DE3334784C2

DE3334784C2 - Kontinuierlich rotierend angetriebene Schlagbohrmaschine

Info

Publication number: DE3334784C2
Application number: DE3334784A
Authority: DE
Inventors: Hannu Nokia Paasonen; Pekka Tampere Salmi
Original assignee: OSAKEYHTIOE TAMPELLA TAMPERE FI AB
Current assignee: OSAKEYHTIOE TAMPELLA TAMPERE FI AB
Priority date: 1982-09-27
Filing date: 1983-09-26
Publication date: 1986-01-30
Also published as: AU557508B2; FR2538291A1; IT1168726B; DE3334784A1; FI67126B; FI67126C; FI823315L; JPS5976392A; CA1227093A; AU1917183A; FI823315A0; ZA836831B; SE8305170D0; FR2538291B1; SE8305170L; SE457461B; JPS633112B2; IT8322988A0; US4736806A; IT8322988A1

Abstract

Die kontinuierlich angetriebene Schlagbohrmaschine hat ein Gehäuse, in dem drehbar und axial gleitend verschiebbar ein Bohrerschaft gelagert ist, der auf die Bohrstange schlagend einwirkt. Im Gehäuse befindet sich eine Schlagvorrichtung für den axialen Antrieb und ein motorisch angetriebenes Getriebe für den Drehantrieb des Bohrerschaftes. Der Bohrerschaft hat eine Verzahnung, in welche ein angetriebenes Zahnrad eingreift und die in bezug auf dieses Zahnrad axial verschiebbar ist, so daß die Berührungsflächen der Zahnflanken aufeinander abrollen und stetig wechseln. Die Zahnkränze können dadurch gekühlt und gut geschmiert werden.

Description

schaft 2 gelagert ist, an dem die (nicht dargestellte) Bohrstange lösbar befestigt ist Von dem Schlagantrieb ist nur der axial beweglich gelagerte Schilagkolben 3 gezeigt An dem Gehäuse ist der Motor 5 einer Antriebseinrichtung 4 für den rotierenden Antrieb des Bohrers montiert F i g. 1 zeigt nur das vordere Ende der Schlagbohrmaschine, die im übrigen den üblichen Aufbau aufweist

Auf der Welle des Antriebsmotors 5 sitzt ein Zahnrad 6, das ein Zahnrad 7 antreibt welches auf einer mit beiden Enden in Sackbohrungen des Gehäuse« gelagerten Achse sitzt Die Stirnfläche des einen Endes der Achse hat zu der ihr gegenüberliegenden Fläche der Sackbohrung einen geringen Abstand. An einem im Durchmesser vergrößerten Bund des Bohrerschaftes 2 ist ein Zahnkranz 8 ausgeformt, der eine Außenverzahnung des Schaftes bildet welche mit dem Zahnkranz 9 des Zahnrades 7 in Eingriff steht

Der Zahnkranz 8 hat eine größere axiale Erstreckung als der Zahnkranz 9 des Zahnrades 7, so daß die Eingriffsstellung der beiden Zahnkränze 8 und 9 beim Hub des Bohrerschaftes im wesentlichen über die ganze axiale Erstreckung der Zahnkränze aufrechterhalten bleibt

Nach F i g. 1 ist eine Schrägverzahnung der Zahnräder bzw. des Bundes des Bohrerschaftes 2 vorgesehen. Dadurch wird die Flächenberührung an den Zahnflanken während der axialen Bewegung des Bohrerschaftes verbessert. Die Zahnschrägung kann bis zu 10° betragen, am günstigsten ist eine Schrägung etwa von 1° bis 5°. Die Richtung der Schrägung in bezug auf den Drehsinn des Bohrers ist danach zu wählen, ob die Flächenberührung während der Schlagbewegung oder während des Rückhubes verbessert werden soll.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein übliches Zahnrad 7 als Zwischenrad in der Antriebsverbindung zwischen dem Zahnrad 6 und dem Bohrerschaft vorgesehen. Es ist aber auch möglich, die Verzahnung des Bohrerschaites direkt vom Zahnrad 6 der Motorwelle antreiben zu lassen.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 2 und 3 ist im Gehäuse ein Hohl-Zahnrad 17 mit seinen stirnseitigen Flanschen drehbar gelagert. Dieses Zahnrad hat eine Innenverzahnung 19 mit größerem Durchmesser als die Außenverzahnung 18 am Bund des Bohrerschaftes 2 und ist zu dessen Achse exzentrisch angeordnet. Die Innenverzahnung 19 greift auf der dem Antriebszahnrad 6 gegenüberliegenden Seite in die Außenverzahnung 18 ein, die hier so ausgebildet ist, daß der Zahngrund an dem vom Schlagkolben 3 abgewandten Ende bogenförmig bis zur zylindrischen Mantelfläche des Schaftbundes bzw. des Zahnkranzes 18 ansteigt (F i g. 2). Die axiale Erstreckung des am Bohrerschaft 2 ausgebildeten Zahnkranzes 18 ist auch bei dieser Ausführungsform größer als diejenige des eingreifenden Zahnkranzes 19. Das Zwischenrad 17 hat außerdem eine Außenverzahnung 20 für den Eingriff des Antriebszahnrades 6.

