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Schlagmechanismus für einen pneumatisch arbeitenden Bohrhammer Es
sind Schlagmechanismen für pneumatisch arbeitende Bohrhämmer bekannt, die aus einem
Antriebskolben und einem frei beweglichen Schlagkörper bestehen, welche beide in
einem gemeinsamen Führungszylinder untergebracht sind und über einen pneumatischen
Puffer in mechanischer Wechselwirkung stehen. Dabei übernehmen der Antriebskolben
und der Schlagkörper wenigstens teilweise auch die Steuerung der Luftzu- und -abfuhr
sowie den Druckausgleich über im Führungszylinder vorgesehene und wenigstens zum
Teil such im Hubbereich des Antriebskolbens befindliche Lüftungsöffnungen (US-PS
2 0170 552).
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Die komplette Steuerungsanordnung von Schlagmechanismen der genannten
Art ist sowohl räumlich verhältnismäßig aufwendig als auch kostspielig und zwar
insbesondere wegen der im kurbelseitigen Bereich erforderiichen Ventilschieber-
und Lageranordnungen einschließlich der
mit Auslaßöffnungen versehenen
Uberwurfmutteri Des weiteren ist bei solchen Schlagmechanismen der pneumatische
Puffer in der oberen bzw. vorderen Totpunktlaze des Arbeitskolbens mir noch so wenig
ausgeprägt, daß die Gefahr eines Aufpralls des Schlagkörpers auf die Stirnseite
des Antriebskolbens besteht und daher Beschädigungen des Schlagsystems nicht auszuschliessen
snd. Schließlich ist die Wandung des Antriebskolbens selbst mit Luftdurchtrittsöffnungen
versehen, die, um optimal wirksam zu sein, eine praktisch kaum realisierbare Paßgenauigkeit
zwischen der Innenwandung des F'ührungszylinders und der Außenwandunq des Kolbens
voraussetzen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schlagmechanismus
für pneumatisch arbeitende Bohrhämmer zu schaffen, der ein Geringstmaß an technischem
Aufwand erforderlich macht, bezüglich seiner räumlichen Abmessungen klein gehalten
werden kann und der ferner vor allem auch durch eine wirksame Schmierung höchste
Betriebssicherheit gewährleistet und der hinsichtlich seiner Schlagwirkung den bekannten
Schlagmechanismen dieser Art überlegen ist.
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Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Lüftungsöffnungen
im Hubbereich des Antriebskolbens räumlich so angebracht und einander so zugeordnet
sind, daß der Antriebskolben im Bereich seiner vorderen Totplmktlage jeweils eine
Strömungsverbindung für Luft von einem Zylindernebenraum aus in das Innere des Führungszylinders
llnd von diesem in den Kurbelraum freigibt, zugleich jedoch einen Luftleitkanal
vom Kurbelraum zur pneumatischen Pufferzone sperrt, im Bereich seiner hinteren Totpunktlage
dagegen jeweils diesen Luitleitkanal freigibt und die Strömungsverbindung vom Zylindernebenraum
in das Innere des H1ührungszylinders und von diesem zum Kurbelraum unterbricht.
Dadurch wird erreicht, daß zwischen
dem Kurbelraum und dem Zylinderraum
sowie einem Zylindernebenraum über den Antriebskolben gesteuert periodisch eine
Strömungsverbindung hergestellt und unterbrochen wird und daß das Luftkissen in
der Pufferzone jeweils durch Luft vom Kurbelraum her, die dort periodisch unter
einen Uberdruck gesetzt wird, ergänzt wird Die Erfindung wird im nachstehenden anhand
der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des neuen Schlagmechanismusses schematisch
veranschaulicht, noch näher er-läutert.
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Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt des Schlagmechanismusses mit
in der vorderen Totpunktlage befindlichem Antriebskolben.
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Figur 2 einen Schnitt entsprechend Figur 1, jedoch mit in der hinteren
Totpunktlage angekommenem Antriebskolben.
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In den beiden Figuren ist mit 1 der Antriebskolben, mit 2 der freibewegliche
Schlagkörper und mit 3 der Führungszylinder bezeichnet, welcher beim Ausführungsbeispiel
feststehend angeordnet ist, jedoch grundsätzlich auch eine Rotationsbewegung ausführen
kann. Zwischen dem Antriebskolben 1 und dem Schlagkörper 2 befindet sich die pneumatische
Pufferzone 4, die als mechanisches Koppelglied zwischen Antriebskolben und Schlagkörper
wirksam ist.
