DE2511045A1 - Von hand fuehrbarer hammer mit einer das werkzeuglager vor staub schuetzenden manschette - Google Patents

Description

{ NAOHQEREICHT

DR. FRIEDRICH E.MAYER 753 pforzheim

DIPL.-ING. A. PANTENBURG westliche 24

KABELi TR[PATENT PFORZHEIM PATENTANWÄLTE telefon .07, μ. ι_α4«ο

lirma Friedrich Duss, Maschinenfabrik, 7261 Neubulach

Von Hand führbarer Hammer mit einer das Werkzeuglager vor Staub schützenden Manschette

Die Erfindung bezieht sich auf einen von Hand führbaren Schlag- oder Bohrschlaghammer (Hammer) mit einem in einem Werkzeuglager begrenzt axial verschieblich aufgenommenen Schlag- oder Bohrschlagwerkzeug (Werkzeug), dem mit Hilfe eines in einem Zylinder infolge von Luftdruckschwankungen hin- und herschwingenden Schlägers mittelbar oder unmittelbar rhythmische axiale Schläge erteilt werden, wobei eine das Werkzeuglager vor Staub und dergleichen schützende Manschette aus elastischem Werkstoff einerseits mit dem Werkzeuglager und andererseits mit dem Werkzeug dichtend zusammenarbeitet.

Bei den an sich bekannten Bohrhämmern dieser Art dienen die Manschetten der Abdichtung der zwischen Werkzeug und Werkzeuglager vorhandenen Fuge. Dabei sitzt die Manschette vielfach sowohl auf dem Werkzeug als auch auf dem Werkzeuglager auf. Die axiale Schlagbewegung des Werkwzeuges erfogt unter rhytmischer Deformation der Manschette. Durch die ständige Verformung der Manschette geht Schlagenergie verloren (DT-GM 1 678 280). '

Eine ausreichende Voraussetzung für die axiale Schlagbewegung des Werkzeuges wird in manchen Fällen auch dadurch geschaffen, daß die Manschette auf dem Werkzeug

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oder auf dem Werkzeuglager gleitbar gelagert ist (US-PS 2 944- 523).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Manschette der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie außer ihrer Abschirmfunktion gegen Staub und Schmutz eine Abfangfunktion für das bei Leerschlägen nach vorne ausbrechende Werkzeug auszuüben vermag.

Solche Leerschläge treten auf, wenn aufgrund bestimmter Bedingungen in dem bearbeiteten Werkstoff bzw. dem bearbeiteten Material der dem Hammer entgegengesetzte Arbeitswiderstand plötzlich wegfällt. In solchen Fällen wird das Werkzeug vom Schläger in unerwünschter Weise extrem weit nach vorne geschleudert. Dabei wird die das Herausfallen des Werkzeuges verhindernde Haltevorrichtung einer starken mechanischen Belastung unterworfen. Bei nachfolgender Normalisierung des Arbeitswiderstandes fällt das Werkzeug wieder mit hartem Schlag in seine Formalste llung zurück, was für das Werkzeug und das Werkzeuglager wiederum eine starke mechanische Beanspruchung bedeuten kann.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mantelfläche des Werkzeugschaftes von einer vorgespannten Anlagefläche der hülsenförmigen Manschette mit Reibungshaftung umgriffen ist und daß die lichte Weite der mit dem Werkzeuglager zusammenarbeitenden ringförmigen Anlagefläche der Manschette so bemessen ist, daß nur eine geringe oder keine Reibungshaftung vorliegt, wobei die durch die axiale Schlagbewegung des Werkzeuges auf die Manschette übertragene Axialbewegung durch Anschläge des Werkzeuglagers begrenzt ist.

