DE2538896C3 - Schlaggerät, insbesondere Bohrhammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schlaggerät, insbesondere Bohrhammer, bei dem in einem Führungszylinder zwischen einem axial freibeweglichen Hammerbär und dem Antriebskolben eines Kurbeltriebes ein Luftraum vorgesehen ist, der über im Führungszylinder ausgebildeten Bohrungen sowie von diesen wegführenden Kanälen mit im Takt des Kurbeltriebes umlaufenden und damit den Luftein- und -austritt regulierenden Steuerorganen verbunden ist. Eine der unabdingbaren, für eine einwandfreie und störungsfreie Funktion wichtige Voraussetzung besteht bei solchen Geräten darin, daß das Medium im Luftraum so beeinflußbar ist, daß beim Vorlauf des Kolbens und dabei u. U. auftretenden harten Schlägen des Hammerbärs gegen das Werkzeug die Schlagwirkung gedämpft bzw. weitgehend absorbiert wird; beim Rücklauf des Kolbens hingegen der Hammerbär dem Kolben dicht folgend nachzulaufen vermag, stets jedoch so, daß ein Aufschlag bei Bewegungsumkehr vermieden wird. Man will damit erreichen, daß das Gerät als solches von Schlägen und Stößen mit Sicherheit verschont bleibt, womit zum einen dessen Betriebssicherheit und Lebensdauer erhöht und zum andern die Bedienungsperson von unangenehmen oder gar gesundheitsschädlichen Vibrationen geschützt wird. Immer war man schon bestrebt, die Schlagqualität eines Geräts bei harten ebenso wie bei weichen, vom Hammerbär ausgehenden Schlägen zu gewährleisten sowie eine Verringerung der Abmessungen und daraus resultierend, bei gleichbleibendem Leistungsvermögen des Geräts eine Herabsetzung seines Eigengewichts zu erzielen.

Schlaggeräte bzw. Bohrhämmer der vorerwähnten Gattung sind an sich bekannt. Auch ein solches Gerät ist bereits aus der DE-AS 11 96 608 bekannt, bei dem der Führungszylinder gleichzeitig Übertragungsglied für den Rotationsantrieb des Schlagwerkzeugs ist und wobei der Luftraum zwischen Hammerbär und Antriebskolben über gering dimensionierte Öffnungen im Zylinder mit der Atmosphäre unmittelbar in Verbindung steht. Es ist nach der DE-AS 10 57 028 auch schon ein Schlaggerät bekannt, bei dem zwischen dem im freibeweglichen Hammerbär und dem an einem Kurbeltrieb angelenkten Antriebsorgan für den Bär ein Luftraum angeordnet ist, der zum Druckausgleich mit

ίο dem Hammerinnenraum verbindbar ist

Generell ist bereits ein Schlaggerät bekannt, bei welchem die Steuerung des Luftdrucks im Luftraum mittels Nocken oder ähnlich ausgeführten Vorrichtungen über Bohrungen direkt an dem feststehenden Führungszylinder erfolgt Bei diesem Gerät wird zwar durch die Art der Luftsteuerung eine Verbesserung gegenüber den zuvor erwähnten Schlaggeräten erreicht, jedoch haften auch ihm wesentliche Nachteile an. So muß beispielsweise die Steuerung des Taktes über ein aufwendiges, eine Steuerwelle einschließendes Getriebe bis an die Öffnungen direkt an den Zylinder herangeführt werden. Dies wiederum setzt voraus, daß die Anzahl der Steueröffnungen am Nockenumfang exakt auf die Getriebeuntersetzung von Kurbelwelle zu Steuerwelle abgestimmt sein muß. Außerdem können nur ganzzahlige Untersetzungen, beispielsweise mit einem Unter- bzw. Übersetzungsverhältnis von Ü = 3:1; 5:1 ·, 6:1 etc. Anwendung finden. Je größer das Untersetzungsverhältnis gewählt wird, um so höher sind

ju der Schwierigkeitsgrad und die Anforderungen, die hinsichtlich Beschaffenheit der Nockenscheiben sich stellen. Bereits geringfügige Abweichen bzw. Fehler in der Teilung können sich erfahrungsgemäß nachteilig auf den Funktionsablauf der Luftsteuerung des Geräts auswirken. Demgegenüber sind nichtganzzahlige Untersetzungen im Verhältnis von beispielsweise Ü = 3,3:1; 4,25:1; 6,55:1 etc., welche in der Getriebetechnik ihrer gleichmäßigeren Zahnbelastung wegen erwünscht und angestrebt werden, hier aus dem o. a.

