DE3342879A1

DE3342879A1 - Bohrhammer mit einem schlagwerk

Info

Publication number: DE3342879A1
Application number: DE19833342879
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. Dr. 7312 Kirchheim Wolf
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1983-11-26
Filing date: 1983-11-26
Publication date: 1985-06-05

Description

Bohrhammer mit einem Schlagwerk
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer mit einem Schlagw das ein zylindrisches, mit Luftsteuerungsöffnungen versehenes Füh rungsrohr enthält, in dem ein über einen Motor betätigbarer Antri kolben gleitend geführt ist, der auf pneumatischem Weg einen im F rungsrohr axial frei beweglichen Schlagkörper in eine Hin- und He bewegung versetzt, welcher seine Energie unmittelbar oder über ei Döpper an ein im Hammer geführtes Werkzeug abgibt.
Bei derartigen Bohrhämmern ist zur Erzeugung des den Schlagkörper beschleunigenden Luftpolsters und damit zur Aufrechterhaltung eir gleichmäßigen Schlagleistung eine wirksame Abdichtung der Pufferzone wichtig. Zu diesem Zweck ist der Schlagkörper und gegebenenfalls auch der Antriebskolben je nach dessen Ausführung als Voll-oder Hohlkolben mit Dicht- oder Gleitringen versehen. Diese Dicht oder Gleitringe sind im allgemeinen als O-Ringe oder sogenannte Lippendichtringe ausgebildet. Derartige Dichtringe bewirken eine gewisse Erhöhung der Reibung des Schlagkörpers bzw. des Antriebs bens und sind außerdem Verschla¼ßteile, die in bestimmten Interva] ausgewechselt werden müssen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei elektropneumatischen Bohrhämmer eine wirksame Abdichtung der Pufferzone'zumindest unter weitgehf dem Verzicht auf Dichtringe aus Gummi oder dergl. Material zu erz len und die Reibungsverhältnisse zwischen der Innenwandung des Fi rungsrohrs und dem Schlagkörper sowie dem Antriebskolben bzw. im Falle eines Hohlkolbens als Antriebskolben zwischen dessen Innen wandung und dem Schlagkörper zu verbessern, ferner gegebenenfall auch zwischen der Außenwandung des Hohikolbens und der Innenwandu des Führungsrohrs.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens das zylindrische Führungsrohr und der sich relativ zu diesem bew -gende Antriebskolben und/oder der axial im Führunsgrohr oder ir Antriebskolben frei bewegliche Schlagkörper mindestens teilsweise aus einem keramischen Werkstoff bestehen.
Mit dieser Maßnahme wird zugleich der Vorteil erzielt, daß die Kaltstarteigenschaften von pneumatischen Bohrhämmern der in Rede stehenden Art verbessert werden und ein geringeres Baugewicht sowie eine bessere Wärmebeständigkeit des Schl;gwerks erzielt wir-d.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung beinhaltende Maßnahmen sind in den Patentansprüche 1 bis 15 angegeben.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die der Schlagwerks- und Getriebeteil eines elektropneumatischen Bohrhamr..e im Teillängsschnitt wiedergibt, erläutert.
Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, treibt das auf der Welle 1 des nicht gezeichneten Antriebsmotors angeordnete Ritzel 2 über ein Zahnrad 3 die Vorgelegewelle 4 an. Die Vorgelegewelle ist motorseitig in einem Lagerschild 5 mittels eines Nadellagers 6 und abtriebsseitig in einem Auge 7 des Getriebegehäuses 8 mittels eines Kugel lagers 9 drehbar gelagert. Frei drehbar auf der Vorgelegewe;l ist ein Taumelkörper 10 angeordnet, der ein Kugellager 11 trägt, c dessen Außenring 12 ein Zapfen 13 angebracht ist, der einen sphärisch gerundeten Kopf 14 aufweist, welcher in einer Buchse 15 geführt ist, die in einem Ansatz 16 des hier als Hohlkolben 17 ausE bildeten.Antriebsglieds angreift.
Auf der Vorgelegewelle ist eine Kupplungshülse 18 Iängsverschiebb; jedoch unverdrehbar angeordnet, die Kupplungsklauen 19 besitzt, welche mit korrespondierenden Kupplungsklauen 20 des TaumelkörperX in Eingriff bringbar sind.