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Bei einer solchen Ausbildung des Hammers wird das nach vorne ausbrechende Werkzeug dank der zwischen Manschette und Werkzeug "bestehenden Reibungshaftung stark ab'gebremst. Je nach Stärke der Reibungshaftung wird in vielen Fällen sofort eine weitere axiale Schlagbewegung des Werkzeuges völlig verhindert. Vielfach erreicht das Werkzeug das Sperrelement der Halteeinrichtung nicht mehr oder der Aufschlag auf dieses Sperrelement ist stark gedämpft. Außerdem verbleibt das Werkzeug ferner in erwünschter Weise zunächst in der erreichten vorderen Abfangposition, wobei die Schlagfunktion des Schlägers aufgehoben ist.

Unter diesen Voraussetzungen kann die den Hammer bedienende Person je nach den Erfordernissen der Arbeitssituation das Werkzeug früher oder später in seine normale Arbeitsposition zurückführen. Dies geschieht durch ein die Reibungshaftung zwischen der Anlagefläche der Manschette und der Mantelfläche des Werkzeugschaftes überwindendes, axiales Andrücken des Gerätes an den bearbeiteten Werkstoff bzw. an das bearbeitete Material.

Die Erfindung wird nicht berührt durch eine an sich bekannte Gestaltung und Lagerung einer Manschette bei einem Hammer der in Betracht gezogenen Art gemäß welcher die Manschette in einem Einstich des Werkzeuges axial fixiert ist. Ein solcher Einstich beeinträchtigt die Bruchfestigkeit des Werkzeuges. Dies umso mehr, als der Einstich relativ tief sein muß. TJm sicherzustellen, daß die Manschette beim Ausbrechen des Werkzeuges nach vorne mit Sicherheit vom Werkzeuglager abgezogen und vom Werkzeug

mitgenommen wird, sind bei Hemmung dieser Art auch ausreichende Vorkehrungen getroffen, um sicherzustellen, daß die axiale Fixierung der Manschette auf dem Werkzeug in jedem Falle stärker ist als ihr Abziehwiderstand vom Werkzeuglager.

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Zweckmäßigerweise entspricht der Abstand der Anschläge des Werkzeughalters der maximalen Amplitude des Werkzeuges oder ist etwas größer als diese Amplitude.

"Vorteilhafterweise ist die das Werkzeuglager umgreifende Lagerfläche der Manschette durch 'einen Innenflansch der Manschette gebildet, deren Axialbewegung durch Ringschultern des Werkzeuglagers begrenzt ist.

Weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Wachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Pig. 1 den längsgeschnittenen Hammer im Bereich seiner Werkzeuglagerung bei in Arbeitsposition befindlichem Werkzeug und

Fig.. 2 einen Ausschnitt aus l?ig. 2 bei außer Arbeitsstellung befindlichem Werkzeug.

Im Gehäuse 10 des Hammers ist ein Zylinder 11 angeordnet, in welchem ein frei fliegender Schläger 12 gelagert ist· Der Schläger kann von einem Kurbeltrieb (nicht dargestellt) über ein Luftkissen 31 oder mit Hilfe eines Preßluftaggregates in axiale Schwingungen versetzt werden, so daß er rhythmisch auf die Rückseite des Werkzeuges aufschlägt. Der Werkzeugschaft 13 ist von einem Werkzeuglager 15 aufgenommen, das mit'dem Gehäuse 10 fest verbunden ist. Dabei ist ein rückseitiger Sechskantabschnitt 18' des Werkzeugschaftes von einem Werkzeuglagerring 16 entsprechenden Profils aufgenommen, der mit Hilfe von elastischen O-Ringen 17 axial festgelegt ist. Die O-Einge sind einerseits an einem formschlüssig mit dem Gehäuse verbundenen Anschlagring 14 und andererseits an einer Ringschulter des Werkzeuglagers 15 widergelagert. Die Man-

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schette 22 aus elastischem Werkstoff umgreift mit einem Innenflansch 22' die Mantelfläche 45 des Werkzeugschaftes 18 und liegt unter Vorspannung auf dieser Mantelfläche auf. Eine Relativbexregung zwischen Werkzeug und Manschette ist nur unter Überwindung verhältnismäßig starker Reibungskräfte möglich. Die mit dem Werkzeuglager 15 zusammenarbeitende Lagerfläche 4-8 ist durch einen Innenflansch 22" der Manschette 22 gebildet. Die von der Schlagbewegung des Werkzeuges auf die Manschette übertragene Axialbewegung ist durch einen Bund I5¹ und eine Stirnfläche 24- bzw. 47 des Werkzeuglagers begrenzt.

