DE2440082C3 - Hammerbohrereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hammerbohrereinrichtung mit lösbar miteinander verbundenen Teilen, von denen der eine ein Hammerbohrer mit im wesentlichen zylindrischen Schaft und der andere eine mit dem Antrieb verbindbare Bohreraufnahme ist, die eine zylindrische Bohrung mit mindestens einem sich radial erstreckenden, feststehend angeordnetem Element aufweist, in der der Schaft axial begrenzt verschiebbar angeordnet ist, der mit mindestens einer axialen, in Umfangsrichtung zumindest teilweise ebenen Ausnehmung, deren radiale Tiefe der radialen Erstrekkung des Elementes entspricht und die an ihren axialen Enden abgeschlossen ist, sowie mit einer Übergangsfläche versehen ist, die von der radial tiefsten Stelle der Ausnehmung aus im wesentlichen konzentrisch zur Achse des Schaftes verläuft und in einem Abstand von deren Vorderende einmündet, der mindestens der axialen Relativverschiebung zwischen Bohrer und Bohreraufnahme beim Schlagen entspricht, sowie die Ausnehmung mit einer zum freien Ende des Schaftes offenen Führungsfläche verbindet, die die gleiche radiale Tiefe wie die Ausnehmung hat und dieser gegenüber in Umfangsrichtung versetzt ist. wobei die Übergangsfläche r.ur die von der Übertragung der Drehkraft durch das Element freibleibende Längskante der Ausnehmung schneidet.

Bei einer bekannten Hammerbohrereinrichtung dieser Art ist die Ausnehmung in demjenigen Bereich, der nicht von der Übergangsfläche angeschnitten wird, in Umfangsrichtung von zwei in axialer Richtung verlaufenden Seitenflächen begrenzt, die einen spitzen Winkel einschließen und die zusammen mit der Grundfläche der Ausnehmung den Raum bilden, in den sich das feststehend angeordnete Element der Bohreraufnahme hineinerstreckt. Dieses feststehend angeordnete Element weist in axialer Richtung eine erhebliche Abmessung auf, so daß die Übergangsfläche ebenfalls eine erhebliche axiale Erstreckung haben muß, damit dieses Element durch eine entsprechende Drehbewegung des Hammerbohrers Von der Führungsfläche in den Bereich d.ef Ausnehmung bewegt werden kann, so daß die beidseitig Von Seitenflächen begrenzten Endbereiche der Ausnehmung bezogen auf deren

gesamte axiale Längserstreckung nur verhältnismäßig kurz sind.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ergibt sich somit in der Ausnehmung eine Querschnittsfläche verhältnismäßig geringer Größe für die Aufnahme des feststehenden Elementes, das daher insgesamt nur eine verhältnismäßig kleine Querschnittsfläche aufweisen kann, wodurch erhebliche Festigkeitsbelastungen des Elementes entstehen und dieses Element nur mit einer Linienberührung an der der Obergangsfläche abgewandten Seitenkante der Ausnehmung anliegt und die Übertragung der Drehkraft bewirkt Diese Linienberührung führt ebenfalls zu einer erheblichen Belastung des Elementes und der Seitenfläche. Zum Ausgleich dieser Belastung hat bei der vorbekannten Hammerbohrereinrichtung das Element eine verhältnismäßig große Abmessung in axialer Richtung, was zwangsläufig die große axiale Abmessung der Obergangsfläche und damit eine sich über eine erhebliche axiale Länge erstreckende Schwächung des Bohrerschaftes zur Folge hat und darüber hinaus zu einem verhältnismäßig kleinen Hub für die Schlagbewegung des Bohr, rs fühi t.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hammerbohrereinrichtung zu schaffen, bei der bei minimaler Schwächung der Festigkeit des Bohrerschaftes das Element und die zur Übertragung der Drehkraft dienende Längskante der Ausnehmung einer minimalen Verschleißbelastung ausgesetzt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Hammerbohrereinrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß die Ausnehmung auch in ihrem nicht von der Übergangsfläche angeschnittenen Bereich die Form eines in Omfangsrichtung stumpfwinkligen Profils hat und daß das Element Teil eines Zylinders ist, der mit seiner abgerundeten Bodenkante und anschließenden Abschnitten des Mantels und des Bodens in die Bohrung der Bohreraufnahme vorspringt.

