DE2332908C3

DE2332908C3 - Rotary hammer, in particular pneumatic hammer

Info

Publication number: DE2332908C3
Application number: DE2332908A
Authority: DE
Inventors: K O Brennstrom
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1972-06-30
Filing date: 1973-06-28
Publication date: 1975-07-31
Also published as: JPS4943804A; SE374045B; JPS5649715B2; CA1005291A; SU621322A3; GB1382022A; DE2332908A1; DE2332908B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrhammer, insbesondere Druckluftbohrhammer, mit einem Maschinenge- käuse. einem darin hin- und hergehend bewegbaren Antriebskolben, einem durch den Antriebskolben über tin Druckmittelkissen in einer Arbeitskammer gegen tin Werkzeug treibbaren Hammerkolben und einer Vorrichtung zur Leitung von Druckmittel aus der Arfceitskammer in einen Spülungskanal des Werkzeugs.The invention relates to a hammer drill, in particular a pneumatic hammer, with a machine mice. a drive piston that can be moved back and forth therein, one through the drive piston tin pressure fluid cushion in a working chamber against a tin tool drivable hammer piston and a Device for the conduction of pressure medium from the arfceitskammer into a rinsing channel of the tool.

Bei einem bekannten Hammermechanismus (schwedische Patentschrift 319 134) ist die Arbeitskammer Ständig mit dem Spülluftkanal im Bohrwerkzeug verbunden. Dadurch wird jedoch der maximale auf den Hammerkolben wirkende Druck begrenzt. Um eine annehmbare Schlagenergie zu erhalten, muß deshalb der Querschnitt des Verbindungskanals klein gehalten werden, wodurch wiederum eine wirksame Spülung der Bohrung verhindert istIn a known hammer mechanism (Swedish patent 319 134) the working chamber is Constantly connected to the scavenge air duct in the drilling tool. However, this puts the maximum on the Hammer piston acting pressure is limited. In order to obtain an acceptable impact energy, the Cross-section of the connecting channel can be kept small, which in turn ensures effective flushing of the Drilling is prevented

Es ist weiterhin ein ventilgesteuerter Bohrhammer bekannt (DT-PS 403852), bei dem der Hammerkolben zur Steuerung des aus der Arbeitskammer verdrängten und als Spülluft verwendeten Arbeitsmediums benutzt wird, wobei jedoch eine Verstärkung der Spülung durch Umstellung des Hammerbetriebs nicht möglich ist Das gleiche gilt für einen anderen bekannten Bohrhammer mit einem Antriebs- und einem Hammerkolben (DT-PS 372 837), bei dem die vom letzteren während des Vortriebs verdrängte Luft durch den Bohrer geleitet und zum Spülen des Bohrlochs ausgenutzt wird.There is also a valve-controlled hammer drill known (DT-PS 403852), in which the hammer piston used to control the working medium displaced from the working chamber and used as purging air However, it is not possible to intensify the flushing by changing the hammer mode The same applies to another known rotary hammer with a drive piston and a hammer piston (DT-PS 372 837), in which the air displaced by the latter during the advance through the drill is directed and used to flush the borehole.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrhammer der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, bei welchem die Abzapfung von Druckgas aus der Arbeitskammer zum Spülen nicht die Leistung des Hammerkolbens beeinträchtigt trotzdem aber, falls gewünscht, eine kräftige Spülung möglich ist.The invention has for its object to provide a hammer drill of the type initially referred to, in which the bleed-off of compressed gas from the working chamber for purging but not the performance of the hammer piston nevertheless affected, if desired, a strong flushing is possible.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckmittelauslaß aus der Arbeitskammer in den Spülungskanal durch den Hammerkolben steuerbar und dieser wahlweise um eine Extremstellung betreibbar ist, in welcher der Druckmittelauslaß dauernd geöffnet ist.The above object is achieved according to the invention in that the pressure medium outlet from the working chamber into the flushing channel can be controlled by the hammer piston and this can optionally be operated around an extreme position in which the pressure medium outlet is permanently open.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird erreicht, daß auf den Hammerkolben ein höherer maximaler Treibdruck wirken kann und demzufolge eine größere Schlagenergie zustande kommt, andererseits jedoch auch bei Bedarf eine wirksame Spülung möglich ist, weil der Verbindungsleitung zwischen der Arbeitskammer und dem Spülluftkanal im Werkzeug in weiten Grenzen ein beliebig großer Querschnitt gegeben wer den kann.The proposed measures ensure that a higher maximum driving pressure can act on the hammer piston and consequently a greater impact energy comes about, on the other hand, however, an effective flushing is also possible if necessary is because the connecting line between the working chamber and the scavenging air duct in the tool is wide Limits given a cross-section of any size.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Bohrhammer im Querschnitt, wobei der Schlagkolben eine mittlere Hubstellung einnimmt.F i g. 1 shows a hammer drill according to the invention in cross section, the percussion piston being a middle one Occupies lift position.