Die Axialverschiebung der Kupplungshülse erfolgt mittels einer nicht dargestellten, von außen betätigbaren Handhabe, welche in die nutförmige Ausnehmung 21 der Kupplungshülse eingreift. Im Kupplungsfall führt der Taumelkörper 10 bei rotierender Vorgelegewelle 4 eine Drehbewegung aus, die eine oszillierende Bewegung des Zapfens 13 zur Folge hat, so daß der Antriebskolben 17 in eine Hin- und Herbewegung versetzt wird. Aufgrund der hierdurct periodisch erzeugten Kompressions- und Saugkräfte wird der frei bc wegliche Schlagkörper 22 hin und herbewegt. Bei der Vorwärtsbewe gung des Schlagkörpers überträgt er seine kinetische Energie auf einen Döpper 23, der entsprechend beschleunigt wird und auF das Schaftende des Werkzeugs auftrifft. Die Anzahl der auf diese Weis auf das Werkzeug ausgeübten Schläge hängt von der Drehzahl des Antriebsmotors und vom Übersetzungsverhältnis des Motorritzels 2 und dem Zahnrad 3 ab. Bei rotierender Vorgelegewelle 4 wird über das abtriebsseitig gelegene Vorgelegewellenzahnrad 24 das Spindel zahnrad 25 angetrieben, das fest auf der Bohrspindelhülse 26 sitzt und das Werkzeug 27 in Drehung versetzt.
Das zylindrische Führungsrohr 28 kann, wie im unterhalb der strict punktiert angedeuteten Achse befindlichen Teil der Zeichnung veranschaulicht ist, vollständig aus einem keramischen Werkstoff, be spielsweise aus Siliziumkarbid, bestehen oder, wie es im oberen Teil der Zeichnung dargestellt ist, eine Gleitbuchse 29 aus einem solchen Material enthalten. Diese Gleitbuchse ist auch im unteren Teil der Zeichnung angedeutet. Der Antriebskolben 17 besteht eben falls aus einem keramischen Werkstoff, und zwar wegen seiner Doppelgleitfunktion (Bewegung relativ zum Führungsrohr 28 und Bewegu des Schlagkörpers 22 relativ zum Antriebskolben 17) zweckmäßigerweise vollständig. Der Schlagkörper 22 kann lediglich im Bereich seiner Außenwandung mit einem Mantel aus Siliziumkarbid versehen sein, und, falls aus Massegründen erforderlich, einen Kern aus einem Material höheren spezifischen Gewichts enthalten, desgleich der Döpper 23.
Die Innenwandung der Bohrspindelhülse 26 und gegebenenfallsaucn die Innenwandung weiterer Führungsteile für den Döpper 23 weisen zweckmäßigerweise ebenfalls eine Auskleidung aus keramischem Material auf.
Der auf der Vorgelegewelle 4 sitzende Taumelkörper 10 besteht ganz oder teilweise aus Siliziumkarbid, ebenso wie der Zapfen 13 und sein sphärischer Kopf 14. Dementsprechend kann auch für die als Lagerung und Führung für den Kopf 14 dienende Buchse 15 ein keramisches Material gewählt werden.
Es besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, im Bedarfsfall weitere Bauelemente des Bohrhammers wie Wellen, Lager etc. aus einem keramischen Werkstoff herzustellen.
Als keramischer Werkstoff eignet sich insbesondere gesintertes Siliziumkarbid. Um optimale Reibungsverhältnisse und gute Lauf-bzw. Gleitverhältnisse zu erzielen, kann das gesinterte Siliziumkarbid mit Graphit durchsetzt sein.
Die Mittelachse 10' des Taumelkörpers 10 verläuft unter einem Winkel 6 geneigt zur Achse 4' der Vorgelegewelle. Der Winkel d wird dabei entsprechend der jeweiligen Forderung gewählt.
Mit 30 und 31 sind in der Wandung des Antriebskolbens 17 angebrachte Lüftungsöffnungen zur pneumatischen Steuerung des Schlackö pers 22 bezeichnet, welche mit Öffnungen 32 in der Gleitbuchse 0 korrespondieren. Der Antriebskolben weist ferner eine Einschnürunc auf, so daß ein ringförmiger Steuerungsluftspalt 33 vorhanden ist.
Die Öffnung 34 dient als Leerlauföffnung.
Anstelle eines Taumelantriebs, wie er bei der beispielsweisen Ausführungsform eines Bohrhammers nach der Zeichnung verwirklicht ist kann der die Rotationsbewegung der Welle des Antriebsmotors in ein Hin- und Herbewegung des Antriebskolbens versetzende Teil des Schlagwerks beispielsweise auch durch eine Kurbel mit Exzenterzapfen verkörpert sein, der in das rückwärtige Lager eines den Antriebskolben betätigenden Pleuels eingreift. Dabei können die Kurbel, der Exzenterzapfen sowie auch der Pleuel ganz oder teilweise aus einem keramischen Werkstoff bestehen.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche Bohrhammer mit einem Schlagwerk, das ein zylindrisches, mit Luftst euerungsöffnungen versehenes Führungsrohr enthält, in dem ein über einen Motor betätigbarer Antriebskolben gleitend geführt isder auf pneumatischem Weg einen im Führungsrohr axial frei bewec lichen Schlagkörper in eine Hin- und Herbewegung versetzt, welcher seine Energie unmittelbar oder über einen Döpper an ein im Hammer geführtes Werkzeug abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das zylindrische Führungsrohr (28) und der sich relativ zu diesem bewegende Antriebsleolben (17) und/oder der axial im Führungsrohr oder im Plntriekskolben frei bewegliche Schlagkörper (22) mindestens teilweise aus einem keramischen Werkstoff bestehen.