Die Zahnkränze 18 und 19 haben Geradverzahnung, es könnte aber auch eine andere geeignete Verzahnung gewählt werden.

Der Bohrerschaft kann an seinem Zahnkranz direkt von einer Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise vom Innengehäuse eines Flüssigkeitsmotors angetrieben werden, dessen Außengehäuse und Innengehäuse gegeneinander drehbar sind, wobei an dem Innengehäuse eine Verzahnung ausgebildet Ist
Es können auch zwei oder mehr Motoren vorgesehen sein, die den Bohrerschaft über Getriebe an verschiedenen Seiten antreiben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Um diese Nachteile zu vermeiden, sind für die Zahnflan- Pateniansprüche: ken schon die verschiedensten Werkstoffe verwendet worden, jedoch mit ziemlich schlechtem Resultat Zur

1. Kontinuierlich rotierend angetriebene Schlag- Verminderung der spezifischen Flächenpressung wurde bohrmaschine, mit einem Gehäuse, in dem drehbar 5 Flächendruck auf mehrere Zähne und eine möglichst und axial verschiebbar ein die Bohrstange antreiben- große Fläche verteilt

der Bohrerschaft gelagert ist, der über eine Verzah- Die bekannten Ausführungen haben auch konstrukti-

nung von einem Drehantrieb und außerdem von ei- ve Nachteile. So ist die in der Nuthülse oder Mantelhül-

ner Schlageinrichtung mit axialem Hub angetrieben se ausgeformte Innen-Geradverzahnung ungünstig,

ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver- io weil ihre Teilungsgenauigkeit gering ist und nur ein Teil

zahnung (8; 18) des Bohrerschaftes (2) in direkter der Zähne tragende Flanken bildet Auch ist die Qualität

Antriebsverbindung mit der Verzahnung (9; 19) ei- der Zahnflanken schlecht, was zu großen örtlichen Flä-

nes angetriebenen Zahnrades (7; 17) steht und gegen chendrücken und damit zu Schaden an der Verzahnung

diese Verzahnung (9; 19) axial verschiebbar ist führt Außerdem kann zwischen den aufeinander glei-

2. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge- is tenden Zahnflächen keine gute Schmierung erreicht kennzeichnet, daß in die Verzahnung (8) des Bohrer- werden, was den Verschleiß zusätzlich erhöht. Die Herschaftes (2) die Außenverzahnung (9) eines Zahnra- stellung der bekannten Konstruktionen ist überdies teudes \7) eingreift, das direkt oder über ein oder meh- er, und es entstehen hohe Kosten für die Ersatzteile,
rere Geiriebeglieder vom Drehantrieb (4) angetrie- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ben ist 20 Schlagbohrmaschine so auszubilden, daß an der Verzah-

3. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge- nung des Bohrerschaftes möglichst geringe Erwärmung kennzeichnet, daß in die Verzahnung (18) des Boh- auftritt und eine zuverlässige Schmierung möglich ist
rerschaftes (2) die Innenverzahnung (19) eines den Diese Auigabe wird gemäß der Erfindung mit den Bohrerschaft umgebenden Hohlrades (17) eingreift, kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 das direkt oder indirekt von dem Drehantrieb (4) 25 gelöst

angetrieben ist. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion sollen die

