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Elektropneumatischer Hammer
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Die Erfindung betrifft einen elektropneumatischen Hammer mit einem
in einer Schlägerhülse verschiebbar geführten und durch ein Luftpolster bewegbaren
Schlagkolben und einem Klemmkörper, der mindestens außerhalb der Arbeitslage mit
diesem zusammenwirkt, um ein Nachschlagen des Schlagkolbens zu verhindern.
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Bei einem derartigen aus der DE-OS 24 37 023 bebekannten Hammer liegt
zwischen einem Antriebskolben und einem Schlagkolben ein Luftpolster. Weiter sind
in der Schlägerhülse zwei Öffnungen. Die antriebskolbenseitige Öffnung dient zur
Ergänzung des Luftpolsters. Die werkzeugseitige Öffnung, die wesentlich größer ist
als die antriebskolbenseitige, hat zwei Aufgaben. Einmal soll sie verhindern, daß
sich vor dem Schlagkolben ein den Schlag hemmendes Luftpolster aufbaut und weiter
dient sie als Entlüftungsöffnung, wenn der Schlagkolben in Ruhestellung ist. Wird
zur Unterbrechung der Bohrarbeit das Gerät von der zu durchbohrenden Wand od.dgl.
zurückgenommen, so wandert der Werkzeugträger durch die Schläge des Schlagkolbens
in seine vorderste Stellung. Dabei gelangt der Schlagkolben vor die Entlüftungsöffnung
und es kann sich kein Unterdruck mehr aufbauen, der den Kolben mitnimmt. Durch den
Rückprall kann der Schlagkolben jedoch in eine Lage gebracht werden, die die Entlüftungsöffnung
wieder verdeckt und die Sogwirkung des Antriebkolbens nimmt dann den Schlagkolben
zu einem erneuten Schlag mit. Die Schlagenergie muß bei diesem unerwünschten Nachschlagen
von Gehäuseteilen der Maschine aufgenommen werden und kann daher leicht zu Schäden
an diesen führen. Es ist daher im Bereich der Ruhelage des Schlagkolbens ein geschlitzter
Metallring vorgesehen, durch den der Schlagkolben in dieser Endlage auffang- und
abbremsbar ist. Diese
Anordnung verlangt ein hohes Maß an Präzision
in der koaxialen Lagerung des Klemmkörpers relativ zum Schlagkolben. Außerdem besteht
Blockiergefahr durch eindringende Schmutzteilchen.
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Bei einer anderen aus der DE-PS 1 283 769 bekannten Konstruktion wird
der Schlagkolben über einen elastischen in eine Ringnut einschnappenden Ring festgeklemmt.
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Die Klemmwirkung infolge Verschleiß läßt aber bald nach.
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Aus der DE-OS 25 40 838 ist bei einer weiteren Ausführungsform der
Schlagkolben mittels einer Hülse in der Leerlaufstellung abbremsbar. Der Herstellungsaufwand
für die Hülse und die Steuerung der Klemmwirkung ist aber erheblich und die Funktion
ist bei Verschleiß und Verschmutzung nicht mehr gewährleistet Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, einen Hammer der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfacher
robuster Bauweise ein Nachschlagen des Schlagkolbens im Leerlauf verhindert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Klemmkörper
federnd am Schaft des Werkzeuges oder des Werkzeugträgers anliegt und durch diese
federnde Anlage die axiale Bewegung des Werkzeuges oder des Werkzeugträgers bremst
und daß der Klemmkörper zugleich als direkt oder indirekt wirkender Anschlag für
den Schlagkolben ausgebildet ist.
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Den bekannten Schlagwerken ist gemeinsam, daß der Schlagkolben mit
einer gewissen Verzögerung hinter dem Antriebkolben hinterherläuft. Während des
Betriebs stellt sich durch entsprechende Auslegung ein fester Bewegungsrhythmus
mit einer bestimmten Nacheilung ein. Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist
es, diesen Rhythmus im Leerlaufbereich zu stören. Es fällt nämlich dann der Schlagkolben
außer Tritt und bleibt stehen. Das Erreichen der günstigsten Lage wird durch die
abgebremst mögliche Verschiebung des Schafts des Werkzeugs oder des Schafts des
Werkzeugträgers erreicht. Toleranzen in der Führung des Schlagkolbens und sich durch
Temperaturänderungen sich ändernde Betriebsbedingungen haben so keinen Einfluß auf
die Wirksamkeit der Schlagkolbenabbremsung. Auch Änderungen der Abmessungen durch
Verschleiß können in weitem Bereich ohne Störung überbrückt werden.
