DE3309187A1

DE3309187A1 - Hammer, insbesondere bohrhammer

Info

Publication number: DE3309187A1
Application number: DE19833309187
Authority: DE
Inventors: Siegried Fehrle; Gerhard Meixner; Karl Dr.-Ing. 7022 Leinfelden-Echterdingen Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-03-15
Filing date: 1983-03-15
Publication date: 1984-09-20
Also published as: GB2136725A; CH662976A5; GB8404095D0

Description

a *

25.2. 1983 Sp/Pi

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Hammer, insbesondere Bohrhammer
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Hammer, insbesondere Bohrhammer, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Durch die US-PS 3 170 523 ist eine als Hammer und Bohrhammer verwendbare und von Hand zu führende Werkzeugmaschine bekannt. Diese hat ein Luftpolster schlagwerk mit einem in Richtung einer Werkzeugaufnahme wirkenden Schläger und eine Leerschlagbremse mit einem geschlitzten Bremsring für den Schläger. Der Schläger ist an seinem zur Werkzeugaufnahme zeigenden Ende kegelstumpfartig ausgebildet und taucht mit diesem Ende in den geschlitzten Bremsring, der zum Schläger hin hohlkegelig ausgebildet ist, ein. Der Bremsring ist innerhalb einer zylindrischen Führungsbohrung, die sich in einem Gehäuseteil der Maschine befindet, ausgehend von einer an die Führungsbohrung angrenzenden ringartigen Axialanschlagfläche in Richtung der Werkzeugaufnahme verschiebbar gegen einen elastischen Polsterring. Bei einem Leerschlag, der auftritt, wenn sich kein Werkzeug in der Werkzeugaufnahme befindet oder ein Werkzeug keinen Arbeitswiderstand findet, taucht der Schläger tiefer als während des Normalbe-

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betriebs in den Bremsring ein und schiebt diesen gegen den Polsterring. Infolge der dabei am Polsterring entstehenden Gegenkraft und der kegelstumpfartigen Ausbildung des Schlägers wird der Bremsring aufgeweitet und gegen die zylindrische Führungsbohrung gedrückt. Dadurch entstehen bei einem weiteren Verschieben des Bremsrings mittels des Schlägers gegen den Polsterring zusätzlich zu dessen elastischen Bremskräften Reibungsbremskräfte entlang der Umfangfläche des Bremsrings. Alle Kräfte gemeinsam setzen schließlich den Schläger still. Die Werkzeugmaschine beginnt wieder zu schlagen, sobald mittels des Werkzeugs der Schläger weit genug aus dem Bremsring herausgedrückt ist. nachteilig ist, daß die Länge des Bremswegs durch die auf Dauer vom Polsterring ertragbare elastische axiale Zusammendrükkung begrenzt ist. In Anpassung an diese zulässige Zusammendrückung sind die Bremswege kurz und die Bremskräfte demzufolge unerwünscht hoch. Es ergab sich deshalb die Aufgabe, eine Leerschlagbremse so auszubilden, daß ein längerer Bremsweg zu Verfugung steht, und daß die Bremskräfte, die auf den Schläger wirken, kleiner werden. Ein anderer Hammer, bei dem die Leerschlagbremse ebenfalls einen elastischen Polsterring und einen gegen diesen verschiebbaren und auf ihn drückenden Bremsring hat, ist durch die US-PS 2 260 .070 bekannt. Das Schlagwerk dieses Hammers hat eine Schlagfeder.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Hammer, insbesondere Bohrhammer, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß infolge der konischen Verengung der Führungsbohrung und der in radialer Richtung wirkenden elastischen Vorspannung des Bremsrings Kräfte erzeugt werden, die in Richtung der Axialanschlagfläche auf den

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Bremsring wirken. Deshalb nimmt der Bremsring eine Ausgangsposition, in der er an dieser Axialanschlagfläche anliegt, ein. Deshalb entstehen sofort wenn der Schläger den Bremsring berührt Bremskräfte zwischen dem Bremsring und der Führungsbohrung. Ein elastischer Polsterring, wie ihn die vorbekannten Hammer aufweisen, ist deshalb zur Erzeugung von Reibungsbremskräften nicht mehr notwendig. Infolgedessen ist auch keine nachteilige Längenbegrenzung für den Verschiebeweg des Bremsrings vorhanden. Dieser Umstand wird für längere Bremswege ausgenützt, so daß der Schläger weich abgebremst wird.