Der Abstand zwischen dem Bund I5¹ und der Stirnfläche 24* entspricht der maximalen Amplitude oder ist größer als diese Amplitude.

Zwischen den beiden Flanschen 22' und 22'' weist die Wandung der Manschette eine Steifigkeit auf, die bei Überwindung der Reibungshaftung zwischen der Anlagefläche 45 der Manschette 22 und der Mantelfläche des Werkzeugschaftes 18 keine Verformung zuläßt, welche die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Manschette nennenswert beeinträchtigt.

Eine staubdichte Verbindung zwischen Manschette und Werkzeuglager I5 ist durch eine Ringlippe 22''' sichergestellt, die unter Vorspannung an der Stirnfläche 24 des Werkzeuglagers 15 anliegt. Eine solche Staubsicherung kann auch dadurch erreicht sein, daß die Ringlippe an einer Mantelfläche des Werkzeuglagers verschieblich anliegt (nicht gezeichnet).

Die Manschette weist einen auf dem Werkzeuglager aufliegenden Zentriersitz auf. Durch diesen Zentriersitz wird die jeweilige Position der Manschette auch im vorderen Bereich stabilisiert, so daß das Einführen des

* abzüglich der Stärke des Innenflansches 22' ·

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Werkzeuges erleichtert ist. In Arbeitsposition des Werkzeuges liegt der Flansch 22* an der Stirnfläche des Werkzeuglagers 15 an.

Der zwischen den Anschlägen 15' und 24- bzw. 4-7 des Werkzeuglagers 15 gefangene Innenflansch 22" der Hanschette 22 gegen ein Abziehen in Richtung Werkzeug sperrende Anschlag 15' weist eine radial verlaufende Sperrfläche auf. Diese radial verlaufende Sperrfläche stellt sicher, daß beim Ausbrechen des Werkzeuges nach vorne die Manschette sicher auf dem Werkzeuglager gefangen bleibt.

Der die Mantelfläche des Werkzeugschaftes 18 umgreifende Innenflansch 22' der Manschette 22 liegt an einer Stirnfläche 47 des Werkzeuglagers I5 vibrierend an. Die Vibration entspricht der axialen Schlagbewegung des Werkzeuges.

Der Bremsweg des nach vorne ausbrechenden Werkzeuges, auf dem die Anlagefläche 4-5 des Innenflansches 22' der Manschette 22 auf die Hantelfläche des Werkzeugschaftes bremsend einwirkt, ist relativ groß. Der Bremsweg wird begrenzt durch Sperrelemente oder durch eine im Werkzeuglager 15 schwenkbar gelagerte, bügelartig gestaltete Haltefeder 19» deren Biigelsteg 19' ' ' sich in einem verhältnismäßig großen Abstand vom Flansch 22' der Hanschette 22 befindet. Der Abstand entspricht etwa dem zehn- bis fünfzehnfachen des axialen Bewegungsspieles der Manschette beim Betrieb. Die Anordnung einer Hanschette 22 zur Staubabdichtung sowie die federnde Lagerung den dem axialen Arbeitsdruck des schlagenden Werkzeuges ausgesetzten Werkzeuglagerrings mit Hilfe von O-Ringen 17 bedingen eine verstärkte Abdichtung des Zylinderraumes im Bereich der Werkzeuglagerung.