Durch die stumpfwinklige Ausbildung der Ausnehmung wird erreicht, daß ohne Vergrößerung der Ausnehmungstiefe in sie ein Element mit wesentlich größerem Querschnitt eingreifen kann, so daß an der die Drehkraft aufnehmenden Längskante der Ausnehmung eine Flächenanlage des Elementes erfolgt, durch die der Verschleiß von Längskante und Element erheblich verringert 'vird, wobei infolge der Fc rm des Elementes die axiale· Länge der Obergangsfläche bezogen auf die Gesamtlänge der Ausnehmung sehr kurz ist, so daß dadurch sich über eine größere axiale Länge erstreckende Querschnittsschwächrngen des Bohrerschaftes vermieden werden. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäöe Ausbildung von Ausnehmung und Element einen erheblichen Hub des Bohrers beim Schlagen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine Bohreraufnahme, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II Il der F ig. 1, F i g. 3 eine Seitenansicht eines Bohrerschafts,

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig.3,

F i g. 5 eine der F ί g. 1 entsprechende Teildarstellung der Bohreraufnahme, wobei einzelne Merkmale etwas vergrößert gezeichnet sind, und

Fig.6 einen Teil einer Bohreraufnahme nach der Erfindung in etwas abgeänderter Ausführungsform.

Eine erfindungsgemäÜe Hammerbohrereinrichtung umfaßt eine Bohreraufnahme 10, die im wesentlichen von einer zylindrischen Hülse 12 gebildet wird, deren Bohrung 14 an dem in F i g, 1 unteren Ende offen und am entgegengesetzten Ende geschlossen ist Die Hülse 12 ist vorzugsweise einteilig mit dem Schaft 13 ausgebildet, der die Bohreraufnahme 10 mit einer an sich bekannten Vorrichtung zur Erzeugung der Dreh- und Schlagenergie verbindet. Die Hülse 12 ist, siehe auch F i g. 2, mit zwei Ausnehmungen 16 ausgebildet, die als Teilabschnitte zylindrischer Sackbohrungen angesehen werden können. Die Ausnehmungen 16 liegen mit ihren Achsen parallel zu einem Durchmesser der Bchreraufnahme 10, wobei die Achsen der Ausnehmungen 16 die Längsachse der Bohreraufnahme 10 nicht schneiden. Die Achsen der Ausnehmungen 16 liegen ferner in derselben Radialebene.

In die Ausnehmungen 16 sind Elemente 18 eingesetzt welche die Form von Zylinderabschnitten haben. Die Elemente 18 können entweder durch Bearbeitung entsprechender zylindrischer Rolle" oder aber auch durch Drucksinterung von Metallu-Mvern hergestellt werden. Die teilzylindrischen Elemente ϊό ragen mit der abgerundeten Bodenkante 17 und der anschließenden Zylindermantelfläche 19 in die Bohrung 14 hineia. Die Elemente 18 können in üblicher Weise in den Ausnehmungen 16 befestigt werden. Vorzugsweise werden die Elemente 18 in ihrer Anordnung durch eine Buchse 20 gehalten, die außen auf die Hülse 12 aufgezogen ist.

In der in Fig. t dargestellten Ausführungsform sind die Hülse 12 außen und die Buchse 20 innen entgegengesetzt konisch ausgebildet so daß die Buchse 20 die Hülse 12 zu einer Zylinderform ergänzt. Durch diese Anordnung wird der Sitz der Buchse 20 auf der Hülse 12 besonders gesichert Für übliche Beanspruchungen genügt es aber, die Hülse 12 an ihrer Außenfläche und die Buchse 20 an ihrer Innenfläche jeweils zylindrisch auszuführen und die Passung so zu wählen, daß die Buchse 20 im warmen Zustand auf die Hülse 12 aufgezogen wird und nach Abkühlung auf diener fest und stramm sitzt.

