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Lu fthammer
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Die Erfindung betrifft einen Lufthammer mit einem Ständer, in welchem
der Antrieb mit Motor und Kurbeltrieb gelagert ist, und einem oberen Ausleger für
die Aufnahme von Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit und Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheit,
mit zwei die Zylinder jeweils oberhalb und unterhalb der beiden Kolben verbindenden
Luftleitungen, sowie mit einem in der Stirnwand des Antriebszylinders angeordneten
Luftansaugventil.
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Derartige Lufthärnmer besitzen in der die Zylinder oberhalb der Kolben
verbindenden Luftleitung ein Steuerventil, mit dessen Hilfe die Arbeit des Bärs
unterbrochen werden kann. Dabei wird der Arbeitskolben in seinem oberen Totpunkt
festgehalten,während der Antriebskolbendurch den fortdauernden Antrieb und seine
entsprechende Hin- und Herbewegung ständig Luft ansaugt und wieder ausstößt. Dies
verursacht nicht nur erhebliche Geräusche sondern auch die Bildung von Olnebel,
da die ausgestoßene Luft stets ein wenig öl in feinverteilter Form mitnimmt.
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Dieses Nl gelangt in die Atmosphäre und stellt eine Umweltverschmutzung
dar. Auch die vorhandene, erhebliche Geväuschentwicklung ist als Umweltbelastung
anzusehen.
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Die der Erfindung zugrundelieqende Aufgabe wird darin gesehen, einen
Lufthammer der genannten Bauart zu schaffen, bei welchem die genannten Umweltverschmutzungen
bzw. -belastungen weitgehend
-entfallen und insbesondere sowohl
eine Geräuschdämpfungals auch ein Zurückhalten des blnebels erfolgt, was insbesondere
im Leerlauf von Bedeutung ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ausleger
als im wesentlichen geschlossene Kammer ausgebildet ist, in welcher beide Kolben-Zylinder-Einheiten
angeordnet sind, daß das Innere der Kammer über einen ölabscheider und ein Filter
mit der Außenluft in Verbindung steht, und daß zumindest ein Teil der Wände der
Kammer schallisoliert ist.
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Durch Verwendung einer Kammer für die beiden Kolben-Zylinder-Einheiten
wird zunächst einmal die den Olnebel aufweisende Luft beim Austritt aus der oberen
Luftleitung aufgefangen, so daß sie nicht unmittelbar in die Atmosphäre entweichen
kann. Sie kann sodann ausschließlich über einen ölabscheider und ein Filter nach
außen dringen, so daß zuverlässig dafür gesorgt ist, daß das mitgenommene öl zurückgehalten
wird. Das Filter und der ölabscheider dienen auch der Luftzufuhr zur Kammer, dabei
hat jedoch lediglich das Filter eine Funktion dahingehend, das Eindringen von Staub
in das Gehäuse zu verhindern, während der ölabscheider lediglich dem Luftdurchtritt
dient.
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Ferner sind die Wände der Kammer schallisoliert, um die Geräuschbelastung
der Umgebung, die bereits durch die Kammer an sich verringert ist, weiter zu minimieren.
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Vorteilhaft ist dabei das Volumen der Kammer so groß, daß der im Leerlauf
auftretende Spitzen-Innendruck vernachlässigbar gering ist, was ebenfalls der Geräuschdämpfung
dient.
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Vorteilhaft ist die Kammer im wesentlichen kastenförmig ausgebildet,
derart, daß die Schallisolierung aus an den Innenwänden der Kammer angeordneten
Schallschutzplatten bestehen kann.
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Als ölabscheider hat sich eine Mehrzahl von nach Art eines Labyrinths
angeordneten Lamellen bewährt, die sich nahe einem der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit
benachbarten, die Luftöffnung nebst Filter aufweisenden Wandbereich der Kammer vertikal
erstrecken. Eine solche Ausgestaltung ist einfach herzustellen und dabei sehr wirksam.
