DE2702170C3 - Pneumatischer Bohrhammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Bohrhammer, mit einem Gehäuse, das einen zylindrischen Hohlraum aufweist, dessen eines Ende mit einer Ventilanordnung für das Arbeitsfluid und dessen anderes Ende mit einer Einsatzanordnung für einen Bohrmeißel versehen ist, mit einem im Hohlraum angeordneten freifHegenden Kolbsn, einem sich von der Ventilanordnung iii Axialrichtung nach vorn erstreckenden Element, das teilweise in einer axialen Bohrung des Kolbens aufgenommen ist, wobei der Hohlraum durch den Kolben ic eine erste, zwischen Kolben und Ventilanordnung angeordnete und eine zweite Kammer

ίο auf der der ersten Kammer gegenüberliegenden Seite des Kolbens unterteilt ist, mit einem ersten Fluidzuführungsweg durch die Ventilanordnung zur ersten Kammer, einem zweiten Fluidzuführungsweg durch die Ventilanord lung zu der zweiten Kammer, der wenigstens auf einem Teil seiner Länge durch das stabförmige Element und den Kolben geführt ist, einem ersten, der ersten Kammer zugeordneten Fluidabiaßweg, der bei Stellung des Kolbens in der Nähe der Einsatzanordnung für den Meißel offen ist, und mit einem zweiten, der zweiten Kammer zugeordneten Fluidabiaßweg.

Allgemein enthalten pneumatische Bohrhämmer ein hohles Stahlgehäuse oder einen Zylinder, in dem ein Kolben dazu bestimmt ist, hin- und herbewegt zu werden. Ein Ende des Zylinders ist mit einer

Ventilanordnung^bgeschlossen, durch die Druckluft der Endfläche des Kolbens zugeführt wird, während das

andere Ende mit einer Bohreinsatz-, Meißel-, oder anderen Werkzeuganordnung abgeschlossen ist

Bei einem solchen vorbekannten Bohrhammer

(US-PS 27 86 451) erstreckt sich ein erstes mittiges Rohr in der ersten Kammer in eine Kolbenbohrung auf der Seite des Lufteinlasses. Diese Bohrung geht durch den Kolben bis in die andere Kammer hindurch, wo ein Ventil einen Luftauslaß abschließen kann. Am Ventil ist eine Schraubenfeder befestigt, durch die ein zweites Rohr hindurchgeht, das mit dem Kolben verbunden ist Eine Schraubenfeder ist auch um das erste Rohr herum vorgesehen. Wenn Luft durch das erste Rohr durch den Kolben in die untere, d.h. vom Lufteinlaß entfernte Kammer eindringt, wird der Kolben angehoben, wodurch durch das zweite Rohr das Ventil geöffnet wird. Dadurch kann Luft aus dem Auslaß entweichen und in die erste Kammer eindringen, so daß der Kolben durch die Wirkung der oberen Feder um das erste Rohr herunter gedruckt wird. Dieser Hammer erfordert nicht nur ein besonderes Ventil im unteren Bereich, sondern zwei Federn.

Bei einem anderen vorbekannten Bohrhammer (US-PS 31 62 251) sind sogar zwei Ventile vorgesehen,

so wodurch der Aufbau noch komplizierter wird. Außerdem ist in der Patentschrift mehrfach darauf hingewiesen, daß der Bohrhammer mit einer inkompresiblen Flüssigkeit betrieben werden soll; er dürfte daher gar nicht als pneumatischer Bohrhammer zu verwenden sein.

Eine weitere Anordnung, um die Hin- und Herbewegung des Kolbens im Gehäuse zu bewirken, ist in dem südafrikanischen Patent 37/7904 der Anmelder beschrieben. Eine bevorzugte Ausführungsform ist dabei ein pneumatischer Bohrhammer der eingangs genannten Art Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Anordnung, die in der vollständigen Beschreibung des Patentes beschrieben ist, ist ein stabförmiges Element vorgesehen, daß sich von der Ventilanordnung durch das hohle Stahlgehäuse in eine Bohrung erstreckt, die im Kolben vorgesehen ist Dieses stabförmige Element erstreckt sich in longitudinal Richtung und schließt zwei Kanäle ein. von denen einer zum Einführen von

