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Bohrhammer
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Bohrhammer nach
der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher Bohrhammer ist beispielsweise bekannt
durch die US-PS 2 260 070. Durch die konische Ausbildung des Innenmantels des dort
verwendeten Fangringes wird zwar im Bedarfsfall eine sehr gute Bremswirkung auf
den Schläger ausgeübt, jedoch ist das Verhältnis zwischen Einpreßkraft und Auspreßkraft
für den Schläger ungünstig. Soll nämlich der Bohrhammer von der Stellung ausgehend,
in der der Schläger im Fangring festgehalten ist, wieder in Betrieb genommen werden,
so sind erhebliche Kräfte notwendig, um den Schläger durch Anpressen des Werkzeugs
an das zu bearbeitende Gestein oder dergleichen aus der Fangvorrichtung herauszudrücken
und in Arbeitsstellung zu bewegen.
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Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Bohrhammer mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Bedienungsperson
nur eine geringe Andrückkraft aufbringen muß, wenn sie das Schlagwerk von der Leerlaufstellung
in den Schlagbetrieb überführen will. Das Verhältnis zwischen Einpreßkraft und Auspreßkraft
für
den Schläger wird gegenüber den bekannten Fangvorrichtungen wesentlich verbessert,
so daß es möglich wird, auch größere Schlägermassen abzubremsen, ohne die Auspreßkraft
wesentlich zu vergrößern.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Bohrhammers
möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß das Führungsteil für den Schläger, beispielsweise
dessen Führungsrohr und/oder mindestens einer der Fangringe Schrägen aufweisen,
die so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie bei vom Werkzeug kommendem Druck
auf den in Abfangstellung befindlichen Schläger ein Aufspreizen des jeweiligen Fangringes
bewirken. Durch diese Maßnahme wird eine weitere Verringerung der benötigten Auspreßkraft
für den Schläger bewirkt.
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Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 einen Bohrhammer im Teillängsschnitt, Figuren 2 bis 7 einen Ausschnitt aus Figur
1 im Bereich der Fangvorrichtung in verschiedenen Betriebsstellungen der im Schnitt
dargestellten Teile und Figur 8 einen Ausschnitt von Figur 1 im Bereich der Fangvorrichtung
gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel im Schnitt.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Ein in Figur 1 der Zeichnung
dargestellter 3ohrhammer 'aat ein Gehäuse 1, in dem ein elektrischer Antriebsmotor
2,
ein Getriebe 3 und ein Schlagwerk 4 angeordnet sind.
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An seinem hinteren Ende geht das Gehäuse 1 in einen Handgriff 5 über.
In diesen ist ein mit einem Drücker 6 versehener Schalter eingebaut, über den der
Elektromotor 2 in Betrieb gesetzt werden kann. Am unteren Ende des Handgriffs 5
ist durch eine elastische Tülle ein Stromzuleitungskabel 7 eingeführt. Am vorderen,
dem Handgriff 5 abgewandten Ende ist am Gehäuse 1 ein Werkzeughalter 8 angeordnet,
der zur Aufnahme von nicht näher dargestellten Werkzeugen, wie Bohrer oder Meißel,
dient.
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Der im unteren Bereich des Gehäuses 1 angeordnete Elektromotor 2 hat
einen Rotor 9, der auf einer beidseitig in Gleitlagern 11, 11' gelagerten Antriebswelle
10 des Elektromotors 2 angeordnet ist. Das im Gleitlager 11 gelagerte Ende der Antriebswelle
10 trägt ein Motorritzel 12, welches über eine Verzahnung 13 eine Zwischenwelle
14 treibt. Diese ist wiederum beidseitig in Gleitlagern 15, 16 gelagert. Auf der
Zwischenwelle 14 ist eine Trommel 17 angeordnet, die auf ihrem, dem Gleitlager 15
zugewandten Ende die Verzahnung 13 trägt. Am Umfang der Trommel 17, die aus zwei
axial aneinandergesetzten Teilen 17', 17" besteht, ist eine eine geschlossene Kurvenbahn
bildende Nut 18 angeordnet. Die dem Motor 2 zugewandte ebene Flanke der Nut 18,
die zugleich die Teilungsebene der Teile 17', 17'' der Trommel 17 bildet, steht
schräg zur Achse der Trommel 17 bzw. zur Achse der Zwischenwelle 14, d. h. sie bildet
eine Taumelscheibe 19. In der Nut 18 ist drehbar ein Ring 20 geführt, an dem als
radial sich erstreckender Stift ein Stößel 21 angeordnet ist. Dieser treibt das
Schlagwerk 4 an.