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Beim Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb des Kolbens 1 über eine
Kurbel 5, deren Kurbelzapfen 6 auf ein Pleuel 7 einwirkt, das über den Kolbenbolzen
8 mit dem Kolben 1 kraftschlüaig vereinigt ist und diesen betätigt. Der Kurbelraum
ist mit 9 bezeichnet, während 1o den jenseits der Pufferzone 4 befindlichen, sein
Volumen entsprechend der Lage des Antriebskolbens verändernden Zylinderraum und
11 einen Zylindernebenraum darstellen (Figur 1).
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Im Bereich vor der vorderen Totpunktlage des Antriebskolbens enthält
die Wandung des Funrungszylinders 2 durchgehende Öffnungen 12, 13, von denen die
Öffnn 12 einen Durchgang vom Zylinderinnenralim in den Zylindernebenraum 11 herstellt
1znd die Öffnung 13 einen Strömungskanal vom 7,ylinderinnenraum zum Zylindernebenraum
14 bildet . Im Hubbereich des Antriebskolbens 1 weist die Wandung des Führungszylinders
zwei Luft öffnungen 15, 16 auf, die in Hubrichtung, also axial, segeneinander versetzt
sind. Die Lüftöffnung 15 stellt dabei periodisch eine Strömungsverbindrng zwischen
dem ?ylindernebenraum 11, dem Zylinderraum 1o und dem Kurbelraum 9 her, während
die Luft öffnung 16 periodisch die Pufferzone 4 mit dem Kurbelraum 9 über einen
durch eine Allsnehmung in der Wandung des Führungszylinders gewonnenen Kanal 17
strömungsmäßig verbindet.
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In der vorderen Totpunktlage des Antriebskolbens 1 (Fig.1) gibt der
auf das Schlagwerkzeug 18 einwirkende Schlagkörper 2 die Öffnung 12 frei, so daß
die komprimierte Luft aus der Pufferzone 4 über den Zylindernebenraum 11 und die
in dieser Lage des Antriebskolbens ebenfalls freie Luftöffnung 15 in den Kurbelraum
9 entweichen kann, wodurch ein Druckausgleich erzielt und zugleich die Rückwärtsbewegung
des Schlagkörpers 2 begünstigt wird. Beim Rückwärtshub des Antriebskolbens schließt
dieser die Luftöffnung 15, so daß sich in der Pufferzone 4 schließlich ein Unterdruck
ausbildet und der die Öffnung 12 abdeckende Schlagkörper 2 der Rücklaufbewegung
des Antriebskolbens verzögert folgt. Nach Freigabe der Öffnung 13 durch den Schlagkörper
2 (Figur 2) wird dessen Rücklaufbewegung aufgrund des Eindringens von Luft in den
Raum zwischen dem Schaft des Schlagwerkzeugs 18 bzw. der Dichtlmgsscheibe 19 und
der Stirnseite des Schlagkörpers 2 zusätzlich unterstützt.
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Im Bereich der hinteren Totpunktlage des Antriebskolbens wird infolge
des auf einen Dlindestwert schrumpfender Volumens des Raums 10 im Kurbelraum 9 ein
Überdruck erzeugt, der sich über den durch den Strömungskanal 17 und die während
dieser Antriebsphase freie Luftöffnung 16 zur Pufferzone 4 geschaffenen Strömungsweg
ausgleichen kann und somit den in dieser Zone herrschenden Unterdruck beseitigt
und hier ein wirksames Luftpolster erzeugt.
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Die Schmierung des im vorstehenden beschriebener Schlagmechanismusses
erfolgt vom @@rbelraum aus und erneuert sich aufgrund des wechselweisen Luftaustausches
ständig.
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Im Hinblick auf die Genauigkeit der Lage insbesondere der Lüftungsöffnung
16 und deren Größe sowie aus strömungstechnischen Gesichtspunkten hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, den Antriebskolben in seinem frontseitigen Bereich ganz oder
teil.-weise zu verjüngen, derart, daß zwischen dem zapfenförmigen Teil 20 des Antriebskolbens
und der Zylinderinnenwandung ein Ringspalt 21 entsteht.
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- Patentansprüche -