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Motorisch angetriebener Hammer Es sind motorisch angetriebene Hämmer
mit einem aus einem Zylinder und einem darin axial verschiebbar geführten Kolben
bestehenden Schlagwerk bekannt, wobei der Kolben als Schlagkörper ausgebildet ist
und durch im ebenfalls axial verschiebbaren Zylinder in Schlagrichtung vor und hinter
dem Kolben wirkende kompressible Elemente oder Medien in Bewegung gesetzt wird.
Der Zylinder wird dabei vom Motor aus über eine Kurbelschleife angetrieben, in der
Weise, daß der in einem Nadellager geführte Kurbelzapfen in eine quer zu seiner
Bewegungsrichtung verlaufende Kulisse eingreift (OS 16 28 045).
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Bei einem derartigen, ein Schlagwerk für einen Bohrhammer betätigenden
Kurbelschleifenantrieb werden die Kulissenlager insbesondere auch durch vom Zylinder
her auf sie übertragene
Reaktionskräfte mechanisch sehr stark beansprucht,
ferner treten am Zylinder selbst beachtliche Kippmomente auf. Zu diesen mechanischen
Beanspruchungen kommt infolge der durch die periodische Kompr-ession des Luftpolsters
innerhalb des Zylinders entstehenden Wärme, die eine entsprechende Erwärmung des
Zylindermantels und damit auch der Kulisse bewirkt, eine nicht unbeträchtliche Wärmebeanspruchung
des Lagers einschließlich der Kulisse und des Kurbelzapfens hinzu. Schließlich ist
bei einem solchen Antrieb auch der Bewegungsablauf eindeutig bestimmt, so daß eine
Änderung der Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverhältnisse zwecks Anpassung
an jeweils gegebene Voraussetzungen nicht möglich ist. Außerdem ist eine gute- Führung
des Zylinders gegen Verdrehung erforderlich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb
für das aus einem Zylinder und einem darin axial verschiebbar geführten Kolben bestehende
Schlagwerk zu schaffen, bei dem von der mechanischen, wärmetechnischen und kinematischen
Seite her optimale Betriebssicherheit gewährleistet ist und der ferner einfach im
Aufbau ist und eine kurze und kompakte Bauweise des elektro-pneumatischen Hammers
gewährleistet.
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Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Zylinder
eine Rotationsbewegung ausführt, welcher mittels eines in Umfangsrichtung des Zylinders
wendelförmig verlaufenden und zwangsgefuhrten Ansatzes eine Schwingbewegung in Axialrichtung
überlagert wird. Dabei kann dem Zylinder die Rotationsbewegung entweder unabhängig
von dem wendelförmigen Ansatz vermittelt oder aber dieser Ansatz zugleich als Ubertragungsglied
für die Drehbewegung mitverwendet werden. Als Führung des wendelförmigen Ansatzes
haben sich insbesondere um senkrecht zur Hubrichtung des -Schlagkörpers verlaufende
Achsen drehbare und geeignet gelagerte Rollen oder auf einer Getriebeachse angeordnete
profilierte Scheiben bewährt, zwischen denen der Ansatz kraft- und formschlüssig
geführt ist. Diese Führungsmechanismen können
bezogen auf die Zylinderachse
bei waagrechter Hubrichtung ober-- oder unterhalb deF Zylinders nngebracht sein.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Steigung des wendelförmigen
Ansatzes so gewählt werden, daß eine ungleichförmige Vor- und ückwrtsbewegung des
Zylinders erzielt wird, welche dem Schlagkörper eine optimale Schlagenergie vermittelt
bzw. im Hinblick auf die mechanischen Beanspruchungen des Bohrhammers, insbesondere
auch im Leerlauf, günstige Voraussetzungen bietet. Ferner kann der Antrieb für den
Schlagkörper und für die Bohrspindel in einer Ubersetzungsstufe erfolgen.
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Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die zwei
bevorzugte Ausführungsbeispiele eines Schlagwerkantriebs für einen Bohrhammer schematisch
veranschaulicht, noch näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
den Kopfteil eines Bohrhammers mit oben liegender Führungsvorrichtung für den wendelförmigen
Ansatz, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Kopfteil eines Bohrhammers mit im unteren
Bereich des Hammerkopfteils angebrachter Führungsvorrichtung für den wendelförmigen
Ansatz.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein auf der Ankerwelle 2 des nicht gezeichneten
Antriebsmotors vorgesehenes Ritzel bezeichnet, das mit einem fest auf der im Lager
3 drehbar gelagerten Getriebewelle 4 angeordneten Zahnrad 5 im Eingriff steht. Auf
der Getriebewelle 4 befindet sich im Abstand vom Zahnrad 5 ein weiteres Zahnrad
6, das mit einer Außenverzahnung 7 des Zylinders 8 kämmt und diesen bei eingeschaltetem
Antriebsmotor in Drehung versetzt. Der Zylinder 8 ist im Bereich seines Vorderteils
in einem Nadellager 10 dreh- und längsverschiebbar gelagert und
enthält
an seinem der Antriebsseite zugewandten Ende einen zylindrischen Ansatz 11, der
in einem weiteren Nadellager 12 ebenfalls dreh- und längsverschiebbar geführt ist.