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Das Schlagwerk 4 des Bohrhammers ist im Innern eines feststehenden
Führungsrohres 22 angeordnet. Es. besteht aus einem im Führungsrohr 22 dicht und
gleitend geführten Schläger 23 und einem ebenfalls dicht und gleitend im Führungsrohr
22 geführten, als Kolben 24 ausgebildeten Antriebsglied. In der Wandung des Führungsrohres
22 sind mehrere, an sich bekannte und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellte
Luftkanäle angeordnet, die von dem Schläger 23 auf- bzw. zugesteuert werden können.
In dem vorderen, dem Kolben 24 abgewandten Endbereich des Innenraums des Führungsrohres
22 erstreckt sich das als Döpper ausgebildete innere Ende 8' des Werkzeughalters
8.
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Das hintere, dem Werkzeughalter 8 abgewandte Ende 25 des Kolbens 24
ist gabelartig ausgebildet und trägt einen Drehbolzen 26. Mittig ist im Drehbolzen
26 eine Querbohrung 27 angeordnet, in die der Stößel 21 mit Spiel.eingreift. Dadurch
kann sich der Stößel 21 leicht in axialer Richtung in der Querbohrung 27 bewegen.
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Das vordere, dem Motor 2 zugewandte Ende der Zwischenwelle 14 ist
als Ritzel 2-8 ausgebildet, welches mit einem Zahnkranz 29 kämmt, der an einer Drehhülse
30 angeordnet ist. Diese sitzt-drehbar auf dem vorderen Teil des feststehenden Führungsrohres
22. An ihrem vorderen Ende hat sie einen Boden 31, der für den Durchtritt des döpperartigen
Endes 8' desWerkzeughalters 8 durchbohrt ist. Fingerartige Fortsätze 30' greifen
drehfest in- entsprechende Aussparungen im bereits erwähnten Bund des Werkzeughalters
8 ein. Auf der Außenseite der Drehhülse 30 ist eine Feder 32 angeordnet, die sich
einerseits an dem den Zahnkranz 29 tragenden
Bund der Hülse 30 und
andererseits an einem auf dem Werkzeughalter 8 angeordneten Bund abstützt.
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Wie insbesondere aus den Figuren 2 bis 7 ersichtlich ist, die sich
auf ein erstes Ausführungsbeispiel beziehen, sind in die Drehhülse 30 im Anschluß
an deren Boden 31 ein äußerer und ein innerer Fangring 3k bzw. 35 eingelegt. Beide
Fangringe sind durchgehend geschlitzt und bestehen aus hochelastischem Werkstoff,
beispielsweise Stahl. Der äußere Fangring 34 hat einen konischen Innenmantel 36
mit einer Schulter 37. Eine trichterförmige Schräge 38 ist für die Zusammenarbeit
mit einer einen Außenkonus bildenden Schräge 39 am vorderen Ende des Führungsrohrs
22 bestimmt. Der Winkel der beiden Schrägen 38, 39 beträgt vorzugsweise ca. 30 Ein
innerer Fangring 35 ist in den äußeren Fangring 34 eingelegt. Er ist sowohl an seiner
Außenseite als auch an seiner Innenseite konisch ausgebildet. Sein Außenkonus weist
den gleichen Kegelwinkel auf, wie der Innenmantel 36 des äußeren Fangringes 34.
Dieser Winkel beträgt vorzugsweise 20 bis 80. Der Innenkonus des inneren Fangringes
35 hat einen Kegelwinkel, der demjenigen eines kegelförmigen Ansatzes 40 des Schlägers
23 entspricht.
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Auch dieser Winkel beträgt vorzugsweise 20 bis 30.