Fig.? den um einen motorischen Antrieb ergänzten Bohrhammer nach F i g. 1 in derjenigen Stellung, in welcher der Schlagkolben auf das Werkzeug schlägt,Fig.? the hammer drill according to FIG. 1 in the position in which piston hits the tool,

F i g. 3 einen Querschnitt des Bohrhammers nach F i g. I und 2 nach dem Abfangen des vom Werkzeug zurückgeprallten Schlagkolbens durch einen ihn umgebenden Fangrtng,F i g. 3 shows a cross section of the hammer drill according to FIG. I and 2 after the interception of the tool rebounded percussion piston through a surrounding catch,

F i g. 4 einen Querschnitt des Schlagkolbens nach F i g. 1 bis 3 in größerem Maßstab, wobei der Kolben in eine Extremstellung verschoben ist, in welcher eine Verbindungsleitung zwischen der Arbeitskammer des Kolbens und einem Spülluftkanal im Werkzeug ständig ganz geöffnet ist.F i g. 4 shows a cross section of the percussion piston according to FIG. 1 to 3 on a larger scale, with the piston in an extreme position is shifted in which a connecting line between the working chamber of the Piston and a scavenge air duct in the tool is always fully open.

Der dargestellte Drucklufthammer besteht aus einem Maschinengehäuse 1, welches sich in einen unteren Teil 17, einen mittleren Teil 18 und einen oberen Teil 19 gliedern läßt. Im Maschinengehäuse 1 sitzt axial verschieblich ein Antriebskolben 2, der zweckmäßigerweise durch eine Brennkraftmaschine über eine Kurbelwelle 20 hin- und hergehend angetrieben wird. Weiterhin befindet sich in dem Maschinengehäuse 1 ein Hammerkolben 3 mit einer Anschlagschulter 8. Der Hammerkolben 3 wird durch den Antriebskolben 2 über ein Druckgaskissen in einer Arbeitskammer 4 gegen ein Werkzeug 5 getrieben. Die Arbeitskammer 4 erhält Luft durch einen Lufteinlaß 21. Indem Druckgas aus der Arbeitskammer 4 über eine insgesamt mit 14 bezeichnete Vorrichtung abgelassen wird, die dazu be-The pneumatic hammer shown consists of a machine housing 1, which is in a lower part 17, a middle part 18 and an upper part 19 can be divided. A drive piston 2 is seated axially displaceably in the machine housing 1 and is expediently driven back and forth by an internal combustion engine via a crankshaft 20. Furthermore, a hammer piston 3 with a stop shoulder 8 is located in the machine housing 1. The hammer piston 3 is driven by the drive piston 2 via a Pressurized gas cushions are driven against a tool 5 in a working chamber 4. The working chamber 4 receives Air through an air inlet 21. By releasing compressed gas from the working chamber 4 via a device designated as a whole by 14, which is used for this purpose.

stimmt ist. einem Kanal 15 im Werkzeug 5 Spülluft zuzuführen, wird die Rückkehr des Hammerkolbens 3 nach einem Schlag auf das Werkzeug 5 sichergestellt Der Rückhub wird dadurch bewirkt, daß der Antriebskolben 2 den Hammerkolben 3 zurücksaugt. is true. To supply scavenging air to a channel 15 in the tool 5, the return of the hammer piston 3 after an impact on the tool 5 ensured. The return stroke is brought about by the fact that the drive piston 2 sucks the hammer piston 3 back.