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Ist diese Abdichtung so stark, dass auch unter grossem Überdruck stehende Luft nicht nit ausreichender Geschwindigkeit aus dein vor dem Schlagkolben liegenden Zylinderraum über die Werkzeuglagerung entxref-chen kann, so "besteht die Gefahr eines unerwünschten Rückpralles des nach vorne ausbrechenden, d.h. dan Ein- und Ausströmloch 25 bzw. die Ein- und Ausströiilöcher 25 überfahrenden und sodann auf ein Luftpolster auflaufenden Schlagkolbens 12. Der Querschnitt aller Öffnungen "bzw. I*ugen. vor den Aus- und Einströmloch 25 "bzw. den Ein- und Ausströmlöchern 25 im Bereich der Werkzeuglagerung ist daher so bemessen, dass der ausbrechende Schlagkolben von einem sich ausreichend rasch abbauenden Luftpolster bis zum Anschlag an der Werlrzeuglagerung 16 des Werkzeuges bremsbar ist. Zu diesem Sweck ist ^ra? dem Ein- und Ausströmloch 25 bzw. den E5.n- und Ausr,tröialöc7iern 25 wenigstens eine Bohrung 27 vorgesehen. Die Bohrung ist an der Hinterkante des axial geschlitzten Fangringes 13 im Zylinder 11 angeordnet und mündet in einer durch eine !Tut im Zylinder 11 gebildeten Ringkammer 29· Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Luft vor dem bereits in Bereich des langringes gleitenden Schlagkolben über die Arrialschlitze des ITangringes und die Ringkammer zu der Bohrung 27 gelangen kann.

Während des normalen Betriebes ist durch das Ein- bzw. Ausströmloch 25 bzw. die Ein·- und Ausströmlöcher 25 sichergestellt, dass der Schläger auf seinem Weg in bzw. aus Schlagposition nicht durch Druck oder Sog in Zylinderraum gebremst wird. Bricht der Schläger 12 nach vorne aus, weil z.B. das Werkzeug durch besondere UhstlVnde e^rtrem weit nach vorne verschoben ist, so wird der Schläger bis zu seinem Anschlag an der Werkzeuglagerung des Werkzeuges oder bis zum Anschlag an dem nach vorne verschobenen Werkzeug 18 durch den 3?angring 1Jv und/oder durch ein sich abbauendes Luftpolster in erwünschter Weise abgebremst.

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Claims (1)

1. 2 5110 4b

   Λ Lr ic, 4 J

   naohqereichtI

   25. Febr. 1975

   Patentansprüche

   1. Von Hand fahrbarer Schlag- oder Bohrschlaghammer (Hammer) mit einem in einem Werkzeuglager begrenzt axial verschieblich aufgenommenen Schlag- oder Bohrschlagwerkzeug (Werkzeug), dem mit Hilfe eines in einem Zylinder infolge von Luftdruckschwankungen hin- und herschwingenden Schlägers mitteIbir oder unmittelbar rhythmische axiale Schläge erteilt werden, wobei eine die Werkzeugaufnahme oder das Werkzeuglager vor Staub und dergleichen schützende Manschette aus elastischem Werkstoff einerseits mit dem Werkzeuglager und andererseits mit dem Werkzeug dichtend zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die einstichfreie Mantelfläche des Werkzeugschaftes (18) von einer vorgespannten, auf dieser Mantelfläche axial verschieblichen Anlagefläche (45) der hülsenförmigen Manschette (22) mit !Reibungshaftung umgriffen ist und daß die lichte Weite der mit dem Werkzeuglager (15) zusammenarbeitenden Anlagefläche (48) der Manschette so bemessen ist, daß nur eine geringe oder keine Reibungshaftung vorliegt, wobei die durch die axiale Schlagbewegung des Werkzeuges auf die Manschette (22) übertragene Axialbewegung durch Anschläge (15'» 24 bzw. 47) des Werkzeuglagers (15) begrenzt ist, zwischen denen wenigstens ein Flansch (22¹, 22") der Manschette (22) gefangen ist.