Zu der Bohreraufnahme 10 gehört ein Hammerbohrer 30, dessen Schaft 32 mit zwei im wesentlichen axial verlaufenden Ausnehmungen 36 ausgebildet ist. Die Ausnehmungen 36 liegen drehsymmetrirch zueinander, siehe F i g. 4, und sind an ihren Enden 38 und 39 abgeschlossen. Die Ausnehmungen 36 haben zwischen den Endabschlüssen 38,39 ein stumpfwinkliges Profil 40. das im wesentlichen der aus Fig. 2 ersichtlichen Form des Profils 17, 19 entspricht Die Form des Profils 40 sorgt dafür, daß bei der Mitnahme des Bohrerschaftes 32 durch die Elemente 18 die Kanten 42 im wesentliche;) nicht beansprucht werden. Der zur Kante 42 anschließende Winkelabschnitt des Profils 40 schließt die Ausnehmung 36 in der in Fig.4 durch den Pfeil angedeuteten Drehrichtung ab.

Von der Ausnehmung 36 geht eine Übergangsfläche 44 aus, die die Ausnehmung 36 mit einer zum freien Ende des Bohret schaftes 32 offenen Führungsfläche 50 verbindet. Die radiale Tiefe der Ausnehmung 36, der Obergangsfläehe 44 und der Führungsfläehe 50 ist so gewählt, daß sie der radialen Größe entspricht, mit der das Element 18 in die Bohrung 14 hineinragt. Zur Vereinfachung kann, wie F i g. 4 zeigt, die Übergangsfläche 44 im QuerschniH gerade ausgeführt werden, so daß sie geringfügig tiefer als erforderlich ist

Vorzugsweise erstreckt sich die Übergangsfläche 44 zwischen zwei parallelen Radialebenen, die die Kanten

46 und 48 bilden. Das heißt, daß die Übergangsfläche 44 mit ihrer Scheitellinie in einer Radialebene des Bohrerschaftes liegt, die senkrecht zur Achse des Bohrers ist. Die Führungsfläche 50 ist zum Bohrende des Bohrers 30 durch den Abschnitt 52 abgeschlossen und zum freien Ende an der Kante 54 offen.

Die Übergangsfläche 44 hat von dem Abschluß 38 der Ausnehmung 36 einen solchen axialen Abstand, daß der Bereich zwischen dem Abschluß 38 und der Kante 46 für die übliche Hin- und Herbewegung des Bohrers 30 aufgrund der Hammerwirkung zur Verfügung steht. Es besteht demnach keine Gefahr, daß der Bohrer beim üblichen Einsatz der Hammerbohrereinrichtung sich aus der Bohreraufnahme lösen kann.

Die Übergangsfläche 44 hat einen solchen Abstand vom oberen Abschluß 39 der Ausnehmung 36, daß nach Fertigbohren eines Loches der Bohrer 30 aus dem Loch herausgezogen werden kann, wobei dann die Elemente 18 gegen die Abschlußenden 39 stoßen. Der Abschnitt üer Ausnehmung 36, der üuci dci uucigiiiigbiiäciic 44 liegt, ist groß genug, daß auch bei einer unwillkürlichen Drehbewegung während des Herausziehens der Bohrer 30 nicht aus der Bohreraufnahme 10 gelöst wird. F i g. 4 zeigt, daß das Profil 40 in Umfangsrichtung genügend groß ist. um eine einwandfreie Führung des Elementes 18 zu gestatten, wenn nach Beendung des Bohrvorganges der Bohrer aus einem Loch herausgezogen werden soll und das Element 18 über den Abschnitt der Ausnehmung 36 hinweggleitet, von dem die Übergangsfläche 44 ausgeht.

Die Abmessungen sind so zu wählen, daß auch im Bereich der Ausnehmung 36 und der Führungsfläche 50 ein Abschnitt 51 des ursprünglichen Umfanges des Schaftes 32 in ausreichender Größe bestehen bleibt, um den Schaft 32 in der Bohrung 14 zu führen. An der Führung des Schaftes 32 wirkt außerdem der Teil des Schaftumfanges mit, der zwischen dem Abschnitt 39 und der Endfläche 34 liegt.