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Eine Drehbewegung der Trommel 17 bewirkt eine hin- und hergehende
Bewegung des Kolbens 24. Über das sich zwischen dem Kolben 24 und dem Schläger 23
bildende Luftpolster, welches als Energiespeicher wirkt, wird der Schläger 23 ebenfalls
in eine axiale Hin- und Herbewegung versetzt.
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Beim Auftreffen auf das innere Ende 8' des WerXzeughalters 8 gibt
der Schläger 23 seine Energie ab, welche schließlich auf das im Werkzeughalter 8
gehaltene Werkzeug als Axialschlag
wirksam wird. Über das Ritzel
28, den Zahnkranz 29 und die am Bund des Werkzeughalters 8 angeordnete Keilwellenverzahnung
wird der Werkzeughalter 8 in drehende Bewegung versetzt.
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Wird der Bohrhammer von dem zu bearbeitenden Gestein oder dergleichen
zurückgezogen, treibt der Schläger 23 den Werkzeughalter 8 nach vorne, bis dessen
als Döpper ausgebildetes Ende 8' die Stellung nach den Figuren 4 und 5 einnimmt.
Dabei taucht der kegelförmige Ansatz 40 bis zu einem gewissen Grad in den inneren
Fangring 35 ein (Figur 3) und schiebt diesen im äußeren Fangring 34, der sich gegen
den Boden 31 der Drehhülse 30 abstützt, bis in die aus Figur 4 gezeigte Stellung.
Dabei wird der innere Fangring 35 nur sehr wenig, der äußere Fangring 34 jedoch
mehr aufgespreizt, wodurch innerer Fangring 35 und Schläger 23 verhältnismäßig sanft
abgebremst werden. Wenn der innere Fangring 35 gemäß Figur 4 auf den Boden 31 der
Drehhülse 30 auftrifft, hat der Schläger 23 seine Energie noch nicht verbraucht.
Er taucht deshalb weiter in den nun festgehaltenen inneren Fangring 35 ein und spreizt
jetzt beide Fangringe 34 und 35 auf (Figur 5). Dadurch wird ein starker Anstieg
der auf den Schläger einwirkenden Bremskraft erreicht. Der Schlägger 23 kommt vor
Erreichen des Bodens 31 der Drehhülse 30 zum Stillstand und wird festgehalten. Wie
an sich bekannt, wird dadurch das Schlagwerk außer Betrieb gesetzt, weil sich zwischen
dem Schläger 23 und dem Kolben 24 kein Luftpolster mehr aufbauen kann. Dieser Vorgang
gehört nicht zur Erfindung und wird deshalb nicht näher erläutert.
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Wird das Werkzeug wieder auf das zu bearbeitende Gestein oder dergleichen
aufgesetzt und Druck auf den Bohrhammer
ausgeübt, so wird dadurch
der Werkzeughalter 8 in Richtung auf den Schläger 23 zurückgeschoben. Dabei trifft
sein hinteres Ende 8' auf den kegelförmigen Ansatz 40 des Schlägers 23 und nimmt
diesen sowie die in Preßverbindung zu ihm stehenden Fangringe 35, 34 mit, bis die
Schräge 38 des äußeren Fangrings 34 auf die Schräge 39 des Führungsrohrs 22 trifft
(Figur 6). Da die Preßkraft zwischen dem kegelförmigen Ansatz 40 des Schlägers 23
und dem inneren Fangring 35 größer bemessen ist als die Preßkraft zwischen dem inneren
Fangring 35 und dem äußeren Fangring 34, werden Schläger 23 und innerer Fangring
35 weiter zurückgeschoben, bis der gleitend im äußeren Fangring 34 geführte innere
Fangring 35 an der Schulter 37 des Fangrings 34 anschlägt (Figur 7). Dadurch verringert
sich die Vorspannung des äußeren Fangringes 34. Dieser Vorgang wird noch dadurch
unterstützt, daß das Auftreffen der Schräge 38 des äußeren Fangringes 34 auf die
Schräge 39 des Führungsrohrs 22 aufspreizende Wirkung auf den äußeren Fangring 34
hat.