Die Ausbildung des Hammer gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 2 hat den Vorteil, daß die mittels des Bremsrings in Richtung der Axialanschlagfläche wirkenden Kräfte zusammen mit vom Hammer erzeugten Vibrationskräften genügen, um den Bremsring unter Überwindung von Reibungskräften,die zwischen diesem und der Führungsbohrung auftreten, in seine Ausgangsposition zu bewegen. Diese Bewegung erfolgt ohne nennenswerten Überschuß von Verschiebekräften, so daß der Schläger langsam in Richtung des Luftpolster Schlagwerks bewegt wird. Dadurch nimmt der Schläger eine Ruhestellung ein und beginnt erst dann wieder zu arbeiten, wenn dies vom Bediener der Maschine beabsichtigt ist. Der Bohrhammer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 hat den Vorteil, daß auch bei wechselnden Schmierverhältnissen zwischen der Führungsbohrung und dem Bremsring dieser sicher in seine Ausgangsstellung gelangt, und daß dabei der Schläger nicht zu rasant in Richtung des Schlagwerks verschoben wird und dadurch ungewollt mit Schlagen beginnt. Diese Ausführungsform hat auch Vorteile dann, wenn bei Beendigung einer Arbeit ein Antriebsmotor des Hammers ausgeschaltet wird. Die Weiter-

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bildung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs k hat den Vorteil, daß der Schläger über den kegelstumpfart igen Ansatz eine Bremskraftverstärkung, die in beabsichtigter Weise nur während des Abbremsens des Schlägers auftritt, bewirkt. Dadurch kann die elastisiche Vorspannung des Bremsrings und damit auch dessen Werkstoffanstrengung reduziert werden. Die Weiterbildung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 hat den Vorteil, daß der Führungsbohrung eine besonders verschleißfeste Oberfläche gegeben werden kann und die Maschine trotz der konischen Gestalt der Führungsbohrung preiswert herstellbar ist. Die Weiterbildungen gemäß den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche β und 7 haben den Vorteil, daß die Schäfte von Werkzeugen nicht in den Bremsring hineinragen. Dadurch werden die Leerschlagbremse und das Schlagwerk vor Schmutz geschützt und erreichen eine hohe Lebensdauer.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt und Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der erste Hammer bzw. Bohrhammer 2 hat ein Gehäuseteil 3 und ein Gehäuseteil h. In dem Gehäuseteil 3 ist ein Luftpolst erschlagwerk 5 untergebracht. Das Luftpolsterschlagwerk besitzt einen in dem Gehäuseteil 3 angeordneten Zylinder 6 und einen in diesem längsverschiebbaren Schläger 7. Der Schläger 7 und der Zylinder 5

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sowie ein anderes nicht dargestelltes Schlagwerkteil umschließen ein Luftpolster 8. Der Zylinder 6 ragt aus dem Gehäuseteil 3 heraus und hat dort einen radial auswärts anstehenden Flansch 9· Dieser Flansch liegt stirnseitig am Gehäuseteil 3 an. Gegenüberliegend zu diesem Gehäuseteil 3 liegt das Gehäuseteil h an dem Flansch 9 an. Das Gehäuseteil k hat koaxial zu dem Zylinder 6 ausgerichtet eine bei dem Flansch 9 "beginnende zylindrische Bohrung 10, die an einer ringförmigen Anschlagfläche 11 endet. An diese Fläche 11 schließt sich eine Bohrung 12, die enger als die Bohrung 10 ausgebildet ist, an. Auch diese Bohrung 12 endet an einer ringförmig ausgebildeten Anschlagfläche 13. Anschließend an den Bereich, innerhalb dem die Anschlagfläche 13 angeordnet ist, ist das Gehäuseteil h in Richtung einer Werkzeugaufnahme 1U halsförmig ausgebildet. In die Bohrung 10 ist eine Buchse 15 eingesetzt. Diese Buchse 15 ist zwischen der Fläche 11 und einer weiteren, an dem Flansch 9 befindlichen Fläche 16, die eine Axialanschlagfläche bildet, in axialer Richtung fixiert. Von der Axialanschlagfläche 16 ausgehend in Richtung der Werkzeugaufnahme Ik ist die Buchse 15 konisch verengt ausgebildet und hat eine innere Oberfläche 17· In diese Buchse 15 ist ein in seiner Längsrichtung geschlitzter Bremsring 1 8- eingeschoben. Der Bremsring 18 hat eine gegen die Axialanschlagfläche 16 gerichtete Stirnfläche 19 und eine äußere Umfangsflache 20, die gegen die innere Oberfläche 17.gerichtet und deren konischer Verengung angepaßt ist. Der Bremsring 18 ist so bemessen, daß er in der gezeichneten Ausgangsstellung, in der er an der Axialanschlagfläche 16 anliegt, mit Vorspannung radial gegen die Buchse 15 drückt. Die Buchse 15 mit der Oberfläche 17 und der Ring 1.8 bilden gemeinsam mit der Axialanschlagfläche eine Leerschlagbremse 21 für den Schläger 7· Der Schlä-