2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lauffläche bildende Innenmantelfläche des zylindrischen Führungs rohres (28) und/oder die als Gleitfläche dienende Außenmantelfläche des Antriebskolbens mit einer Schicht aus keramischem Werkstoff versehen sind.
3. Bohrhammer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die die Gleitfläche bildende Innenmantelfläche des Antriebskolbens (17) und die als Gleitfläche wirksame Außenmantelfläche des Schlagkörpers (22) einen Belag aus einem keramisch Werkstoff aufweisen.
4. Bohrhammer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Döpper (23) wenigstens teilweise aus einem keramischen Material besteht.
5. Bohrhammer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Führung für den Döpper (23) dienende Spindelhulse (26) mindestens im Bereich ihrer Führungsfläche aus keramischem Werkstoff besteht oder einen solchen Werkstoff enthält.
6. Bohrhammer nach einem oder mehreren der vorh-rgehenden hnsprt dadurch qekennzeichnet, daß die die Rotationsbewecung der We des Antriebsmotors in eine Linearbewegung des Antriebskolben umsetzenden Teile des Schlagwerks ganz oder teilweise aus ei keramischen Werkstoff bestehen.
7. Bohrhammer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansp dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Vorgelegewelle (4) den Drehantrieb der Spindelhülse (26) ausgerüstet ist und di der Vorgelegewelle befindlichen Zahnräder (3,24) und/oder da mit der Spindelhülse vereinigte Zahnrad (25) ganz oder teilw aus einem keramischen Werkstoff bestehen.
8. Bohrhammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager für die Spindelhülse und für die Vorgelegewelle mindes teilweise aus einem keramischen Werkstoff bestehen.
9. Bohrhammer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspr dadurch gekennzeichnet, daß als die Rotationsbewegung der We des Antriebsmotors in eine Hin- und Herbewegung des Antriebs bens umsetzender Teil des Schlagwerks ein Taumelantrieb dien der mindestens zum Teil aus einem keramischen Material beste
10. Bohrhammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Taumelantrieb durch ein mit einem radial verlaufenden Stößel versehenes Kugellager (11) und einem dieses aufnehmenden, ei schräg zur Achse (4') der Vorgelegewelle (4) verlaufende Mit achse (10') aufweisenden Taumelkörper (10) verwirklicht ist, wobei der Stößel (13) ein sphärisch ausgebildetes Kopfteil besitzt, das in eine Führungshülse (15) eingreift, die in ei Ansatz (16) des Antriebskolbens (17) untergebracht ist.
11. Bohrhammer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Taumelkörper (cd), das Kugellager (11), der Radialstößel (tS) und der sphärisch gerundete Kopf (14) ganz oder teilweise aus einem keramischen Werkstoff bestehen.
12. Bohrhammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rotationsbewegung der Welle des Antriebsmotors in eine Hin- und Herbewegung des Antriebskolbens versetzende Teil des Schlagwerks eine Kurbel mit Exzenterzapfen umfaßt, der in das rückwärtige Lager eines den Antriebskolben betätigenden Pleuels eingreift, und daß die Kurbel, der Exzenterzapfen und der Pleuel ganz oder teilweise aus einem keramischen Werkstoff bestehen.
13. Bohrhammer nach den Ansprüchen 1 bis1 il dadurch gekennzeichnet, daß der Taumelkörper (10) drehbar auf der Vorgelegewelle (4 ) angeordnet ist und mittels einer auf der Vorgelegewelle befindlichen, von außen über eine Handhabe betätigbaren Kupplungshülse (18) oder dgl.~ mit der Vorgelegewelle kuppelbar ist, und daß der Werkstoff für die Kupplungshülse wenigstens zum Teil keramischer Art ist.
14. Bohrhammer nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß der keramische Werkstoff aus gesintertem Siliourrkarbid besteht.
15. Bohrhammer nach, den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß das gesintete Siliciumkarbidd Graphit enthält.