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Für diesen Abschnitt der Rückwärtsbewegung des Schlägers 23 braucht
also nur die Reibkraft des äußeren Fangringes 34 überwunden zu werden.
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Nach dem Auftreffen des inneren Fangrings 35 auf die Schulter 37 des
äußeren Fangrings 34 gleitet der kegelförmige Ansatz 40 des Schlägers 23 auch aus
dem inneren Fangring 35 heraus. Da die Vorspannung des äußeren Fangrings 34 zum
größten Teil abgebaut ist, muß dazu im wesentlichen nur noch die Reibkraft des inneren
Fangringes 35 überwunden werden.
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Die Fangringe 34 und 35 befinden sich jetzt wieder in ihrer Ausgangsstellung
und der von den Fangringen freigewordene
Schläger 23 wurde im
Führungsrohr 22 wieder bis zum Schlagpunkt geschoben. Der Bohrhammer beginnt wieder
zu arbeiten.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fangringkombination ist in
Figur 8 gezeigt. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das Führungsrohr 22 hat auch hier eine einen Außenkonus bildende Schräge
39. Daran schließt sich ein geschlitzter Fangring 42 an, dessen dem Führungsrohr
22 zugewandte Stirnseite eine trichterförmige Schräge 45 aufweist.
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In diese greift das Führungsrohr 22 mit seiner Schrage 39 ein, wodurch
der Fangring 42 zentriert ist. An diesen schließt sich der geschlitzte Fangring
43 an, der mit seiner trichterförmigen Schräge 48 an der schrägen Stirnseite 46
des Fangrings 42 anliegt und somit ebenfalls zentriert wird. Das vordere Ende des
Fangrings 43 liegt am Boden 31 der Drehhülse 30 an. Während der Fangring 42 einen
zylindrischen Innenmantel 44 hat, weist der Fangring 43 einen kegelförmigen Innenmantel
47 auf. Das vordere Ende 41 des Schlägers 23 ist kegelförmig gestaltet. Der Außendurchmesser
des zylindrischen Teils des Schlägers 23 ist größer als der jeweilige Innendurchmesser
der Fangringe 42 und 43.
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Wenn der Bohrhammer von dem zu bearbeitenden Gestein oder dergleichen
zurückgezogen wird, treibt der Schläger 23 den Werkzeughalter 8 nach vorn. Dabei
dringt der Schläger 23 in den Fangring 42 ein. Dieser wird aufgespreizt und bremst
mit seinem als Bremsfläche wirkenden Innenmantel 44 den Schläger ab. Mit dem weiteren
Eindringen des Schlägers 23 wird auch der Fangring 43 aufgespreizt und bringt durch
die Reibkraft zwischen den
Kegelflächen 41 und 47 den Schläger
23 zum Stillstand.
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Da dieses stufenförmige Abbremsen nicht schlagartig erfolgt, treten
keinen stoßartigen Belastungen für den Bohrhammer und für die Bedienungsperson auf.
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I Der Winkel des kegelig ausgebildeten Innenmantels 47 des Fangringes
43 ist so ausgelegt, daß keine Selbsthemmung zwischen Schläger 23 und Fangring 43
eintritt. Der Schläger 23 wird somit nicht durch den Fangring 43, sondern ausschließlich
durch den Fangring 42 festgehalten.
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Wird das Werkzeug wieder auf das zu bearbeitende Gestein oder dergleichen
aufgesetzt und Druck auf den Bohrhammer ausgeübt, so wird dadurch der Werkzeughalter
8 in Richtung auf den Schläger 23 zurückgeschoben. Dabei trifft sein hinteres Ende
8' auf den Schläger 23 und nimmt diesen mit. Dabei ist nur die Reibung zwischen
Schläger 23 und zylindrischem Innenmantel 44 des Fangringes 42 zu überwinden, da
- wie vorstehend erwähnt -zwischen Schläger 23 und Fangring 42 keine Reibung durch
Selbsthemmung eintreten kann. Der Schläger 23 läßt sich somit sehr leicht wieder
in Arbeitsstellung bringen, in der der Bohrhammer wieder arbeitet.
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- Lee'rseite - Leeieseite -