Die hier gezeigte Ausführungsform weist zwei Ausnehmungen 36 und dementsprechend zwei Flächen 50 auf, die drehsymmetrisch zueinander liegen und durch zwei Abschnitte 51 voneinander getrennt sind. Bei entsprechend kleinen Abmessungen dürfte es genügen, am Schaft 32 nur eine Ausnehmung 36 und dementsprechend nur eine Übergangsfläche 44 und eine Führungsfläche 50 vorzusehen. Andererseits würde es sich bei entsprechend großen Schaftstärken empfehlen, über den Umfang des Schaftes gleichmäßig verteilt drei Vorrichtungen 36,44,50 vorzusehen.

Weiter ist zu beachten, daß die Handhabungssicherheit am besten durch die dargestellte Ausführungsform gewährleistet ist, ^;n der zum Einsetzen und Lösen eines Bohrers 30 aus einer Bohreraufnahme 10 jeweils drei Bewegungen erforderlich sind, die rechtwinklig aneinander anschließen. Dabei kann die Abschlußfläche 52 eine gewisse Nocken- und Lenkwirkung ausüben. Bei größeren Schäftumfärtgen können Übergangsfläche 44 Und Führungsfläche 50 zur Erhöhung der Sicherheit so ausgeführt werden, daß die Lösung bzw. das Einsetzen des Bohrers 30 nur mit einer Bewegung möglich ist, die mehr als drei aneinander anschließende Abschnitte aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Hammerbohrereinrichtung wird die Schlagenergie auf den Bohrerschaft 32 dadurch übertragen, daß die Endfläche 34 gegen den

to Boden der Bohrung 14 stößt. Bei der erfindungsgemä^ Ben Ausführung der Hammerbohrereinrichtung empfiehlt sich besonders, dem Boden der Bohrung 14 eine Form zu geben, die im besonderen Maße eine Beaufschlagung des Bohrers 30 in genau axialer Richtung gewährleistet. Aus diesem Grunde ist am Boden der Bohrung 14 eine Kugel 22 aus einem Metall angeordnet, das vorzugsweise härter als das Material des Schaftes 32 ist. Die Kugel 22, siehe F i g. 5, ist in die Bohrung 14 eingepreßt. Der Boden 15 der Bohrung 14

Z5 wird ursprünglich inii einem Krümmungsradius ausgeführt, der geringfügig größer als der Radius der Kugel 22 ist. Der Größenunterschied kann bis zu etwa 10% betragen. Dabei ist außerdem vorgesehen, daß das Material der Kugel 22 auch härter als das Material der Hülse 12 ist. Auf diese Weise wird bereits beim ersten Arbeitsgang das Material im Bereich des Bodens 15 so verdichtet, daß sich die Kugel 22 überall passend an den Boden 15 anlegt.

Fig.f, ^eigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Hülse 112 einer Bohreraufnahme 110 an ihrem unteren Ende mit einer Erweiterungsbohrung 102 ausgebildet ist. Diese Crweiterungsbohrung nimmt eine Buchse 104 auf, deren innenfläche 105 an die Wandung der Bohrung 114 anschließt und aus solchem Material hergestellt ist, daß zumindest die Reibung in diesem Bereich vermindert wird. Vorzugsweise ist die Buchse 104 elastisch und geringfügig nach innen in ihrem mittleren Bereich, wie dargestellt, vorgewölbt. Die Buchse 104 kann z. B. aus Sintermetall hergestellt sein, in dessen Poren Trockenschmierstoffe eingelagert sind. z. B. Motybdänsulfid oder Grafit Auch Kunststoff, z. B. Teflon, gegebenenfalls auch ein thermoplastischer Kunststoff der Acetal-Gruppe, oder ähnliche Materialien, können für die Buchse 104 verwendet werden. Die Buchse 104 ist an ihrem oberen und unteren Ende fest mit der Hülse 112 verbündende nach Art des Materials kann die Buchse entweder im Zwischenbereich, wie dargestellt, hohl liegen, oder aber außen zylindrisch und innen in der dargestellten Weise ballig geformt sein.