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Besonders einfach kann der Klemmkörper hiilsenförmig ausgebildet sein
und den schlagkolbenseitigen Schaft des Werkzeugs bzw. des Werkzeugträgers umschließen.
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Besonders vorteilhaft kann zur Erzielung der Abbremsung der Axialbewegung
des Schafts der Klemmkörper unter Vorspannung auf dem Schaft gehalten sein. Besonders
preiswert und billig herstellbar kann
der Klemmkörper aus elastischem
gummiartigem Material bestehen, vorzugsweise aus ölbeständigem verschleißfesten
Nitril-Kaufschuk.
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Das verschleißfreie Abfangen des Schlagkolbens kann zweckmäßigerweise
dadurch erfolgen, daß der Klemmkörper eine Ringfläche aufweist, die mit einer zugeordneten
Stirnfläche des Schlagkolbens zusammenwirkt. is treten dann keine Reiativbewegungen
zwischen Schlagkolben und Klemmkörper auf, so daß die noch frei werdende Energie
optimal übertragbar ist.
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Besonders vorteilhaft kann bei einem Bohrhammer, bei dem das Werkzeug
oder der Werkzeugträger über einer Mitnehmerbüchse drehbar ist, wobei der Schaft
einen Profilquerschnitt aufweist, der Klemmkörper durch Vorspannung auf dem Schaft
des Werkzeugs oder Werkzeugträgers gehalten sein, wobei eine Stirnseite mit der
Mitnehmerbüchse und die gegenüberliegende Ringfläche mit der zugeordneten Stirnfläche
des Schlagkolbens zusammenwirkt. Durch die Elastizität des Klemmkörpers wird eine
Reibkraft auf dem Schaft des Werkzeughalters erzeugt, wenn dieser beim Zurückziehen
des
Bohrhammers von der zu durchbohrenden Wand vom Schläger nach vorn geschoben wird.
Diese als Bremsung wirkende Kraft verhindert, daß der Werkzeughalter zwischen dem
werkzeugseitigen Anschlag in der Maschine und dem sich noch bewegenden Schlagkolben
hin- und hergeschleudert wird. Die Bewegungsabläufe liegen dabei häufig so, daß
der zurückgeschleuderte Werkzeughalter den sich gerade wieder nach vorn bewegenden
Schlagkolben trifft und diesen erneut in den Sog des Erregerkolbens bewegt. Durch
die Bremswirkung des Klemmkörpers wird dieser Bewegungsrhythmus zwischen Werkzeughalter,
Schlagkolben und Erregerkolhen gestört und der Schlagkolben fällt außer Tritt und
bleibt schließlich in der Leerlaufstellung stehen.
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Die Länge des Klemmkörpers und die sonstigen Hammerabmessungen können
vorteilhaft so getroffen sein, daß alle zugeordneten Anlageflächen von Hammer, Klemmkörper
und Schlagkolben aneinander anliegen, wenn der Schlagkolben gerade außerhalb seiner
Arheitslage liegt, daß aber der axial verschiebbare Schaft des Werkzeugs oder des
Werkzeugträgers bei Anlage des Schafts am in dieser Lage hefindlichen Schlagkolbens
für den Schaft noch ein Verschieheweg in Richtung Schlagunterbrechung frei ist,
so daß im letzten Verschiebebereich der Schlagkolben frei auf den Klemmkörper auftreffen
kann und praktisch keine metallische Berührung mehr zwischen Schlaghammer und Schaft
erfolgt und damit auch keine Schallabstrahlung.
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Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu
entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung näher
erläutert. tn den beigefügten Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen Teilschnitt durch
einen Bohrhammer, Fig. 2 eine Ansicht eines Klemmkörpers und Fig. 3 eine Seitenansicht
des in Fig. 2 dargestellten Klemmkörpers in Richtung des Pfeils III in Fig. 2.
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Der in Fig. 1 nur teilweise dargestellte Bohrhammer ist in den DE-OSn
27 02 128 und 27 02 195 ausführlich beschrieben, so daß die Funktionsbeschreibung
kurz gehalten werden kann. Eine Schlägerhülse 1 wird über einen Kurbeltrieb 2 elektromotorisch
im Gehäuse 3 des Bohrhammers hin- und herverschoben. In der Schlägerhülse 1 ist
ein Schlagkolben 4 axial verschiebbar geführt und es wird über ein Luftpolster 5
von der Schlägerhülse 1 Energie auf den Schlagkolben
4 übertragen.