Bevorzugt ist dabei der Wandbereich von einer Schmalseite der Kammer gebildet, wobei
der ölabscheider in einer Zwischenwand angeordnet ist, welche innerhalb der Kammer
ein Abteil bildet, deren Breite der axialen Länge des zweckmäßig als Topffilter
ausgebildeten, die Luftöffnung umgebenden Filters entspricht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindungsaufgabe soll zudem die den
beiden Kolben-Zylinder-Einheiten zugeführte, Luftverluste des Systems ausgleichende
Zuluft besonders gut steuerbar sein, um eine einwandfreie Funktion des Lufthammers
zu gewährleisten. Zu diesem Zweck hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das in der
Stirnwand des Antriebs-Zylinders angeordnete Luftansaugventil einerseits aus einer
stationären Ventilplatte mit in Abstand vom Umfang längs eines Kreises versetzt
angeordneten Durchgangsbohrungen und andererseits aus einem ringförmigen Ventilkörper
herzustellen, welcher die Durchgangsbohrungen an der Unterseite des Ventilkörpers
abdeckt und bei Unterdruck im Zylinder gegen den Druck einer Feder von der Ventilseite
abhebbar ist. Diese Feder ist zweckmäßig eine Schraubendruckfeder. Es wird eine
Ausführungsform bevorzugt, bei welcher an der Außenseite der Ventilplatte konzentrisch
eine Einstellplatte drehbar und feststellbar gelagert ist, die Durchgangsbohrungen
aufweist, welche zwecks stufenlosen Änderns
des Durchlaßquerschnitts
des Ventils mittels Drehens der Einstellplatte zu den Durchgangsbohrungen des Ventilkörpers
kongruent sind.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Ausgestaltungen sind im folgenden
anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach der.
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Erfindung; Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch das
Luftansaugventil in der Stirnwand des Antriebs-Zylinders in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Luftansaugventil nach Fig. 2, teilweise geschnitten.
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Der in Fig. 1 gezeigte Lufthammer weist einen Ständer 2 auf, in welchem
der Antrieb 3 dieses Lufthammers 1 mit Motor 4 und Kurbeltrieb mit Kurbelscheibe
5 und Kurbelstange 6 gelagert ist. Es ist ein oberer Ausleger 7 für die Aufnahme
einer Antriebs-Kolben-Zylinder-Einhiet 8 und einer Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheit
9 vorgesehen, der auf dem Ständer 2 bei 10 aufgesetzt und in nicht gezeigter Weise
befestigt ist.
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Im Zylinder 11 der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit 8 bewegt sich
ein'Antriebskolben 12 in Pfeilrichtung B hin und her, im Zylinder 13 der Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheit
9 ein Arbeitskolben 14. Es sind zwei die Zylinder miteinander verbindende Luftleitungen
15 und 16 vorgesehen, und zwar verbindet die Luftleitung 15 die Zylinder 11 und
13 oberhalb der Kolben 12 und 14, während die Luftleitung 16 die Zylinder und 13
unterhalb der Kolben 12 und 13 miteinander verbindet.
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Ferner ist an der Stirnwand 56 des Zylinders 11 ein Luftansaugventil
17 vorgesehen. In der oberen Luftleitung 15 ist ein Steuerventil 18 angeordnet,
welches in der gezeigten Stellung die Luftleitung 15 zum Raum 19 im Zylinder 13
oberhalb des Arbeitskolbens 14 abschließt und lediglich den Raum 20 oberhalb des
Antriebskolbens 12 im Zylinder 11 in Pfeilrichtung A mit der Außenluft verbindet.
Es handelt sich hierbei um die Leerlaufstellung des Steuerventils 18, wie im folgenden
näher erläutert wird; Wird der Kurbeltrieb 5, 6 vom Motor 4 über den Riementrieb
21 angetrieben, dann bewegt sich der Antriebskolben 12 in Richtung des Doppelpfeils
B hin und her. Fährt der Antriebskolben 12 nach unten, dann saugt er durch das Luftansaugventil
17 Luft an, die beim Aufwärtsfahren wieder ausgestoßen wird, und zwar durch das
Steuerventil 18 hindurch in Pfeilrichtung A.