Den Hammerkolben 3 umgibt in konzentrischer Anordnung ein Fangring 7. welcher mit einer Anschlagschulter 8 am Hammerkolben zusammenwirkt. Der Fangring 7 wird durch den Druck in einer Kammer 22 nach vorn gedrückt Die Kammer 22 erhält Druckluft aus der Arbeitskammer 4 über einen engen Spalt zwischen dem Maschinengehäuse und dem Hammerkolben 3. Ein Ringraum 6 zwischen dem Hammerkolben 3 und dem Fangring 7 steht über Kanäle 11,12 im Fangring 7 bzw. im Maschinengehäuse 1 ständig mit der Außenatmosphäre in Verbindung. Der Ringraum 6 gehi am vorderen Ende in eine Dämpfungskammer 9 über, die begrenzt wird durch das Maschinengehäuse 1, den vorderen Teil des Hammerkolbens 3 und den vorderen Teil des Fangrings 7. Zwischen der Anschlagschulter 8 des Hammerkolbens und der inneren Umfangsfläche des vorderen Teils des Fangrings 7 besteht ein Ringspalt 10. Die Weite des Ringspalts ist so bemessen, daß die Dämpfungskammer 9 den Hammerkolben 3 im wesentlichen ohne Rückprall abbremst, wenn die insgesamt mit 24 bezeichnete Gesteinsbohrmaschine, von welcher die beschriebene Hammervorrichtung einen Teil bildet, an Handgriffen 25 angehoben wird. In dieser Stellung nehmen der Hammerkolben 3 und das Werkzeug 5 die in F i g. 4 gezeigte Lage ein, wobei der Antriebskulben 2 den Hammerkolben 3 nicht zurücksaugen kann. Im vorderen Bereich der Dämpfungskammer 9 ist ein Ring 13 aus elastischem Material angeordnet, welcher den eventuell noch vorhandenen Rest der kinetischen Energie des Hammerkolbens 3 absorbiert, wenn dieser den Boden der Dämpfungskammer 9 erreicht. Solange der Hammerkolben 3 die Stellung nach Fig.4 einnimmt, wird dem Spülkanal im Werkzeug 5 ungefähr die doppelte Menge Spülluft zugeführt wie während des normalen Betriebs. Ein Rückschlagventil 16 in der Verbindungsleitung zwischen der Arbeitskammer 4 und dem Kanal 15 hat den Zweck, ein Zurückströmen der Spülluft zu verhindern. Wenn der Hammermechanismus normal schlagend in Betrieb ist, steuert der Hammerkolben 3 die Oberleitung von Spülluft aus der Arbeitskammer. The hammer piston 3 is surrounded in a concentric arrangement by a catch ring 7. which has a stop shoulder 8 cooperates on the hammer piston. The catch ring 7 is closed by the pressure in a chamber 22 pushed forward The chamber 22 receives compressed air from the working chamber 4 via a narrow gap between the machine housing and the hammer piston 3. An annular space 6 between the hammer piston 3 and the catch ring 7 is constantly connected to the outside atmosphere via channels 11, 12 in the catch ring 7 or in the machine housing 1 in connection. The annular space 6 merges at the front end into a damping chamber 9 which delimits is through the machine housing 1, the front part of the hammer piston 3 and the front part of the catch ring 7. Between the stop shoulder 8 of the hammer piston and the inner peripheral surface of the front part of the catch ring 7 is an annular gap 10. The width of the annular gap is dimensioned so that the Damping chamber 9 brakes the hammer piston 3 essentially without rebound when the total with 24 designated rock drilling machine, of which the hammer device described forms a part, is lifted on handles 25. In this position, the hammer piston 3 and the tool 5 take the in Fig. 4 a position shown, wherein the drive piston 2 cannot suck back the hammer piston 3. in the front area of the damping chamber 9 is a ring 13 made of elastic material is arranged, which the any remaining remaining kinetic energy of the hammer piston 3 absorbed when this the The bottom of the damping chamber 9 is reached. As long as the hammer piston 3 is in the position shown in Fig. 4, the flushing channel in the tool 5 is supplied with approximately twice the amount of flushing air as during normal Operating. A check valve 16 in the connecting line between the working chamber 4 and the The purpose of channel 15 is to prevent the purge air from flowing back. When the hammer mechanism is in normal striking operation, the hammer piston 3 controls the overhead line of scavenging air from the working chamber.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:The device described above works as follows:

