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Pneuiatischer Hammer
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Es sind pneuiatische Bohrhäner bekannt, bei denen in einer rotierenden
Zylinderbüchse Antriebs- und Schlagelemente in Form eines motorbetätigten Antriebskolbens
und eines freifliegenden Schlagkörpers untergebracht sind, wobei letzterer über
Luft als Eoppel- und Puffermedium in eine Hin- und Herbewegung versetzt wird und
die Steuerung des Schlagkörpers über eine in der Zylinderwandung im Bereich des
pneumatischen Puffers vorgesehene Lüftungsöffnung erfolgt. Die rotierende Zylinderbüchse
dient dabei gleichzeitig zum Antrieb des Werkzeughalters, welcher an dieser über
ein Einsatzstück befestigt ist (DT-AS 1 427 747). Infolge der Relativ-Bewegung der
rotierenden Zylinderbüchse zum sich lediglich axial bewegenden Antriebskolben sowie
zum Schlagkörper tritt einerseits
ein erhöhter Verschleiß der relativ
zueinander bewegten Teile auf und zum andern ergeben sich Dichtungsprobleme, da
für eine Rotation des Kolbens relativ zu den sich axial bewegenden Antriebs- und
Schlagelementen ein hinreichender Spielraum vorzusehen ist. Schließlich wird der
Wirkungsgrad des Bohrhammers aufgrund erhöhter Reibungsverluste im Schlagmechanismus
beeinträchtigt. Die Folge einer nachlassenden Abdichtung zwischen der Innenwandung
der Zylinderbüchse und der mit dieser in Berührung stehenden Teile des Antriebskolbens
und Schlagkörpers ist die, daß durch die in der Zylinderbüchse im Bereich der Pufferzone
angebrachte Iuftungsöffnung zwischen zwei Arbeitshüben nicht mehr genügend Luft
nachströmen kann, um die Leckverluste zu decken. Dadurch vermindert sich die Schlagwirkung
des Hammers, außerdem kann es zu einem iinerwünschten Auftreffen des Schlagkörpers
auf den Antrlebskolben koaen, wodurch das Schlagsystem beschädigt oder gar zerstört
wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen BohrhaDxer zu schaffen,
bei dem die-geschilderten Nachteile vermieden sind und der hinsichtlich Betriebssicherheit,
Schlagwirkung und Wirkungsgrad vergleichsweise günstigere Voraussetzungen aufweist
und darüber hinaus eine ökonomische Bauweis ermöglicht.
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Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die den Antriebskolben
und den freifliegenden Schlagkörper aufnehmende Zylinderbüchse fest angeordnet und
als Antriebswelle für den Werkzeughalter eine die feststehende Zylinderbüchse umgebende,
von dem den Antriebskolben betätigenden Motor zn6etriebene Hohlwelle vorgesehen
ist. Neben den eingangs bereits aufgezeigten Vorteilen ermöglicht diese Maßnahme
einen Verzicht
auf eine besondere, im Abstand zur Zylinderbüchse
verlaufende Vorgelegewelle, einschließlich der zugehörigen Lager und sonstigen Teile,
wie sie herkömmlicherweise für den Antrieb einer Spindelhülse benutzt und benötigt
werden.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, die
Lüftungsöffnung in der Zylinderbüchse in eine abgeschlossene rammer münden zu lassen
und die Wandung der Hohlwelle zugleich wenigstens als einen Teil der Eammer-Begrenzungswandung
zu verwenden. Durch die Bildung eines geschlossenen Kammersystems, das in kommunizierender
Verbindung mit der oder den im Bereich der Pufferzone in der feststehenden Zylinderbüchse
angebrachten Lüftungsöffnungen steht sowie weitere in der Zylinderbüchse oder dieser
benachbart vorgesehene für einen einwandfreien Betrieb erforderliche Luftaus- und
Eintrittsbohrungen umgibt, läßt sich insbesondere dann eine optimale Haiierwirkung
erzielen, wenn die Lüftungsöffnung im Pufferbereich einen hinreichenden Abstand
vom Bereich der vorderen Totpunktlage des Antriebskolbens besitzt. Es besteht andererseits
auch die Möglichkeit, zwischen Hohlwelle und Zylinderbüchse nur einen geringfügigen
Abstand zu belassen und die Zylindermantelfläche der Hohlwelle mit Buftöffnungen
zu versehen, welche mit denjenigen der Zylinderbüchse so korrespondieren, daß ein
einwandfreier Hammer- und/oder Bohrbetrieb ermöglicht wird. In diesem Falle ist
es vorteilhaft, wenn der die Hohlwelle umgebend Raum in Verbindung mit der atmosphärischen
Außenluft steht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hohlwelle in ihrem
antriebsseitigen Endbereich mit einem Zahnrad versehen oder mit einer Verzahnung
ausgestattet, das mit einem
Antriebszahnrad im Eingriff steht, welches
auf einer Zwischenwelle angeordnet ist, die vom Antriebsmotor gegebenenfalls unter
Zwischenschaltung einer Getriebestufe. in Drehung versetzt wird.