Grund nicht anwendbar. Auch läßt sich hierbei der Einbau von Rutschkupplungen, Getriebeumschaltungen oder sonstigen Mitteln der Getriebetechnik zwischen Kurbelwelle und Nocken nicht verwirklichen, da sonst der exakte und unabdingbare Gleichtakt von Luftein- und -auslaß der Luftsteuerung und Kurbelumlauf gestört oder gar unterbrochen würde.

Bekannt ist nach der US-PS 20 70 552 auch schon ein Schlaghammer der eingangs erwähnten Gattung, dessen Luftsteuerorgane von einem Wellenteil der dem

so Antrieb des Kolbens dienenden Kurbelwelle gebildet werden, wobei sich der Luftein- und -austritt in und aus dem Luftraum des Zylinders über Kanäle vollzieht, die in einzelne, das Gehäuse des Geräts bildende, durch Verschraubung zu einem Ganzen zusammengefügte Teile eingearbeitet sind. Wenngleich bei diesem bekannten Gerät die Luftsteuerorgane ihren Antrieb unmittelbar vom Kurbeltrieb erhalten und somit aufwendige und raumbeanspruchende Getriebeteile zur Heranführung der Antriebskraft an im Bereich der Zylinderwand angeordneten Steuerorganen vermieden werden konnten, so muß als nachteilig dennoch in Betracht gezogen werden, daß ζ. Β. Einrichtungen, mit Hilfe derer eine Aktivierung des Luftraums im Sinne einer zusätzlichen Beeinflussung des Druckmaximums bzw. Druckminimums bei Zu- bzw. Abführung des im Zylinder vorhandenen Luftvolumens mit dem Ziel, eine Steigerung der Schlagleistung bei gleichzeitiger Reduzierung des Gewichts des Geräts herbeizuführen, wenn

Oberhaupt, nur mit unverhältnismäßig hohem baulichem Aufwand einbringbar sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannten Schlag- und/oder Bohrhammer zu verbessern und zu vervollkommnen, d. h. ein solch js Gerät zu schaffen, das sich bei relativ geringem Eigengewicht durch eine hohe Schlagieistung und Effektivität im Einsatz auszeichnet

Zur Lösung dieses Problems wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Steuerorgane auf der Kurbelwelle des Kiirbeltriebs einstellbar angebracht und mit der Welle auf Drehmitnahme verbunden sind, und daß die den Luftstrom führenden Kanäle als Leitungen ausgeführt und in diesen, der Erhöhung und/oder Reduzierung des Oberdrucks im Luftraum dienende Zwischenglieder angeordnet sind. Durch die Kombination von direkt mit der Kurbelantriebswelle umlaufenden, vermittels geringfügiger Winkelverschiebung auf einiache Weise dem Kurbeltakt anpaßbaren Steuerorganen mit jenen, die vorerwähnten Regeleigenschaften aufweisenden Zwischengliedern ist erstmals ermöglicht worden, sowohl den Zeitpunkt des Druckmaximums bzw. des Druckminimums im Luftraum des Zylinders ebenso exakt zu steuern wie den Zeitbedarf für Anstieg und Abfall des Drucks im Luftraum, womit im Ergebnis wiederum eine nennenswerte Steigerung der Schlagleistung bzw. Erhöhung der Effektivität des Geräts im Einsatz erzielt werden konnte. Dies insofern, als aufgrund der vorgenannten Wirkungen, d.h. der erzielten Steigerung des Drucks und des Vakuums im Luftraum bei gleicher Leistung eine Verkürzung des Schlagweges, d. h. des Hubwegs des Kolbens erreicht werden konnte.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird femer vorgeschlagen, daß als Zwischenglieder Druckverstärker bzw. Druckminderer dienen. Zum Zwecke der Gewährleistung eines problemlosen Einbaus solcher Organe ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß die Luftführungsleitungen aus biegsamem Material gefertigt sind. Darüber hinaus kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zur Herabsetzung der Störanfälligkeit des Geräts vorgesehen sein, daß über die der Luftführung dienenden Leitungen noch v/eitere Medien, wie Schmieröl, dem Zylinderraum zugeführt bzw. Staub od. dgl. von diesem abgeführt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung ersichtlich. Es zeigt

F i g. 1 das Schlag- und Bohrgerät im Längsschnitt,

F i g. 2 einen Querschnitt durch eines der Luftsteuerorgane incl. Luftführungsleitung zu einem fest eingebauten Zylinder,

F i g. 3a einen Querschnitt durch einen mit öffnungen versehenen rotierenden Zylinder im Bereich der Anordnung einer den Zylinder umgreifenden Luftführungsleitung und

F i g. 3b einen andeutungsweisen Längsschnitt durch einen rotierend angeordneten Zylinder gemäß Darstellung in F i g. 3a.