Wenn der Antriebskolben 2 aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung nach unten getrieben wird, schließt er den Lufteinlaß 21 der Arbeitskammer 4. Das Luftvolumen in der Arbeitskammer 4 wird komprimiert und dadurch der Hammerkolben 3 nach unten gegen das Werkzeug 5 getrieben, wo er, wie in F i g. 2 gezeigt, auftrifft Hierbei stellt der Hammerkolben 3 eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 4 und der Verbindungsleitung 14 zum Spülkanal 15 im Werkzeug 5 her. Wegen des Rückpralls des Hammerkolbens vom Werkzeug 5 wird diese Verbindung jedoch durch den Hammerkolben 3 wieder geschlossen.If the drive piston 2 from the in F i g. 1 shown Position is driven down, it closes the air inlet 21 of the working chamber 4. The air volume in the working chamber 4 is compressed and thereby the hammer piston 3 down against the tool 5 driven where he, as in F i g. Here, the hammer piston 3 provides a connection between the working chamber 4 and the connecting line 14 to the flushing channel 15 in the tool 5. Because the rebound of the hammer piston from the tool 5, however, this connection is made by the hammer piston 3 closed again.

Während des Rückhubs des Antriebskolbens 2 wird der Hammerkolben 3 mit zurückgesaugt und schlägt mit der Anschlagschulter 8 gegen den Fangring 7, auf den dadurch alle kinetische Energie des Hamnierkolbens 3 übertragen wird. Unmittelbar bevor dies geschieht, öffnet der Antriebskolben 2 den Lufteinlaß 21. Dadurch erhält der Hammerkolben 3 eine in F i g. 3 gezeigte, genaue Haltstellung. Der Fangring 7 wird durch den Druck in der Kammer 22 verzögert und zurückgeführt. During the return stroke of the drive piston 2, the hammer piston 3 is sucked back with it and strikes with the stop shoulder 8 against the catch ring 7, on which all the kinetic energy of the Hamnier piston 3 is transmitted. Immediately before this happens, the drive piston 2 opens the air inlet 21. As a result, the hammer piston 3 is given a shape shown in FIG. 3 shown, exact stop position. The catch ring 7 is through the pressure in the chamber 22 is delayed and released.

Um einen stärkeren Luftstrom zu dem Kanal 15 im Werkzeug 5 zum Zwecke einer besseren Spülung einer Bohrung zu erhalten, wird die Maschine 24 an den Handgriffen 25 angehoben. Dabei sinkt das Werkzeug 5 in die Stellung nach F i g. 4. Wegen der gewählten Bemessung des Ringspalts 10 und der ständigen Verbindung zwischen dem Ringraum 6 und der Außenatmosphäre wird der Hammerkolben 3 im wesentlichen ohne Rückprall durch die Dämpfungskammer 9 abgebremst und hält in der Stellung nach F i g. 4 an. Auf diese Weise wird eine ständige Verbindung zwischen der Arbeitskammer 4 und der Verbindungsleitung zum Spülluftkanal 15 erreicht. Das Rückschlagventil 16 verhindert den Rückfluß der SpülluftIn order to have a stronger air flow to the channel 15 in the tool 5 for the purpose of better rinsing a To obtain a bore, the machine 24 is raised by the handles 25. The tool sinks in the process 5 in the position according to FIG. 4. Because of the chosen dimensioning of the annular gap 10 and the permanent connection between the annular space 6 and the outside atmosphere, the hammer piston 3 is essentially braked without rebound by the damping chamber 9 and holds in the position according to FIG. 4 at. on this way a permanent connection between the working chamber 4 and the connecting line to the Scavenge air duct 15 reached. The check valve 16 prevents the backflow of the scavenging air