Druckluft von der Ventilanordnung durch den Kolben zu einer Kammer ausgebildet ist, die am unteren Ende des Kolbens oder in Richtung auf das untere Ende angeordnet ist Der aridere Kanal erstreckt sich von einer Kammer, die zwischen dem oberen Ende des Kolbens und der Ventilanordnung gebildet ist, zur Bohrung des Kolbens, wobei die Anordnung so ausgebildet ist, daß für besondere Stellungen des Kolbens relativ zum hohlen Stahlgehäuse Luft von dieser Kammer durch das stabförmige Element in die Bohrung des Kolbens abgelassen wird, von der sie in die Atmosphäre entweichen kann.

Dieser vorbekannte pneumatische Bohrhammer weist also in seinem stabförmigen Element zwei Kanäle auf, die durch dasselbe hindurch gehen, von denen ein Kanal Druckluft einer der Kammern zuführen soll, und von denen der andere Kanal Luft von der anderen Kammer in die Atmosphäre ablassen solL Obwohl, vom Standpunkt des Maschinenbaus ausgesehen, keine Schwierigkeiten auftreten, ein stabförmiges Element mit zwei Kanälen zu schaffen, so können doch die Herstellungskosten solcher pneumatischer Bohrhammer dadurch vermindert werden, daß auf einen der Kanäle im stabförmigen Element verzichtet wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen pneumatischen Bohrhammer zu schaffen, bei dem die Notwendigkeit von zwei longitudinalen Kanälen im stabförmigen Element auf einfache Weise vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das stabförmige Element als Rohr mit nur einer Axialbohrung ausgebildet ist und der der ersten Kammer zugeordnete erste Fluidablaßweg wenigstens auf einem Teil seiner Länge zwischen der Wand des Gehäuses und dem Kolben verläuft und für den Rest seiner Länge von einer Leitung gebildet wird, die im Kolben vorgesehen ist

Der Kolben kann einen abgestuften Abschnitt aufweisen, durch den der Durchlaß zwischen dem Kolben und der Wand des Gehäuses gebildet ist, der den einen Teil des ersten Fluidablaßweges bildet

Die Ventilanordnung kann ein Schlagventil enthalten. Ein solches Schlagventil kann dazu bestimmt sein, während des Arbeitens der Maschine den ersten Fluidzuführungsweg während wenigstens eines Teiles der Bewegung des Kolbens von seiner zweiten Stellung zu seiner ersten Stellung zu öffnen und den zweiten Fluidzuführungsweg wenigstens eines Teiles der Bewegung des Kolbens von seiner zweiten Stellung zu seiner ersten Stellung zu öffnen. E", kann vorgesehen sein, daß sich der Kolben zu einer dritten Stellung bewegen kann, in der er der Werkzeuganordr.ung benachbart ist und in der die Werkzeuganordnung in einer nicht operativen Stellung angeordnet ist Bei dieser dritten Stellung des Kolbens sind die ersten und zweiten Fluidzuführungswege und auch der erste Fluidentladungsweg zur Atmosphäre hin geöffnet

Weiter kann das Rohr in einer rückwärtigen, den abgestuften Abschnitt durchsetzenden Sackbohrung des Kolbens aufgenommen sein, welcher über eine Leitung Im Kolben mit dem Außenumfang des Kolbens im Bereich eines vorderen abgestuften Abschnitts in Verbindung steht der von einer unteren axialen Sackbohrung durchsetzt ist, die ihrerseits über eine Leitung im Kolben mit dem Außenumfang des Kolbens im Bereich des rückwärtigen abgestuften Abschnitts in Verbindung steht.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind

im folgenden nur beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einea Querschnitt durch eine Ausführungsform der pneumatischen Schlagbohrermaschine mit einer Meißeleinsatzanordnung in Arbeitsstellung des Meißels, wobei der Kolben die Meißeleinsatzordnung berührt;

Fig.2 einen Querschnitt durch die Achse des Kolbens von F i g. 1;

Fig.3 einen Querschnitt im rechten Winkel zum in Querschnitt von Fig.2 und durch die Achse des Kolbens; und

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Teil einer zweiten Ausführungsform der pneumatischen Schlagbohrmaschine.

