DE69302524T2

DE69302524T2 - Werkzeughalter für einen hydraulischen Schlaghammer

Info

Publication number: DE69302524T2
Application number: DE69302524T
Authority: DE
Inventors: Jean Sylvain Comarmond; Bernard Piras
Original assignee: Montabert SAS
Current assignee: Montabert SAS
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2013-06-16
Also published as: CA2098452C; FI932745A; AU666014B2; CA2098452A1; DE69302524D1; EP0575270B1; FI104155B; ES2088250T3; FI104155B1; FI932745A0; EP0575270A1; AU4127393A; ATE137698T1; ZA934287B; FR2692187B1; GR3020358T3; JPH0639744A; US5388842A; FR2692187A1

Description

Schlagwerkzeuge, die mittels eines unter Druck stehenden Fluids bewegt werden und gemeinhin als Schlaghammer bezeichnet werden, sind Hochleistungswerkzeuge und werden auf Trägermaschinen installiert. Sie weisen einen im allgemeinen aus mehreren Teilen bestehenden, mittels Schrauben oder Spannstangen zusammengebauten Körper auf. Diese Teile können nach zwei Funktionen gruppiert werden:
- dort, wo die oberen Teile des Schlaghammers die Gesamtheit des Schlagmechanismus und insbesondere den Schlagkolben tragen,
- dort, wo die unteren Teile insbesondere das zur Übertragung der Stöße auf den Felsen dienende Werkzeug tragen. Diese unteren Teile des Körpers werden allgemein als Vorderführung bezeichnet.
Um ein gutes Funktionieren des Schlaghammers zu erreichen, muß die Vorderführung bezüglich des Werkzeugs eine gewisse Anzahl an Funktionen gewährleisten:
- die Führung, d. h. die Beibehaltung der koaxialen Ausrichtung zwischen dem Schlagkolben und dem Werkzeug sowie das Ertragen der durch die Trägermaschine bewirkten Biegebeanspruchungen. Diese Funktion wird allgemein durch eine obere Führungslagerfläche und eine untere Führungslagerfläche gewährleistet,
- die Rotationssperre über abnehmbare, allgemein als Klammern bezeichnete Teile, die das durch das Eindringen des Werkzeugs in das Gelände erzeugte Widerstandsmoment ertragen,
- die Achsenbeibehaltung des werkzeugs, wenn dieses dazu neigt, aus der Vorderführung zu entweichen. Diese Funktion wird ebenfalls durch Klammern gewährleistet, die zwischen der oberen Führungslagerfläche und der unteren Führungslagerfläche angeordnet sind.
Die bekannten Lösungen zur Gewährleistung dieser Funktionen haben allesamt gemeinsame Merkmale. Die Führung des Werkzeugs erfolgt auf zylindrischen Lagerflächen mit entweder gleichen Durchmessern oder unterschiedlichen Durchmessern. Die Rotationssperre und die Achsenbeibehaltung des Werkzeugs erfolgen über eine oder mehrere zylindrische oder mit Abflachungen versehene abnehmbare Klammern, wie in der FR-A-2 248 914 beschrieben.
Die US-A-1 798 257 beschreibt einen Schlaghammer, der ein Werkzeug mit polygonalem Querschnitt aufweist, das in Führungseinrichtungen mit komplementärem Querschnitt eingreift.
Berücksichtigt man das Ausmaß der durch die Trägermaschine auf den Schlaghammer ausgeübten Belastungen, so sind die zwischen dem Werkzeug und seinen Führungslagerflächen erzeugten Berührungsdruckkräfte sehr groß. Hinzu kommt, daß die Schmierung dieser Führung nur sehr stark auf dem Zufall beruhend gewährleistet werden kann.
Diese Montage- und Funktionsbedingungen führen zu Fressern, raschen Verschlechterungen der zylindrischen Berührungsflächen, zur raschen Abnahme der Führungsgualität und zur Beschädigung der Klammern und der Klammerlagerflächen.
Diese Nachteile sind systembedingt, einerseits auf Grund der zu kleinen Oberflächen, die einander zwischen dem Werkzeug und seiner zylindrischen Führung wirklich berühren, und andererseits auf Grund der Doppelfunktion der Klammern. Es ist in der Tat mechanisch schwierig, abnehmbare Klammern mit großen Abmessungen zu bauen, die gleichzeitig die Achsenbeibehaltung des Werkzeugs und seine Rotationssperre auf breiten und daher wenig belasteten Flächen gewährleisten können.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Haltevorrichtung bereit, die diesen Nachteilen abhilft.