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Bohrhammer, insbesondere Druckluftbohrhammer, mit einem Maschinengehäuse, einem darin hin- und hergehend bewegbaren Antriebskolben, einem durch den Antriebskolben über ein Druckmittelkissen in einer Arbeitskammer gegen ein Werkzeug treibbaren Hammerkolben und einer Vorrichtung zur Leitung von Druckmittel aus der Arbeitskammer in einen Spülungskanal des Werkzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelauslaß (14,16) aus der Arbeitskammer (4) in den Spülungskanal (15) durch den Hammerkolben (3) steuerbar und dieser wahlweise um eine Extremstellung betreibbar ist, in welcher der Druckmittelauslaß (14,16) dauernd geöffnet ist1. Rotary hammer, in particular pneumatic hammer, with a machine housing, an inside and a moving drive piston, one through the drive piston via a pressure medium cushion in a working chamber against a tool drivable hammer piston and a device for conveying pressure medium from the working chamber into a flushing channel of the tool, characterized in that the pressure medium outlet (14, 16) from the working chamber (4) into the The flushing channel (15) can be controlled by the hammer piston (3) and the hammer piston (3) can optionally be operated in an extreme position in which the pressure medium outlet (14, 16) is continuously open

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Dämpfungskammer (9), in welcher der Hammerkolben (3) bei Betrieb in der Extremstellung in seiner vorderen Endstellung weich und ohne Rückprall abbremsbar ist.2. Rotary hammer according to claim 1, characterized by a damping chamber (9) in which the Hammer piston (3) when operating in the extreme position in its front end position soft and without Rebound can be braked.

3. Bohrhammer nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen den Hammerkolben (3) gleitend umgebenden Fangring (7), welcher beim Rückhub des Hammerkolbens zum Abfangen einer an diesem angebrachten Anschlagschulter (8) ausgebildet ist und dessen vorderer Teil zusammen mit dem vorderen Teil des Hammerkolbens und dem Maschinengehäuse (1) die ständig mit der Außenatmosphäre in Verbindung stehende Dämpfungskammer (9) begrenzt3. Rotary hammer according to claim 2, characterized by a hammer piston (3) slidingly surrounding the catch ring (7), which during the return stroke of the Hammer piston is designed to catch a stop shoulder (8) attached to it and its front part together with the front part of the hammer piston and the machine housing (1) which are constantly in contact with the outside atmosphere Connected damping chamber (9) limited

4. Bohrhammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Dämpfungskammer (9) mit der Außenatmosphäre durch einen Spalt (10) zwischen dem Hammerkolben (3) und dem Fangring (7) sowie Kanälen (11, 12) im Fangring (7) und Maschinengehäuse (1) gebildet ist.4. Rotary hammer according to claim 3, characterized in that the connection of the damping chamber (9) with the outside atmosphere by a Gap (10) is formed between the hammer piston (3) and the catch ring (7) and channels (11, 12) in the catch ring (7) and machine housing (1).

5. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Bereich der Dämpfungskammer (9) zum Abfangen des Hammerkolbens (3) bei Betrieb in Extremstellung ein Ring (13) aus elastischem Material angeordnet ist5. Rotary hammer according to one of claims 2, 3 or 4, characterized in that in the front A ring (13) made of elastic material is arranged in the area of the damping chamber (9) for catching the hammer piston (3) during operation in the extreme position

6. Bohrhammer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (14) zwischen der Arbeitskammer (4) und dem Spülungskanal (15) ein Rückschlagventil (16) enthält.6. Rotary hammer according to one or more of the preceding claims, characterized in that the connecting line (14) between the The working chamber (4) and the flushing channel (15) contain a check valve (16).

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