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Gleichzeitig wird erreicht, daß der Arbeitskolben 14 im Zylinder 13
in seiner oberen Totpunktlage gehalten wird, nämlich dadurch, daß das unterhalb
des Antriebskolbens 12 im Zylinderraum 22 vorhandene Luftvolumen durch die Luftleitung
16 in den Raum 23 unterhalb des Arbeitskolbens 14 der Arbeits-Kolben-Zylinder-Einheit
9 gedrückt wird und dabei den Bär 24 anhebt. Das oberhalb des Arbeitskolbens 14
im Raum 19 vorhandene Luftvolumen wird durch das angrenzende Stück der Leitung 15
und das Rückschlagventil 24 ausgeschoben. Nachdem sich der Arbeitskolben 14 in Pfeilrichtung
C nach oben bewegt hat, verbleibt er in seiner'oberen Totpunktstellung, die nicht
gezeigt ist. Der Verbleib des Arbeitskolbens 14 in der oberen Totpunktstellung ist
darauf zurückzuführen, daß die weitere Auf- und Niederbewegung des Antriebskolbens
12 in Pfeilrichtung B lediglich zu einem wechselnden Druckanstieg nebst Druckabfall
im Raum 23 unterhalb des Arbeitskolbens 14 führen kann. Nicht nur die Entlastungsbohrungen
25 im Antriebskolben 12 sondern auch das Rückschlagventil 26 in der Luftleitung
16 sorgen dafür, daß der Druck im Raum 23 unterhalb des Kolbens 14 den Umgebunasdruck
nicht unterschreiten kann.
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Wird in Fig. 1 das Steuerventil 18 entgegen dem Uhrzeigersinne derart
gedreht, daß die Luftleitung 15 durchgängig und das Ausströmen von Luft in Pfeilrichtung
A unterbunden ist, dann versteht es sich, daß die ständige Hin- und Herbewegung
des Antriebskolbens 12 in Pfeilrichtung B eine entsprechende, entgegengesetzte Hin-
und Herbewegung des Arbeitskolbens 14 in Pfeilrichtung C hervorruft. Die Luft in
den Zylinderräumen 19 und 20 und der Luftleitung 15 ist dabei praktisch abgeschlossen,
so daß lediglich Verluste durch Undichtheiten mittels des die Funktion eines Rückschlagventils
aufweisenden Luftansaugventils 17 ausgeglichen werden. Ein möglicherweise" durch
solche Undichtheitcn sich in den Xylinderr.lumen 22 und 23 und in der Leitung 16
aufbauender Überdruck wird über din Entlastungs-Fffnllnqon 2= ausgeglichen.
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ErfindungsgemJ1ß ist nun der Ausleger 7 als im wesentlichen geschlossene
Kammer 28 ausgebildet, in welchem beide Kolben-Zylinder-Einheiten 8, 9 angeordnet
sind. Das Innere des Kammer 28 steht lediglich über einen ölabscheider 26 und ein
Filter 27 mit der Außenluft in Verbindung. Schließlich sind die Wände der Kammer
28 schallisoliert. Bei der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist die Kammer
28 im wesentlichen kastenförmig ausgebildet, wobei die Schallisolierung aus an den
Innenwänden der Kammer angeordneten Schallschutzplatten besteht, die bei 29 in Fig.
1 strichpunktiert angedeutet sind.
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Zweckmäßig ist das Volumen der Kammer 28 derart groß, daß der im Leerlauf
auftretende Spitzen-Innendruck vernachlässigbar gering ist.
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Vorteilhaft besteht der ölabscheider 26 aus einer Mehrzahl von in
nicht gezeigter Weise nach Art eines Labyrinths angeordneten Lamellen 30, die sich
nahe einem der Antriebs-Kolben-Zylinder-Einheit 8 benachbarten, die Luftöffnung
31 nebst Filter 27 aufweisenden Wandbereich der Kammer 28 vertikal erstrecken. Bei
der gezeigten Ausführungsform ist der Wandbereich 32 von einer Schmalseite der Kammer
28 gebildet.