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ger 7 hat eine Stirnfläche 22, die gegen die Stirnfläche 19 des Bremsringes 18 gerichtet ist. Koaxial zu dem Schläger 7 ist in dem Gehäuseteil k ein Zwischendöpper 23 ausgerichtet. Er ist innerhalb einer zylindrischen Bohrung 2k axial beweglich geführt und dient zur Übertragung von Schlagenergie von dem Schläger 7 auf ein in die Werkzeugaufnahme 1k eingestecktes Werkzeug 25· Der Zwischendöpper 23 hat eine Umfangsnut 26 im Bereich desjenigen Teils, der sich innerhalb der Bohrung 2k befindet. In die Umfangsnut ist ein O-Ring 27 aus gummiartig elastischem Werkstoff eingelegt. Dieser O-Ring 27 verhindert den Durchtritt von Gesteinsstaub, der entlang dem Werkzeug 25 in Richtung des Schlägers 7 gegebenenfalls in die Werkzeugaufnahme 1U- eintritt, in die Leer schlagbremse 21. In einem aus der Bohrung 2k herausragenden Bereich hat der Zwischendöpper 23 eine ge-gen die Leer schlagbremse 21 gerichtete Anschlagschulter 28. In Ausrichtung zu dieser Schulter ist in die Bohrung 12 ein Ring 29 eingelegt. Auf diesen Ring 29 folgt ein gummielastischer Polsterring 30 und auf diesen wiederum ein Ring 31. Die !Abmessungen der Ringe 29, 30 und 31 sowie die Länge der Bohrung 12 sind so bemessen, daß die Ringe 29 und 31 mit einer gewünschten Vorspannung an der Fläche 13 bzw. der Buchse 15 anliegen. Die Ringe 29, 30 und 31 bilden einen elastischen Anschlag für den Zwischendöpper 23 in Richtung des Schlägers 7.

Während des normalen Betriebs des Hammers bzw. Bohrhammers 2 wird mittels eines nicht dargestellten, von einem Elektromotor über einen Kurbeltrieb angetriebenen Kolbens, der innerhalb des Zylinders 6 verschiebbar ist, über das Luftpolster 8 der Schläger in axiale Bewegungen versetzt. Auf seinem Weg in Richtung der Leersohlagbremse 21 trifft der Schläger 7 den Zwischendöp-

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per 23 und gibt über diesen Schlagenergie an das Werkzeug 25 ab. Dieser Vorgang wiederholt sich, solange das Werkzeug 25 genügend Arbeitswiderstand findet und durch Druck gegen das Gehäuseteil 3 der Zwischendöpper 23 genügend weit in Richtung des Schlägers 7 gedrückt wird. Findet das Werkzeug 25 keinen Arbeitswiderstand vor oder wird der Hammer bzw. Bohrhammer 2 von der Arbeitsstelle zurückgezogen, so verschiebt der Schläger 7 den Zwischendöpper 23 und das Werkzeug 25 weiter in Richtung einer Arbeitsspitze des Werkzeugs 25'. Infolgedessen bewegt sich der Schläger 7 ebenfalls weiter in Richtung des Bremsrings 18 und trifft schließlich mit seiner Stirnfläche 22 gegen die Stirnfläche I9. Dadurch wird der Bremsring 18 innerhalb der Buchse 15 in Richtung der Werkzeugaufnahme 1U verschoben. Weil der Bremsring mit radialer Vorspannung in die Buchse 15 eingebaut ist,- reibt er mit seiner Umfangsflache 20 an der inneren Fläche 17 der Buchse. Infolge der Verengung der Buchse I5 wird der Ring 18 auf dem Weg in Richtung der Werkzeugaufnahme 1U elastisch verengt, so daß die Bremskraft des Ringes 18 in Richtung der Werkzeugaufnahme 1U zunimmt. Der Ring 31 und der daneben befindliche elastische . Ring 30 bilden einen elastischen Notanschlag für den Fall, daß der Verschiebeweg des Bremsrings 18 innerhalb der Buchse 15 zum Stillsetzen des Schlägers 7 nicht ausreichen sollte. Dies könnte beispielsweise dann der Fall sein, wenn der Bohrhammer in unsachgemäßer Weise geschmiert und demzufolge der Reibwert zwischen dem Ring 18 und der Buchse 15 wesentlich kleiner als vorgeplant wird oder wenn sich Steueröffnungen, die sich im Zylinder 6 befinden und das Luftpolster8 steuern, zusetzen.