Die in den F i g. 1 bis 3 gezeigte pneumatische Schlagbohrmaschine enthält ein hohles Gehäuse 1, das an seinen beiden Enden mit Innengewinden versehen ist An einem Ende des Gehäuses ist eine Meißeleinsatzanordnung befestigt Bei der in den beigefügten Zeichnungen gezeigte« Ausführungsform der Erfindung schließt diese Einsatzanordnung einen Mei£.-i 2 ein, dessen Herausziehen durch zwei Sicherungshalbiüge 3 verhindert wird. Diese Halbringe werden durch ein mit Gewinde versehenes Aufspannfutter bzw. eine Einspannvorrichtung 4, das in einen mit Gewinde versehend Endabschnitt des Gehäuses 1 eingreift in Stellung gehalten. Das obere Ende des Meißels ist als passender Schlagkopf 5 ausgebildet

Die Meißeleinsatzanordnung enthält auch eine Schaftlagerung 6, durch die ein abgestufter Abschnitt 7

des Kolbens 8 geführt wird. Wie aus den beigefügten

Zeichnungen ersichtlich ist ist die Schaftlagerung 6

abgestuft um gegen eine entsprechende innere

Abstufung 9 im Gehäuse anzuliegen, wenn die Spanneinrichtung 4 festgezogen wird.

Das andere Ende des Gehäuses 1 ist mit einem Gegenkopfstück 10 versehen, das in das Gehäuseende eingreift und dort festgeschraubt ist Das Gegenkopfstück ist mit einem federbelasteten Rückschlagventi? 11 versehen, das um einen herausragenden Schaft der Ventilkammer 12 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 11 ist dazu bestimmt, das Innere der Maschine automatisch abzuschließen, wenn diese nicht in Betrieb ist

Das Gehäuse ist an dem Ende innen abgestuft an dem es mit der Gegenkopfstückanordnung versehen ist, wobei die Stufe 13 an einer Stelle vorgesehen ist die innerhalb des mit Gewinde versehenen Abschnitts des Gehäuseendes liegt Gegen die Stufe 13 liegt ein so Ventilsitz 14 an, der zwei dadurchgehende Leitungen IS und 16 hat

Der Ventilsitz 14 ist mit einem Zentralrohr 17

versehen, das durch ein im Sitz vorgesehenes Loch hindurchgeht um sich in den Bereich des Gehäuses zu erstrecken. Ein Umfangsflansch 18 ist gegen das eine

Ende des Zentralronrs vorgesehen, so daß beim Festziehen des Gegenkopfstücks 10 im Gehäuseende

das Rohr 17 durch oie Ventilkammer 12 fest gegen den

Sitz 14 gehalten wird, während der Ventilsitz 14 fest

gegen die Stufe 13 des Gehäuses gedrückt wird.

Das Zentralrohr 17 umfaßt einen an einem Ende geschlossenen röhrenförmigen Abschnitt, eier eine Bohrung hat die sich von seinem einen Ende bis zum geschlossenen Ende erstreckt Ein Loch 19 ist durch die es Wand des Rohres 17 ?·ι einer Stelle gebohrt, die nahe dem hinteren Ende der Bohrung liegt Dieses Loch 19 ist mit der Leitung 15 im Ventilsitz 14 ausgerichtet und schafft die Verbindung zwischen dieser Leitung und

dem Inneren des Zentralrohrs 17.

Die Leitungen 15, 16 im Ventilsitz werden abwechselnd durch eine konventionelle Ventilanordnung 20 geöffnet, die drehbar auf einem Ende des Rohres 17 angebracht ist und, mit dem Ventilsitz 14, die > Ventilanordnung darstellt

Das Gehäuse ist mit einem Kolben 8 versehen, der mit axialen Sackbohrungen 22,23 versehen ist, die sich von den Endflächen des Kolbens nach innen erstrecken, wobei die Länge der Bohrungen nur so groß gehalten in ist, daß sie nicht miteinander verbunden sind. Der Kolben hat zwei abgestufte Abschnitte 28, 29, die in bezug auf die Sackbohrungen 22,23 des Kolbens radial versetzt angeordnet sind. Das Gehäuse ist außerdem bei 32 abgestuft, um eine größere Bohrung zu schaffen, in ι > der der Kolben hin- und hergeht