4. Bohrmaschine nach Anspruch 3, dadurch ge- Berührungsflächen an den Zähnen der ineinandergreikennzeichnet, daß das Hohlrad (17) Bestandteil eines fenden Verzahnungen des Bohrerschaftes und des An-Rotationsmotors ist triebszahnrades aufeinander abrollen und wechseln

5. Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 30 ständig, so daß keine unmittelbar aufeinanderfolgenden, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze (8 axialen Bewegungen an derselben Stelle auftreten und und 9) des Bohrerschaftes (2) und des Antriebszahn- die Belastung durch den Flächendruck gering ist. Die rades (7) schräg verzahnt sind. Berührungsflächen können bis zur folgenden Berührung

6. Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis abkühlen und infolge ihrer periodischen Trennung gut 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze (18 35 geschmiert werden.

und 19) des Bohrerschaftes (2) und des Antriebs- Die Zahnkränze des Bohrerschaftes und des antrei-

zahnrades (17) geradverzahnt sind. benden Zahnrades können im Rollverfahren hergestellt

werden, wodurch die Verzahnungen genauer sind und

daher an den Zahnflanken keine übermäßige spezifische

40 Flächenpressung entsteht, weil die Belastung auf alle gleichzeitig in Eingriff befindlichen Zähne gleichmäßig

Die Erfindung betrifft eine Schlagbohrmaschine nach verteilt wird,

dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Es hat sich überraschend gezeigt, daß trotz der Über-

Bei Schlagbohrmaschinen wird eine Bohrstange kon- tragung des sehr hohen Drehmomentes über nur einige, tinuierlich rotierend und gleichzeitig axial in aufeinan- 45 gleichzeitig im Eingriff befindliche und axial gegeneinderfolgenden Hubbewegungen angetrieben. Zur Über- ander verschiebbare Zähne, die eine verhältnismäßig tragung des Drehmoments vom Drehantrieb auf den kleine Gesamt-Berührungsfläche haben, die Verschleiß-Bohrerschaft, an dem die Bohrstange befestigt ist, hat festigkeit der Verzahnung bedeutend höher ist als bei der Bohrerschaft eine Verzahnung, auf die das Drehmo- den bekannten Antrieben, bei denen die Zahl der an der ment mittels einer Nuthülse und einer Mantelhülse (z. B. 50 Kraftübertragung beteiligten Zähne und die Kraftüber-US-PS 30 82 741) oder auch nur einer Mantelhülse (z. B. tragungsflache wesentlich größer ist. Wegen des ver-US-PS 42 89 209) übertragen wird, welche mit einer der minderten Verschleißes ist die Standzeit des Bohrer-Verzahnung des Bohrerschaftes entsprechenden Nu- schaftes entsprechend höher und der Aufwand für Ertung versehen ist. Diese Verzahnungen rollen nicht auf- Satzteile geringer. Der Wegfall der üblichen teuren Nuteinander ab, sondern bilden eine drehfeste Nut-Zahn- 55 und/oder Mantelhülsen vereinfacht die Konstruktion, so Verbindung zwischen dem Bohrerschaft und der Nut- daß die Fertigungskosten und die Kosten für Ersatzteile oder Mantelhülse. geringer sind.

Die Übertragung des Drehmomentes ist bei dieser Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus

Antriebsverbindung problematisch, weil während der den übrigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung

Rotation, bei der die Verzahnungen nicht abrollend in- 60 und den Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsfor-

einandergreifen, vom Schlagantrieb periodisch 1500 bis men dargestellt sind. Es zeigt

Hübe pro Minute ausgeführt werden und dem F i g. 1 das vordere Ende der Schlagbohrmaschine im

Bohrerschaft bei jedem Arbeits- und Rückhub eine Axi- Axialschnitt,

albewegung aufgezwungen wird, deren Geschwindig- F i g. 2 eine andere Ausführungsform der Schlagbohr-

kcit etwa 5 bis 10 m/s beträgt. Dadurch entsteht an den 65 maschine in einer Darstellung entsprechend F i g. 1,

Zahnflächen Reibungswärme, deren hohe Temperatur Fi g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in F i g. 2.

zum Fressen der Zähne und zum Schmelzen des Werk- Die Schlagbohrmaschine hat ein Gehäuse 1, in dem H

stoffes führen kann. Es tritt daher schnell Verschleiß auf. drehbar und axial gleitend verschiebbar ein Bohrer- I