslaß, der in der ausgefahrenen Stellung des Werkzeugs (13) zu der Auslaßleitung (17) offen und in der zurückgezogenen Stellung des Werkzeugs (13) geschlossen ist, aufweist.

9. Drucklufthammer nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (50) aus rostfreiem Stahl besteht.