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Der Winkel, den die Fläche 17 einschließt, ist so gewählt, daß die infolge der radialen Vorspannung des Ringes 18 in Richtung der Axialanschlagfläche 16 -wirkende Verschiebekomponente kleiner ist als diejenige Reibungskraft, die durch den Andruck des Bremsringes 18 an die Oberfläche 17 der Buchse 15 entsteht. Bei Erschütterungen -während des Betriebs des Bohrhammers 2 bewirken die infolge dieser Erschütterungen auftretenden Massenkräfte, daß der Bremsring 18 aus einer Stellung beispielsweise nahe dem Ring 31 hin zur der Axialanschlagfläche 16 wandert. Diese Wanderungsgeschwindigkeit soll nämlich eine bestimmte Größe nicht überschreiten, da sonst der Bremsring 18 den Schläger 7 zu stark in Richtung des Luftpolsters 8 beschleunigt mit der Folge, daß der Schläger von neuem zu arbeiten beginnt. Je nach der Art des innerhalb des Bohrhammers 2 verwendeten Schmierstoffes wird der Winkel, den die Oberfläche 17 einschließt, in der Größenordnung von beispielsweise h bis 12 Grad gewählt.

Der zweite Hammer bzw. Bohrhammer 2a gemäß der Figur unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen dadurch, daß der Schläger Ja. eine stirnseitige und gegen den Zwischendöpper 23 gerichtete Fläche 38 hat. Diese Fläche 38 hat einen kleineren Durchmesser als die Fläche 22 im voranstehend beschriebenen Beispiel. An die Fläche 38 angrenzend ist der Schläger 7a kegelstumpfförmig ausgebildet und hat dort eine Außenfläche 39· Als Gegenstück zu dieser-Außenfläche 39 hat der Bremsring 18a eine kegelige Innenfläche ^O. Infolge eines Leerschlags trifft der Schläger 7a mit seiner Außenfläche 39 gegen die Innenfläche Uo des Ringes i8a. Dadurch wirken zusätzlich zu den Schiebekräften in Richtung der Werkzeugaufnahme 15 Kräfte auf den Bremsring i8a, die diesen aufzu-

weiten versuchen. Diesem Aufweiteversuch wirkt die Buchse 15 entgegen, so daß eine verstärkte Bremswirkung eintritt Dadurch wirkt die Leerschlagbremse 21a als Servobremse. Wenn es nicht darauf ankommt, die mögliche Kraftverstärkung voll auszunützen, so kann entsprechend dem Bremsverstärkungsfaktor die radiale Vorspannung des Bremsrings 18a vermindert werden. Dies ermöglicht eine Verringerung des Gewichtes des Bremsrings i8a und seiner Werkstoffanstrengung. Im ersten und im zweiten Beispiel sind die Bremsringe 18 bis 18a so weit aufgeschlitzt, daß Schlitzbegrenzungsflächen kl auch dann nicht aneinanderstoßen, wenn die Bremsringe die elastischen Ringe 30 zusammendrücken. Dadurch wird ein Verkeilen der Bremsringe innerhalb der Buchsen 15 verhindert. Dementsprechend zuverlässig wandern die Bremsringe 18, i8a wieder.in die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausgangspositionen.

Der dritte Hammer bzw. Bohrhammer 2b hat eine Buchse 15b und einen Bremsring 38b, bei denen die gegeneinander gerichteten Flächen 17b und 20b einen größeren Winkel als in den beiden ersten Ausführungsbeispielen einschließen. Dieser Winkel beträgt wenigstens 10, vorzugsweise mehr als 12 Grad. Infolgedessen wird der Bremsring 18b auch ohne Unterstützung durch Vibrationen des Bohrhammers 2b zur Axialanschlagfläche 16, also dem Schläger 7 entgegen, wandern. Da dies die Gefahr in sich birgt, daß der Bremsring 18b über die Fläche 22b den Schläger 7 zu rasant in Richtung des Luftpolsters 8 beschleunigt, wodurch der Schläger erneut und ungewollt zu arbeiten beginnen könnte, ist ein zusätzlicher Bremsring k2 vorgesehen. Dieser Bremsring k2 ist in eine Umfangsnut U3 radial beweglich eingelegt. Diese Umfangsnut U 3 befindet sich in einem Zylinder 6b, der den Schläger 7 längsverschiebbar aufnimmt, nahe bei der Axialanschlag-