Durch eine solche Buchse 104 wird der Verschleiß der erfindungsgemäßen Hammerbohrereinnchtung vermindert Außerdem ergibt sich eine reibungsvermindt;nde Führung und bei einer gewissen Elastizität des Materials der Buchse 104 auch ein Ausgleich für das bei längerem Einsatz unvermeidliche Spiel.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Hammerbohrereinrichtung mit lösbar miteinander verbundenen Teilen, von denen der eine ein Hammerbohrer mit im wesentlichen zylindrischen Schaft und der andere eine mit dem Antrieb verbindbare Bohreraufnahme ist, die eine zylindrische Bohrung mit mindestens einem sich radial erstreckenden, feststehend angeordneten Element aufweist, in der der Schaft axial begrenzt verschiebbar angeordnet ist, der mit mindestens einer axialen, in Umfangsrichtung zumindest teilweise ebenen Ausnehmung, deren radiale Tiefe der radialen Erstreckung des Elementes entspricht und die an is ihren axialen Enden abgeschlossen ist, sowie mit einer Obergangsfläche versehen ist, die von der radial tiefsten Stelle der Ausnehmung aus im wesentlichen konzentrisch zur Achse des Schaftes verläuft und in einem Abstand von deren Vorderende einmündet, der mindestens der axialen Relativverschiebung zwischen Bohrer und Bohreraufnahme beim Schlagen entspricht, sowie die Ausnehmung mit einer zum freien Ende des Schaftes offenen Führungsfläche \ erbindet, die die gleiche radiale Tiefe wie die Ausnehmung hat und dieser gegenüber in Umfangsrichtung versetzt ist, wobei die Übergangsfläche nur die von der Übertragung der Drehkraft durch das Element freibleibende Längskante der Ausnehmung schneidet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (36) auch in ihrem nicht von der Übergangsfläche (44) angeschnittenen Ben. ich di> Form eines in Umfangsrichtung stiimpfw^:nkligen Profils (40) hat und daß das Element {18) Teil einet Cylinders ist, der mit seiner abgerundeten Bodenkante (17) und anschließenden Abschnitten des Mantels (19) und des Bodens in die Bohrung (14) der Bohreraufnahme (10) vorspringt.

2. Hammerbohrereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohreraufnahme (10) im wesentlichen aus einer hohlzylindrischen, an einem axialen Ende offenen Hülse (12) besteht, die zur Anordnung des Elementes (18) mit einer im wesentlichen zylindrischen Bohrung (16) versehen ist, deren Achse in einer Radialebene der Hülse kreuzungsfrei zu deren Achse liegt.

3. Hammerbohrereinrichtung nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Element (18) ein durch Drucksinterung aus Metallpulver hergestellter Körper ist.

4. Hammerbchrereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hülse (12) ein das Element (18) in seiner Bohrung (16) sichernder Mantel (20) aufgezogen ist.

5. Hammerbohrereinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (50) eine parallel zur Bohrerachse verlaufende Fläche ist.

6. Hammerbohrereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (50) eine im wesentlichen ebene Fläche ist;

7. Hammerbohrereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsfläche (44) im wesentlichen auf ihrer gesamten EfstfeckUng von den gleichen Rädiälebenen begrenzt ist.

8. Hammerbohrereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohreraufnahme (10) der Boden der Bohrung (14) einen im wesentlichen halbkugelförmigen Vorsprung aufweist

9. Hammerbohrereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der halbkugelförmige Vorsprung Teil einer Kugel (22) ist. die in die Bohrung (14) eingepreßt ist, deren Boden (15) mit einem Krümmungsradius versehen ist, der etwas größer ist als der Radius der Kugel.

10. Hammerbohrereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Austrittsende der Bohreraufnahme (UO) eine Buchse (104) angeordnet ist, deren an die Bohrung (114) angrenzende Wandfläche (105) mit einem die Reibung vermindernden Material versehen ist

11. Hammerbohrereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (104) aus einem elastischen Material besteht und daß ihre Innenwand (105) in die Bohrung (114) vorgewölbt ist.