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Der ölabscheider 26 ist in einer senkrecht zur Zeichenebene in Fig.
1 verlaufenden und deshalb nicht sichtbaren Zwischenwand angeordnet, welche innerhalb
der Kammer 28 ein Abteil 33 bildet, dessen Breite b der axialen Länge des als Topffilter
35 ausgebildeten, die Luftöffnung 31 umgebenden Filters 27 entspricht.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des in der Stirnwand 56
des Antriebszylinders 11 angeordneten Luftansaugventils 17. Wie die Figuren 2 und
3 zeigen, besteht dieses einerseits aus einer stationären Ventilplatte 35.
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Diese Ventilplatte 35weist in einem Abstand t vom Umfang 36 längs
eines Kreises 37 versetzt Durchgangsbohrungen 38 auf.
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Ferner ist ein ringförmiger Ventilkörper 39 vorgesehen, welcher die
Durchbrechungen 38 an der Unterseite 40 der Ventilplatte 35 abdeckt. Dieser Ventilkörper
39 in Form eines flachen Rings wird von einer Feder 41 an der Unterseite 40 der
Ventilplatte 35 gehalten und ist bei Unterdruck im Raum 20 des Zylinders 11 gegen
den Druck dieser Feder 41 von der Ventilplatte 35 nach unten abhebbar. Die Feder
41 ist hier eine Schraubendruckfeder. Das Luftansaugventil 17 arbeitet ersichtlich
als Rückschlagventil und läßt Luft nur in den Zylinder 11 hinein, nicht jedoch heraus.
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Zwecks Einstellung des Durchlaßquerschnittes des Luftansaugventils
17 und damit des Luftdurchsatzes bei vorgegebenem Vakuum im Raum 20 ist an'der Außenseite
42 der Ventilplatte 35 konzentrisch eine Einstellplatte 43 drehbar und feststellbar
gelagert, beispielsweise mittels eines konzentrisch angeordneten, in die Ventilplatte
35 eingreifenden Schraubbolzens 44. Diese Einstellplatte 43 weist Durchgangsbohrungen
45 auf, welche zwecks stufenlosen Änderns des Durchlaßquerschnittes mittels Drehens
der Einstellplatte 43, entweder in Offnungs- oder in Schließrichtung (siehe Doppelpfeil
D in Fig. 3), den Durchgangsbohrungen 38 der Ventilplatte 35 kongruent sind.
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Die Ventilplatte 35 ist mittels eines Flansches 46 mit Schraubbolzen
47 an der Stirnwand 56 bzw. Stirnplatte des Zylinders 11 befestigt.
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Fig. 3 zeigt eine Drehlage der Einstellplatte 43, bei welcher mehr
als die Hälfte des Querschnittes der Durchgangsbohrungen 38 abgedeckt sind, so daß
der Durchlaßquerschnitt entsprechend reduziert ist. In Fig. 2 ist eine Drehlage
der Einstellplatte 43-gezeigt, bei welcher die Durchgangsbohrungen 38 und 45 miteinander
fluchten, was dem größtmöglichen Durchlaßquerschnitt des Luftansaugventils 17 entspricht.
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Die Einstellung des Luftansaugventils 17 erfolgt je nach den Erfordernissen
durch Lösen des Schraubbolzens 44, entsprechendes Verdrehen der Einstellplatte 43
in Richtung des Doppelpfeils D, je nachdem, ob eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung
des Durchlaßquerschnittes gewünscht wird,
und ein anschließendes
Festziehen des Bolzens 44. Es hat sich gezeigt, daß die beschriebene Ausbildung
des Luftansaugventils 15 und die durch dasselbe gewährleistete, feine Einstellmöglichkeit
den bei einem Lufthammer gegebenen Bedürfnissen besonders gerecht wird.
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