Gemäß dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind direkt an der Kurbelwelle bzw. an sonstigen, den Kolben 10 antreibenden Gliedern Steuerorgane 3 und 4 vorgesehen, welche im Takt des Kurbeltriebs die Luftführung von und zu dem Zylinder 12 über beliebige Leitungen, zweckmäßig geformte Leitungen 1 und 2 bewirken. Die Leitungen können sowohl nach Querschnitt dem gewünschten Zweck angepaßt als auch nach Formbarkeit, z. B. starr oder elastisch, variabel gestaltet sein. Außerdem können diese Leitungen mit diversen Zwischengliedern, z. B. Windkessel, Druckverstärker oder Druckverminderer etc, versehen werden. Durch die Kombination von Steuerorganen im direkten Takt mit der Kolbenantriebswelle, kombiniert mit speziellen Regeleigenschaften im Zuge der Leitungsführung, ist es möglich, sowohl den Zeitpunkt des Druckmaximums bzw. Druckminimums im Luftraum des Zylinders ebenso exakt zu steuern wie die Art des zeitlichen Anstiegs bzw. Abfall des Drucks im Luftraum. Die an der Kurbelwelle z. B. angebrachten Steuerorgane können sowohl durch Winkelverschiebung eine zeitliche Versetzung des Druckverlaufs als auch durch die Art der Formung der Steuerorgane den Verlauf des Druckanstiegs bzw. -abfalls steuern.

Wie aus dem in F i g. 2 dargestellten schematischen Beispiel ersichtlich, genügt bei dieser erfindungsgemäßen Steuerung des Luftführungstaktes eine einzige öffnung auf dem Umfang der Steuerungsscheibe. Dieser Steuerungsteil ist deshalb gegenüber bisher bekannten wesentlich einfacher herzustellen und einzustellen. Außerdem entfällt der genannte Aufwand für Getriebe und Steuerwelle.

Bei rotierendem Zylinder kann, wie beispielsweise in Fig.3a und 3b dargestellt, zusätzlich je Leitung eine Manschette mit Ringkanal um den Zylinder 12 gelegt werden. Über mehrere am Umfang des Zylinders 12 verteilte Bohrungen wird die Luft vom Steuergerät 3 über die Leitung 2 und den Ringkanal 17 der Manschette 18 in oder aus dem Luftraum 8 geleitet Analog kann bei z. B. längsbeweglichem Führungszylinder zum Zwecke weiterer Dämpfung von Schlagen die Luft zu- bzw. abgeführt werden über eine längs am Zylinder aufgelegte Manschette, oder aber durch beweglich gestaltete Leitungen, die, wie in F i g. 2 gezeigt, am Zylinder 12 direkt angeschlossen werden. Eine solche Anordnung ließe sich auch bei einer Kombination von Zylinder mit dem Bären, wobei der Zylinder gleichzeitig als Bär dient, anwenden.

Darüber hinaus kann durch die in die Zu- und Ableitungen einfügbaren Elemente, wie sie in Fig. 1 schematisch angedeutet und mit 5 und 6 bezeichnet sind, sowohl der zeitliche Druckverlauf grob bis feinfühlig gesteuert werden. Ebenso kann mit diesen Elementen die Höhe des Druckanstiegs bzw. die Tiefe des Vakuums aktiv beeinflußt werden. Dies kann in Ausführung des Erfindungsgedankens z. B. dadurch geschehen, daß durch elastische Zwischenstücke in der Leitung 2 bzw. 3 der Druckanstieg bzw. Druckabfall gedämpft wird. Hierzu können in der Luftzufuhr auf dem Prinzip des Blasebalgs beruhende oder aber durch Nocken im Takt der Kurbelwelle betätigte Zwischenglieder eingefügt und dadurch die Druckhöhe praktisch beliebig beeinflußt werden. Das gleiche ist umgekehrt analog für die Druckverminderung, beispielsweise durch umgekehrt gesteuerte Druckverminderer möglich. Durch die Art der Nockensteuerung kann der Druckanstieg bzw. die Druckminderung praktisch beliebig zeitlich gesteuert werden, und zwar je nach Erfordernis z. B. eines harten Schlages oder eines weichen Schlages. Durch diese Art der Steuerung in den Luftleitungen ist aufgrund der damit bewirkten Steigerung des Drucks bzw. Steigerung des Vakuums bei gleicher Leistung eine Verkürzung des Schlagweges möglich. Denn das zur Sehlagsteuerung nötige Luftvolumen 8 kann bei gleicher W-rksamkeit wegen dieser aktiven Beeinflussungsmöglichkeiten wesentlich verkleinert werden. Das bedeutet bei z. B. gleichem Innendurchmesser des Führungszylinders eine