Zur Sicherung der Lage des Schlagkolbens 4 in der Schlägerhülse 1 sind zwei Öffnungen
6 und 7 vorgesehen, wobei die Öffnung 7 zur Ergänzung des Luftpolsters dient. Die
eine Werkzeugträger 8 zugekehrte Öffnung 6 ist wesentlich größer als die Öffnung
7.
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Der Werkzeugträger 8 ist drehbar und axial verschiebbar im Gehäuse
3 und in einer Mitnehmerbüchse 9 geführt. Der mögliche axiale Verschiebeweg 10 ist
durch entsprechende Begrenzungen im Gehäuse 3 vorgegeben. Das eigentliche Schlag-
oder Bohrwerkzeug ist mit seinem Ende in bekannter Weise in einer Werkzeugaufnahme
11 aufgenommen und durch eine nicht näher dargestellte Lagesicherung gegen Herausfallen
abgesichert. Die Mitnehmerbüchse 9 ist zur Erzielung einer Drehhewegung des nicht
dargestellten Werkzeugs über ein Ritzel 12 antreibbar.
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Der Schaft 13 des Werkzeugträgers 8 weist ein Keilwellenprofil auf
und ist axial verschiebbar in der Mitnehmerbüchse 9 geführt. Weiter ist auf dem
Schaft 13 ein hülsenförmiger Klemmkörper 14 vorgesehen, dessen Innenprofil 15 dem
Querschnittsprofil des Schafts 13 ancepaßt ist. Durch entsprechende
Vorspannung
läßt sich der Klemmkörper 14 nur durch eine gewisse Kraftaufwendung auf dem Schaft
13 verschieben.
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Wird durch Abheben des Bohrhammers das Werkzeug entlastet, so wird
über den Schlagkolben 4 der Schaft 13 nach links verschoben. Diese Verschiebebewegung
wird aber durch den Klemmkörper 14, der mit seiner Stirnseite 16 an der Mitnehmerbüchse
9 zur Anlagekommt, abgebremst. Kommt der Schlagkolben 4 während dieser Phase noch
nicht zur Ruhe, so trifft jetzt die Stirnfläche 17 des Schlagkolbens bei weiterer
Verschiebung des Werkzeughalters 8 direkt auf die Ringfläche 18 des Klemmkörpers
14 und die Schlagenergie wird nun vom Klemmkörper 14 und nicht mehr vom Schaft 13
aufgenommen. Der Klemmkörper 14 besteht aus gummielastischem Material, vorzugsweise
aus öl- und verschleißfestem Nitril-Kautschuk. Die aufgenommene Energie wird zum
Teil durch die Gummielastizität wieder unter einer gewissen amtlichen Verzögerung
an den Schlagkolben 4 zurückgegeben und nur ein kleiner Teil wird durch innere Reibung
in Wärme umgewandelt. Der Schlagkolben 4 wird aber durch diese vorübergehende Energieabgabe
und Wieder zurückführung in seinem auf die Abmessungen
und das
Luftpolster 5 abgestimmten Bewegungsrhythmus gestört, er fällt außer Tritt und bleibt
dann in Ruhelage. Erst durch Belastung des Werkzeugs und Verschiebung des Werkzeugträgers
8 wird über den Schaft 13 der Schlagkolben 4 wieder in seine Arbeitsstellung in
der Schläyerhülse 1 zurückgeschoben und wird dann wieder zur Erzielung der Schlagwirkung
rhythmisch durch das Luftpolster 5 bewegt.
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Durch das erfindungsgemäße Außertrittbringen des Schlagkolbens 4 muß
durch den Klemmkörper 14 nur wenig Energie aufgenommen und vernichtet werden, so
daß der Hammer bei hoher Laufruhe im Leerlauf eine lange Lebensdauer aufweist.
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Durch Versuche hat sich gezeigt, daß auch eine metallische Ausführung
des Klemmkörpers 14 die gewünschte Wirkung zeigt, eine Herstellung aus Kunststoff
ist aber preisgünstiger und hat noch den Vorteil der Geräuschdämpfung.
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L e e r s e i t e