   2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Anschläge (15', 24)" so groß oder größer ist wie die maximale Schlagamplitude des Werkzeuges.

   "* abzüglich der Stärke des Innenflansches 22' '

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   9 2 5110 4b

   3. Hammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Werkzeugschaft (18) bzw. mit dem Werkzeughalter (15) zusammenarbeitenden Anlageflächen (45 bzw.48) der Manschette (22) durch Innenflansche (22'; 22' ') dieser Manschette und die Anschläge (15'bzw. 24 oder 47) durch Ringschultern des Werkzeuglagers (15) gebildet sind.

   4. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Manschette (22) zwischen den Innenflanschen (22', 22") eine Steifigkeit aufweist, die bei Überwindung der Reibungshaftung der Anlagefläche

   (45) keine die Relativbewegung zwischen Werkzeugschaft (18) und Manschette (22) nennenswert beeinträchtigende Verformung dieser Wandung zuläßt.

   5· Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Innenflansch (22") gegenüber dem Werkzeuglager (I5) abdichtende Ringlippe (22^(l1) der Manschette (22) vorgesehen ist.

   6. Hammer nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Hinglippe (22¹¹¹) unter Vorspannung a.n einer, senkrecht zur Werkzeugachse verlaufenden Stirnfläche (24) des Werkzeuglagers (15) anliegt.

   7· Hammer nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Ringlippe (22''') a.n einer koaxial zum Werkzeug liegenden Mantelfläche des Werkzeuglagers (15) verschieblich und dichtend anliegt (nicht gezeichnet).

   8. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß die Manschette (22) einen auf dem Werkzeuglager (I5) aufliegenden Zentriersitz

   (46) aufweist.

   9. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Anschlägen (15*5 bzw. 47) gefangene Innenflansch (22") der Manschette (22) gegen ein Abziehen in Richtung Werkzeug sperrende Anschlag (15') eine radial verlaufende Sperrfläche aufweist.

   10. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Mantelfläche des Werkzeugschaftes (18)umgreifende Innenflansch (22') der Manschette (22) an einer Stirnfläche (47) des Werkzeuglagers (15) vibrierend anliegt.

   11. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im Werkzeuglager schwenkbar gelagerte, bügelartig gestaltete Haltefeder (19)» deren den Bremsweg des nach vorne ausbrechenden Werkzeuges begrenzender Bügelsteg (19¹¹¹) sich in einem Abstand von einem Flansch (22') der Manschette (22) befindet, der etwa dem zehn- bis fünfzehnfachen·des axialen Bewegungsspieles der Manschette bei Betrieb

   ■ entspricht.

   12. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (16) rotierbar ist.

   13. Hammer nach einen der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch oine derartige Bemessung des Querschnittes aller Öffnungen bzvr. Fugen in Bereich der Werkzeuglagerung vor den Aus- bzw. Einströmloch, dass der ausbrechende Schläger (12) nach Überfahren des Ein- und Ausströmloches (25) bzw. der Ein- und'Ausströmlöcher (25) von einem sich abbauenden Luftpolster bis zum Anschlag an der Aufnahme (16) des Werkzeuges (18) bremsbar ist.

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   . Hammer nach Anspruch 13 j dadurch Gekennzeichnet, dass vor dem Ein- und Ausströmloch (25) "bzw. den Ein- und
   Ausströmlöehern (25) wenigstens eine Öffnung (27) vor gesehen ist.

   15« Hammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (27) an der Hinterkante eines axial geschlitzten ITangringes (13) im Zylinder (11.) angeordnet ist.

   16. Hammer nach Anspruch 15 ₅ dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Längsschlitze des Fangringes (13) eine durch eine !Tut im Zylinder gebildete Ringkammer (29)
   vorgesehen ist.

   17· Hammer nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (27) in die Ringkammer (29) mündet.

   b Ü 9 H 'Λ μ / υ h 1 0

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