In F i g. 1 der beigefügten Zeichnung ist der Kolben 8

in der Siciiüüg gcZcigt, in ucF 6Γ mit dein Schmgkopf 5 des Meißels 2 in Berührung steht Das Ventil 20 ist in der Stellung gezeigt, bei der die Leitung 15 offen ist. In .'o dieser Stellung des Ventils gelangt Druckluft durch das Gegenkopfstück 10 in die Leitung 15 hinein und von dort in das Innere des Zentralrohrs 17. Von dem Rohr gelangt die Druckluft hinunter zu der Sackbohrung 22, der Leitung 27 in dem Kolben 8 und dann in die zweite :*> Kammer 30.

Dadurch wird der Kolben in Richtung zur Ventilanordnung nach hinten gezwungen. Nachdem sich der Kolben genügend weit bewegt hat so daß der abgestufte Abschnitt 7 des Kolbens 8 sich aus dem jo Schaftlager 6 herausbewegt entweicht Luft von der zweiten Kammer 30 entlang den Kanälen 33 der Meißeleinsatzanordnung vorbei in die Atmosphäre. In diesem Zeitpunkt gibt es eine plötzliche Erhöhung der Strömung von Druckluft durch die Maschine, was r> bewirkt* daß das Ventil 20 umschaltet und die Leitung 15 geschlossen wird. Es wird nun Druckluft durch die Leitung 16 in die erste Kammer 31 eingeführt, wodurch der Kolben nach vorn gegen die Meißeleinsatzanordnung zu einer Funktionsstufe getrieben wird, bei der das Ko!benende auf den Schlagkopf 5 des Meißels 2 aufschlägt In diesem Moment kann Luft aus der ersten Kammer 31 durch den Kanal, der zwischen dem Gehäuse 1 und dem Kolben 8 gebildet wird, in die Leitung 26 gelangen, von der sie an der Meißeleinsatzanordnung vorbei in die Atmosphäre entweichen kann. Daraus ergibt sich ein Anwachsen der Druckluftströmung durch die Maschine, was bewirkt, daß das Ventil die Leitung 16 schließt und die Leitung 15 geöffnet wird, wodurch Luft zur zweiten Kammer 30 geführt wird Auf so diese Weise ist der hin- und hergehende Arbeitszyklus des Kolbens bewirkt

In Zeiten, in denen die Maschine nicht betrieben wird, wird der Hammer vom Meißel abgehoben, so daß der Schlagkopf des Meißels auf die Halbringe 3 fällt In dieser Stellung des Meißels ist das Zentralrohr 17 von der Bohrung des Kolbens entfernt und Luft kann entweder durch die Leitung 16 in die erste Kammer 31 und dann durch die Leitung 26 und die Sackbohrung 23 in die Atmosphäre oder durch die Leitung 15 in das Innere des Zentralrohrs 17 und von dort in die zweite Kammer 30 gelangen, von der sie entlang der Leitung 27 und der Sackbohrung 22 zu der ersten Kammer 31 und dann durch die Leitung 26 und die Sackbohrung 23 in die Atmosphäre gelangt

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig.4 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Stufe 28 des Kolbens 8 nicht bis zum Ende des Kolbens, sondern hat die Form einer sich radial erstreckenden Ausnehmung. Der Kolben arbeitet, wie oben beschrieben wurde.

Es sind auch andere Ausführungsformen der Erfindung möglich. Der Schisgkcpf and der Kopf des Meißels können beispielsweise getrennte Glieder sein. Im letzteren Fall können der Schlagkopf und der Kopf des Meißels lösbar miteinander verriegelt sein, so daß der Meißel leicht ausgewechselt werden kann. Der Kopf des Meißels braucht daher keinen Teil der Meißeleinsatzanordnung zu bilden. Der Ausdruck »Meißeleinsatzanordnung« muß daher in dem Sinne verstanden werden, daß er einen Meißeleinsatzkopf enthalten oder nicht ν '.«halten kann.