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Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht, noch näher erläutert.
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Es zeigen: Fig.1 einen Teillängsschnitt durch einen nach der Erfindung
konzipierten Bohrhammer, Fig.2 2 einen Ausschnitt der Kupplung Hohlwelle-Spindelhülse,
Fig.3 eine Draufsicht auf den Bohrbaiaer.
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Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, erfolgt der Antrieb des Arbeitskolbens
1 über ein am Xolbenbolzen 2 angreifendes Pleuel 3, in dessen rückwärtiges Lager
4 der Exzenterzapfen 5 einer Kurbel 6 eingreift, deren Welle 7 mit der Abtriebswelle
des nicht dargestellten Antriebsmotors gekuppelt ist.
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Dem Arbeitskolben 1 ist eine feststehende Zylinderbüchse 8 zugeordnet,
in welcher auch der Schlagkörper 9 frei beweglich untergebracht ist. Antriebskolben
und Schlagkörper stehen dabei über die pneumatische Pufferzone 10 in Wechselwirkung,
derart, daß der Schlagkörper nach seinem Aufprall auf einen den Schaft 11 eines
Werkzeugs bzw. einer Werkzeughalterung beaufschlagenden Döppers 12 der Riickwärtsbewegung
des Antriebskolbens verzögert folgt und seine Bewegungsrichtung
erst
wieder umkehrt, wenn die Luft in der Pufferzone 10 mit fortschreitenden arbeitshub
des Antriebskolbens so stark komprimiert ist, daß der auf den Schlagkörper einwirkende
Druck diesen in Richtung auf den Werkzeugschaft zu beschleunigt.
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Die Zylinderbüchse 8 ist von einer Hohlwelle 13 konzentrisch ungebon,
welche an ihren antriebsseitigen Ende ein Kegelrad 14 aufweist, das iit einem auf
einer Zwischenwelle 15 angeordneten Antriebskegelrad 16 im Eingriff steht, welches
über ein Zwischenzahnrad 17 mit einem auf der Antriebswelle 18 des nicht dargestellten
Motors angebrachten Zahnrad 19 känt.
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Die Hohlwelle 13 ist auf der Zylinderbüchse 8 mittels Fadel-oder kugellager
20 einfach oder mehrfach drehbar gelagert und stützt sich über ein entsprechendes
Lager 21 am Gehäusemantel 22 ab.
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Die Zylindorbüchse 8 ist von der gegebenenfalls mit Buftasgleichs-
bzw. -durchtrittsöffnungen 26 versehenen Hohlwelle 1' unter Belassung eines Zwischenrauis
in Form einer Kammer 24 umgeben, welche im Falle vorhandener Luftausgleichsöffnungen
23 mit dem an die Hohlwelle 13 angrenzenden Raum 25 in konmunisierender Verbindung
steht. Die Eamaer 24 und/oder der Raum 25 können durch geeignete Maßnahmen gegen
die übrigen Teile des Bohrhaiaers abgeschlossen sein, derart, daß ein Luftaustausch
ilt der atmosphärischen Außenluft sowie mit dem die komplette oder wenigstens teilweise
Getriebeanordnung enthaltenden Bereich des Bohrhaners unterbunden ist. Damit ist
u.a.
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auch sichergestellt, daß keine nennenswerten Schaiernittelverluste
auftreten. Es ist Jedoch ohne weiteres auch möglich,
in Bedarfsfalle
die Kammer 24 und/oder den Raun 25 der atmosphärischen Außenluft zugänglich zu rachen.
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in der Zylinderwandung sind Luftöffnungen 23 und 27 vorgesehen, welche
eine Strömungsverbindung von der Pufferzone 10 zu der Kammer 24 vom Schlagkörper
gesteuert freigeben. Dabei kann in der Zeit, während welcher die Lüftungsöffnung
27 vom Schlagkörper 9 nicht bedeckt ist, durch diese Offnung Luft aus der Kammer
24 aus- oder in diese eintreten, je nachdem, ob der intriebgkolben gerade einen
Kompressionshub oder einen Entspannungshub (Rückwärtshub) ausfuhrt. Die in Zylinder
im Bereich der Pufferzone angebrachte Lüftungsöffnung 27 ist in einem solchen Abstand
a von der vordersten Totpunktlage des Antriebskolbens bzw. in einem entsprechenden
Abstand b von der rückwärtigen Stirnfläche des Schlagkörpers, wenn sich dieser in
seiner Schlagposition befindet, angeordnet, daß die "Nachtankzeit" während der Rückwärtsbewegung
des Schlagkolbens so hinreichend bemessen ist, daß ein Aufprall des Schlagkörpers
auf den Antriebskolben mit Sicherheit vermieden ist und eine optimale Schlagwirkung
gewährleistet ist.