Der am Zylinder befindliche und in IJmfangsrichtung des Zylinders verlaufende wendelförmige
Ansatz ist mit 13 bezeichnet. Die Steigung dieses Ansatzes ist beim Ausführungsbeispiel
so gewählt, daß eine ungleichförmige Vor- und Rückwärtsbewegung des Zylinders erzeugt
und dem Schlagkörper 14 eine optimale Schlagenergie vermittelt wird. Dem wendelförmigen
Ansatz 13 des Zylinders sind Führungsrollen 15, 16 zugeordnet, welche die Seitenflächen
des Ansatzes 13 tangential berühren und dessen kraft- und formschlüssige Führung
bewirken. Die Rollen 15, 16 weisen zylindrische Schäfte 17, 18 auf 1 welche in Rillenkugellagern
19, 20 drehbar gelagert sind. Die komplette Führungsvorrichtung für den wendelförmigen
Ansatz 13 ist von einem Dämpfungselement 21, beispielsweise einem Dämfpungsring
aus federndem Material, umgeben. Durch diesen Ring wird £nsbesondere auch der Anschlag
des Schiagkörpers 14 auf die Stirnseite 22 des Zylinders 8 in dem denkbaren Fall
gedamptt, daß das Luftpolster zwischen Schlagkörper und Zylinderstirnseite nur unzureichend
ist oder aus irgend einem Grund nicht zustande kommt.
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Die Wirkungsweise des Schlagwerks ist wie folgt: Der infolge der Rotationsbewegung
des Zylinders 8 ebenfalls eine Drehbewegung ausführende wendelförmige Ansatz 13
bewirkt infolge seiner kraft- und formschlüssigen Führung zwischen den ortsfest
angeordneten Rollen 15, 16 eine in ihrem Geschwindigkeits und Beschleunigungsverlauf
von seiner Formgebung abhängige periodische Hin- und Herbewegung des Zylinder. Dabei
nimmt der Zylinder 8 über die sich vor und hinter diesem bildenden Luftpolster den
Schlagkörper 14 mit, wodurch dieser in- schneller Folge auf den Schaft 23 des strichpunktiert
eingezeichneten Werkzeuges 24 hämmer.
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Auf dem im Rillenkugellager 25 drehbar gelagerten verlängerten Teil
26 der Getriebewelle 4 ist ein weiteres Ritzel 27 angearbertet,
das
ein Zahnrad 28 antreibt, welches mit Hilfe einer zum Teil im Zylinder 8 angeordneten,
als Führung für den Schlagkörper 14 dienenden Buchse 29 zentriert und werkzeugseitig
als Bohrspindel 30 ausgebildet ist, die mittels eines Rillenkugellagers 31 im Gehäuseteil
32 und mittels eines Nadellagers 33 im Werkzeughalter 34 drehbar gelagert ist, so
daß das Werkzeug zugleich eine Drehbewegung ausführen kann. Die in der Zylinderwandung
angebrachten Luftschlitze bzw. Luftdurchtrittsöffnungen 35 ermöglichen einen Ausgleich
mit der Außenluft, wodurch unter anderem erreicht wird, daß das sich Jeweils vor
und hinter den Schlagkörper ausbildende Luftpolster bei Jedes Kolbenhub gletchmäßig
stark ausgebildet ist.
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Beim Ausführungsbeispiel geinäß Fig. 2 weist der wendet!drsige Ansatz
13 selbst eine Verzahnung 36 auf und wird mittels eines auf der Getriebewelle 4
angeordneten Zahnrades 37 angetrieben, das heißt, in Drehung versetzt Zur seitlichen
Führung des Insatzes 15 dienen zwei profilierte Führungsscheiben 38, 39, welche
das Zahnrad 37 zwischen sich einschließen. Das Anbringen der Verzahnung unmittelbar
am wendelförmigen Ansatz 13 ermöglicht insbesondere auch eine platzsparende Bauweise
der FUhrungsvorrichtung. Die Getriebewelle 4 ist ffber die lager 3 und 25 beidseitig
abgefedert, indem sich diese beiden lager Jeweils im Bereich ihrer außenliegenden
Stirnseiten an Federelementen 40, 41 abstützen. Dadurch wird ebenfalls der Aufschlag
des Schlagkörpers 14 auf die Stirnseite 22 des Zylinders bei eventuellem Verlust
des Lurtpolsters gedämpft.
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Da bei den Bohrhämmern nach den Fig. 1 und 2 kein Winkelantrieb im
Getriebe erforderlich ist und der Antrieb für den Schlagkörper und die Bohrspindel
in einer Ubersetzungssture erfolgen kann, ergibt sich eine kurze und kompakte Hammer-Bauweise.
Anstelle des wendelförmigen Ansatzes 13 könnte auch eine Ausnehmung entsprechenden
Kurvenverlaufs als Mittel für die Erzeugung einer Längsbewegung des Zylinders 8
benutzt werden.
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- Patentansprüche -