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fläche ΐβ, die an den Zylinder 6b angearbeitet ist. Angrenzend an die Stirnfläche 22b hat der Schläger 7 eine Kegelstumpffläche kk, die bei Leerschlägen gegen den Ring k2 trifft und diesen aufweitet, so daß der Schläger 7 durch diesen Ring k2 hindurch auf den Bremsring 18b trifft·. Der Ring \2 wirkt ebenfalls als Bremse für den Schläger 7· Der Ring k2 sorgt am Ende eines Leerschlages dafür, daß nach einer eventuellen Beschleunigung des Schlägers mittels des Bremsrings 18b in Richtung des Luftpolsters 8 der Schläger 7 stillgesetzt wird, so daß es nicht in unerwünschter Weise zu schlagen beginnen kann.

Anstelle des bolzenartig gestalteten Zwischendöppers 23, der zusammen mit seinem O-Ring 27 die Aufgabe hat, den Eintritt von Gesteinsstaub in die Leer schlagbremsen 21, 21a, 21b zu verhindern, kann eine abgedichtete Spindel mit einer in an sich bekannter Weise ausgestalteten Werkzeugaufnahme oder mit einem Werkzeugaufnahmefutter eingebaut werden. Diese das Werkzeug in Richtung einer Arbeitsstelle beschleunigende Spindel bzw. Werkzeugaufnahme kann über Zahnräder in bekannter, beispielsweise in einer in der US-PS 3 170 523 beschriebenen Weise drehbar gelagert sein und mittels eines Drehantriebs gedreht werden.

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Claims

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ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Ansprüche

1 J Hammer., insbesondere Bohrhammer, mit einer Werkzeugauftiahme (1 h) und mit einem Schlagwerk, dessen Schläger (7, 7a, 7b) eine Leerschlagbremse (21, 21a, 21b) zugeordnet ist, die in einer Führungsbohrung·(17, 17b) einen auf seiner ganzen Länge geschlitzten Bremsring (18, 18a, 18b) enthält, der koaxial vom Schläger (7, 7a, 7b) getroffen wird und seinen Durchmesser elastisch verändert und sich dabei gegen demzufolgende ansteigende Feibungsbremskräfte verschiebt und sich dabei von einer ringförmigen Axialanschlagfläche (16) entfernt, die sich an dem Schlagwerkseiten Ende der Führungsbohrung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Werkzeugaufnahme (1U) sich die Führungsbohrung (17, 17b) konisch verengt, und daß der geschlitzte Bremsring (18, i8a, 18b) außen ebenfalls konisch ist und derart mit Vorspannung in die Führungsbohrung (17, 17b) eingesetzt ist, daß er in einer durch die Axialanschlagfläche (16) bestimmten Ausgangsstellung radial gegen die Führungsbohrung (17, 17b) drückt.
2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung einen Winkel von etwa k bis 12 Grad einschließt.

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3. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung einen Winkel einschließt, der größer als 10 Grad ist, und daß ein zweiter Bremsring (k2) angeordnet ist, der radial elastisch aufweitbar und in axialer Richtung festgelegt ist und in den der Schläger (7) bei einem Leerschlag reibend eintaucht.
k. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schläger (Ta) an seinem der Werkzeugaufnahme zugewandten Ende einen Ansatz mit kegeliger Außenfläche (39) hat, mit der er in den geschlitzten Bremsring (i8a) eintaucht, und daß der Bremsring (i8a) eine zugeordnete kegelige Innenfläche (ho) aufweist.
5· Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrung (17, 17b) innerhalb einer außenzylindrischen Buchse (15₅ 15b) angeordnet ist,und daß die Buchse in eine Bohrung (10) im Gehäuseteil (U) des Hammers axial fixiert eingesetzt ist.
6. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Leerschlagbremse (21, 21a, 21) durch Dichtungsmittel (2) gegen das Eindringen von Staub gesichert ist.
7. Hammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel (27) als O-Ring ausgebildet sind und an einen Zwischendöpper (23) angrenzen.