entsprechende Verkürzung des Hubwegs des Kolbens und des Bären. Dadurch kann u. a. auch die Auslenkung des Kurbelradius der Kurbelwelle eine Verringerung und damit auch die Belastung der Kugellager und sonstigen beweglichen Teile des Apparates eine nennenswerte Herabsetzung erfahren. Im Ergebnis wiederum wird damit eine wesentliche Erhöhung der Schlagzahl und somit Leistungssteigerung erreicht.

Die Leitungen können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch noch für die Zuführung z. B. von Schmieröl oder anderer Medien dienen, ebenso zum Abführen z.B. von Staub oder anderer Medien. Schließlich können in Ausgestaltung der Erfindung noch Leitungen am Führungszylinder angebracht werden, welche speziell der Zu- und/oder Abführung von Medien dienen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein aufwendiges Getriebe samt Steuerwelle und genau gearbeitete Steuernocken überflüssig werden. Die erforderlichen Steuerteile sind einfach herzustellen und einzustellen. Außerdem kam die > umsteuerung aktiv beeinflußt werden und dadurc! eine wesentliche Verminderung des Gewichts be gleicher Leistung erzielt werden. Durch die verbessert Steuerung wird der Schlagweg verkürzt und dadurcl Kurbel und bewegte Teile entlastet und die Betriebssi cherheit erhöht. Schließlich ermöglicht die erfindimgs gemäße Steuerung eine feinfühlige Einstellung dei gewünschten Schiagstärke ohne Zusatzteile.

ίο Die F.insatzmüglichkeiten eines mit den erfindungsge mäßen Merkmalen ausgestatteten Schlag- und Bohr hammers sind keineswegs auf Arbeiten, wie z. B. Durchtn<J Aufbrucharbeiten von Beton od. dgl. beschränkt wozu an sich die hin- und hergehende Bewegung de:

Werkieugs schon ausreichend ist. Vielmehr äst da; Gerät unter Ausnutzung seines vollen Leistungsvenriö gens prinzipiell auch dort anwendbar, wo es, wie z. B. in Steinbruch, in Hoch- und Tiefbauten usw., darum geht Bohrungen in Stein, Beton oder ähnlich feste Materia lien einzutreiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schlaggerät, insbesondere Bohrhammer, bei dem in einem Führungszylinder zwischen einem axial freibeweglichen Hammerbär und dem Antriebskolben eines Kurbeltriebs ein Luftraum vorgesehen ist, der über im Führungszylinder ausgebildeten Bohrungen mit im Takt des Kurbeltriebes umlaufenden und damit den Luftein- und -austritt regulierenden Steuerorganen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerorgane (3 und 4) auf der Kurbelwelle des Kurbeltriebes einstellbar angebracht und mit der Welle auf Drehmitnahme verbunden sind, und daß die den Luftstrom führenden Kanäle als Leitungen (1 und 2) ausgeführt und in diesen, der Erhöhung und/oder Reduzierung des Überdrucks im Luftraum dienende Zwischenglieder (5 bzw. 6) angeordnet sind.

2. Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenglieder (5 und 6) Druckverstärker bzw. Druckminderer dienen.

3. Schlaggerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungsleitungen (1 und 2) aus biegsamem Material gefertigt sind.

4. Schlaggerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die der Luftführung dienenden Leitungen (1 und 2) noch weitere Medien, wie Schmieröl od. dgl., dem Zylinderraum zugeführt bzw. Staub od. dgl. von diesem abgeführt werden.