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Die Lüftungsöffnungen 23 werden im Falle der Schlagabschaltung wirksam.
Zu diesem Zweck wird entweder ein Werkzeug mit verkürztem Schaft in die Werkzeugaufnahme
eingefügt oder die Werkzeugaufnahme mit dem Werkzeug mittels einer Stellhülse gegen
tile Kraft einer Rückstellfeder so weit nach vorne in eine Arretierstellung gebracht,
daß sich der Schaft 28 des in der Hohlwelle 13 geführten Döppers 12 aus der Zylin&erbüchse
8 herausbewegen kann. Dadurch gelangt der Schlqkörper
9 so weit
nach vorne, daß die Lüftungsöffnungen 23 frei werden. Dies hat zur Folge, daß sich
im Zylinder kein Koapressionsdruck iehr aufbauen kann, so daß eine Hammerwirkung
unterbunden ist und das Werkzeug nur noch eine Rotationabewegung sisführt. Die im
Hammerbohrbetrieb vom Schlagkörper 9 verdrängte Luft gelangt durch die Ausnehmungen
29 einer an die Stirnseite des Zylinders 8 angrenzenden Zentrierscheibe 30 in die
Kammer 24, und von dieser dann während der Buckwärtsbewegung des Schlagkörpers aufgrund
des sich hierbei ausbildenden Unterdrucks wieder in den vorderen Bereich des Zylinders
und unterstützt somit die Rückwärtsbewegung des Schlagkörpers.
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Mit 31 ist eine Anlaufscheibe bezeichnet. Ein zwischen Zentrierscheibe
30 und Anlaufscheibe 31 vorgesehener 0-Ring 32 dient einerseits zur Dämpfung und
andererseits zur Abdichtung.
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Die Hohlwelle 13 ist bein Ausführungsbeispiel pit den Werkzeiighalter
in Form einer Spindelhülse 33 gekuppelt. Zu diese Zweck kann die Hohlwelle mit einer
Längsverzahnung (geilwellenprofil) versehen sein, welche mit einer korrespondierenden
Verzahnung der Spindelhülse in Eingriff steht. Als besonders vorteilhaft hat es
sich erwiesen, eine Sicherheitskupplung zwischen der Spindelhülse 33 und der Hohlwelle
13 anzubringen. Dadurch wird die Drehbewegung der Spindelhülse unterbunden, wenn
das Werkzeug klemmt.
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Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, kann die Sicherheitskupplung beispielsweise
durch eine Feder-Kugelanordnung 34,35 verwirklicht sein, wobei beispielsweise drei
as Umfang verteilt angebrachte
Kugeln 35 in form- und beanspruchungsmäßig
geeignete Ausnehmungen 36 in der Hohlwelle 13 eingreifen. Die zugehörigen Federn
34 sitzen in Bohrungen 37 der Spindeihülse 33. Die Sicherheitskupplung kann dabei
zweckmäßigerweise auch einstellbar ausgebildet sein.
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Die Spindelhülse 33 ist mittels Rollenlager 38 im feststehenden Werkzeugaufnahmeteil
40 des Hammers drehbar gelagert. Die Tellerfedern 41 und die Distanzscheibe 42 haben
dabei die Aufgabe, den Schlag zu dämpfen, der beim Beenden eines Bohrvorgangs vom
Schlagkörper 9 über die Anlaufscheibe 31 auf die das Werkzeug 43 aufnehmende Spindelhülse
33 ausgeübt wird.
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bus FIg.3 wird die handliche Bauweise des erfindungsgemäßen Haiiers
ebenfalls erkennbar.
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Auf den Döpper 12 kann gegebenenfalls auch verzichtet und dafür der
Schaft 11 des Werkzeugs bzw. Werkzeugträgers 43 entsprechend verlängert werden.
Um zu gewährleisten, daß erforderlichenfalls auch der antriebsseitige Bereich der
Klammern 24 und 25 am Luftaustausch bzw. Luftausgleich beteiligt ist, kann die Wandung
der Hohlwelle 13 und/oder der Zylinderbüchse 8 entlang ihrer den Lagern 20,21 benachbarten
Bereiche rit Durchgangsschlitzen oder dgl. versehen sein.
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Gegebenenfalls können solche Schlitze alternativ oder auch in den
Käfigen oder Ringen der Lager 20,21 vorgesehen sein.
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lurch geeignete Wahl der Ubersetzungsverhältnisse läßt sich m Bedarfsfall
ohne weiteres erreichen, daß die Drehzahl vief Hohlwelle von derjenigen der Exzenterwelle
7 abweicht.
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- Patentansprüche -
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