Die Erfindung hat viele Vorteile. Ein Vorteil ist die geringe Anzahl von arbeitenden Teilen, wodurch die Abnutzung vermindert wird. Dadurch, daß die innere Hülse eines gleitenden Ventils, the in einigen konventionellen Maschinen benutzt wird, vermieden wird, kann ein Kolben von größerem Durchmesser bei gleichem Gesamtdurchmesser der Maschine erhalten werden. Dies wiederum ermöglicht, daß die Maschine eine größere Kplbenfläche hat und daß die Maschine bei niedrigerem Fluiddruck, als dies normalerweise der Fall sein würde, betrieben werden kann.

Die Maschine hat auch den Vorteil, daß der Weg zum Ablassen des Fluids, wenn die Maschine angehoben wird, um den Meißeleinsatz oder einen Bohrer von der Arbeitsfläche abzuheben, automatisch geöffnet wird, um es der Druckluft zu ermöglichen, in die Atmosphäre zu entweichen, wobei das Hin- und Hergehen des Kolbens im Gehäuse beendet wird. Wegen des vergrößerten Durchmessers und der daraus folgenden größeren Masse des Kolbens wird die Intensität des Schlags vergrößert, der durch den Kolben auf den Schlagkopf ausgeübt wird. Der Schlag wird auch direkt auf den Bohrkopf oder den Meißel einsatzkopf über jagen. Zugleich werden Extrakosten vermieden, zwei sich longitudinal erstreckende Kanäle im Zentralrohr zu schaffen, was zu einer Verminderung der Herstellungskosten führt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   ■ 1. Pneumatischer Bohrhammer, mit einem Gehäuse, das einen zylindrischen Hohlraum aufweist, dessen eines Endes mit einer Ventilanordnung für das Arbeitsfliiid und dessen anderes Ende mit einer Einsatzordnung für einen Bohrmeißel versehen ist, mit einem im Hohlraum angeordneten freifliegenden Kolben, einem sich von der Ventilanordnung in Axialrichtung nach vorn erstreckenden stabförmigen Element, das teilweise in einer axialen Bohrung des Kolbens aufgenommen ist, wobei der Hohlraum durch den Kolben in eine erste, zwischen Kolben und Ventilanordnung angeordnete und eine zweite Kammer auf der der ersten Kammer gegenüberliegenden Seite des Kolbens unterteilt ist, mit einem ersten FJ'iidzuführungsweg durch die Ventilanordnung züi ersten Kammer, einem zweiten Fluidzuführungsweg durch die Ventilanordnung zu der zweiten Kammer, der wenigstens auf einem Teil seiner Länge durch das stabförmige Element und den Kolben geführt ist, einem ersten der ersten Kammer zugeordneten Fluidabiaßweg, der bei Stellung des Kolbens in der Nähe der Eirisatzanordnung für den Meißel offen ist, und mit einem zweiten, der zweiten Kammer zugeordneten Fluidabiaßweg, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Element als Rohr (17) mit nur einer Axialbohrung ausgebildet ist und der der ersten Kammer (31) zugeordnete erste FluidaU<aßweg wenigstens auf einem Teil seiner L&nge zwischen der Wand des Gehäuses (1) und dem Kolbt ; (8) verläuft und für den Rest seiner Länge von einer Leitung (26) gebildet wird, die im Kolben (8) vorgesehen ist
2. 2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) einen abgestuften Abschnitt (28) aufweist, durch den der Durchlaß zwischen dem Kolben (8) und der Wand des Gehäuses (1) gebildet ist, der den einen Teil des ersten Fluidablaßweges bildet
3. 3. Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (20) ein Schlagventil enthält
4. 4. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Fluidzuführungswege und der erste Fluidabiaßweg zur Atmosphäre hin offen sind, wenn die Meißeleinsatzordnung (2—5) frei nach vorn durchhängt
5. 5. Bohrhammer nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17) in einer rückwärtigen, den abgestuften Abschnitt (28) durchsetzenden Sackbohrung (22) des Kolbens (8) aufgenommen ist, welche über eine Leitung (27) im Kolben (8) mit dem Außenumfang des Kolbens (8) im Bereich eines vorderen abgestuften Abschnitts (29) in Verbindung steht, der von einer vorderen axialen Sackbohrung (23) durchsetzt ist, die ihrerseits über die Leitung (26) im Kolben (8) mit dem Außenumfang des Kolbens (8) im Bereich des rückwärtigen abgestuften Abschnittes (28) in Verbindung steht