Hierfür ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der das Werkzeug koaxial zu einem Schlagkolben angeordnet in einer vorderen Führung gleitend gelagert ist, wobei obere und untere Führungseinrichtungen dazwischen liegen, und es in seinem Hub nach oben durch eine Anschlagsfläche bzw. nach unten mittels mindestens einer Klammer in Querrichtung begrenzt ist, welche zwischen den Führungseinrichtungen angeordnet ist und auch eine Einrichtung zur Achsenbeibehaltung des Werkzeugs in der Führung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die obere Führungseinrichtung, die sich auf der Seite der Schlagfläche des Kolbens befindet, einen Führungsbereich umfaßt, dessen Leitkurve Inflexionspunkte aufweist, welche Winkel zur Trennung von Facetten bilden, wobei dieser Bereich mit einem zumindest örtlich in das Werkzeug eingearbeiteten Bereich komplementären Schnitts zusammenwirkt, um dieses drehfest zu verkeilen, und daß andererseits die untere Führungseinrichtung aus einer zylindrischen Buchse besteht, die mit einem ebenfalls zylindrischen Bereich des Werkzeugs zusammenwirkt.
Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der beigefügten schematischen Zeichnung, die in nicht einschränkend auf zufassenden Beispielen mehrere Ausführungsformen dieser Vorrichtung zur Führung und drehfesten Verkeilung eines Betonschlagwerkzeugs darstellen.
Fig. 1 ist eine partielle Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt,
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht gemäß II-II von Fig. 1, welche die oberen Führungseinrichtungen des Werkzeugs von Fig. 1 zeigt.
Fig. 3 und 4 sind der Fig. 2 ähnliche Ansichten, die jedoch zwei andere Ausführungsformen der buchsenförmigen Führungseinrichtungen und des Werkzeugs zeigen,
Fig. 5 bis 10 sind der Fig. 2 ähnliche Querschnittsansichten, welche andere Ausführungsformen des Werkzeugs und der Führungseinrichtungen und insbesondere der auf Plättchen zurückgreifenden Führungseinrichtungen zeigen.
In Fig. 1 bezeichnet 2 die vordere Führung, die in bekannter Weise obere 3 und untere 4 Führungseinrichtungen für ein Werkzeug 5 aufweist, das koaxial zu einem Schlagkolben 6 angeordnet ist. Das Werkzeug wird in Längsrichtung in der vorderen Führung 2 mittels zweier in Querrichtung verlaufender Klammern 7 gehalten, welche diese vordere Führung durchqueren und jeweils mit einer Anschlagsfläche 8a zusammenwirken, die Bestandteil zweier in das Werkzeug 5 eingearbeiteter Aussparungen 8 sind.
In der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform hat das Werkzeug 5 erfindungsgemäß im oberen Teil einen polygonalen Querschnitt und unterhalb der Aussparungen 8 einen zylindrischen Querschnitt. Die unteren Führungseinrichtungen 4 bestehen aus einer Buchse mit einer zylindrischen Bohrung. Die drehfeste Verkeilung des Werkzeugs 5 bezüglich der vorderen Führung 2 wird durch die obere Führungseinrichtung 3 gewährleistet, die einen Führungsbereich aufweist, dessen Leitkurve Inflexionspunkte aufweist, die Winkel 10 zur Trennung zwischen den Facetten 12 bilden, und sie sozusagen nichtkreisförmige polygonale oder pseudopolygonale Formen hat.
In der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 hat das Werkzeug 5 einen quadratischen Querschnitt und wirkt mit den Buchsen 3a und 4a zusammen, welche die oberen und unteren Führungseinrichtungen bilden, die ebenfalls eine axiale Bohrung mit quadratischem Querschnitt haben.
In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform weist das Werkzeug 5b zwei Abflachungen 14 auf, welche die Facetten 12 bilden und mit einer Buchse 3c mit ähnlichem inneren Schnitt zusammenwirken.
Bei Fig. 4 ist das Werkzeug 5c in seinen Abflachungen 14 mit zwei konkaven Facetten 15 ausgestattet. Dieses Werkzeug wirkt mit einer zu ihm schnittgleichen Bohrung zusammen, die in eine durch die vordere Führung 2 gehaltene Buchse 3d eingearbeitet ist.
Wenn der Schlaghammer auf dem Felsen aufsitzt, sitzt das obere Ende des Werkzeugs auf einer Anschlagsfläche 11 auf, die in die vordere Führung 2 eingearbeitet ist, um seinen Eingriff zu begrenzen. Die auf das Werkzeug übertragene Biegebeanspruchung wird durch die Reaktionskräfte kompensiert, die auf die Facetten 12 der Führungseinrichtungen 3a-3b einwirken.
Fig. 1 zeigt, daß die Spiele in Querrichtung J1-J2 zwischen dem Werkzeug 5 und den Führungseinrichtungen 3 und 4, bei welcher Ausführungsform auch immer, kleiner als das zwischen den Klammern 7 und dem Boden der Aussparungen eingearbeitete Spiel J sind, damit das Werkzeug auf keinen Fall bei seinen Bewegungen in Querrichtung mit den Klammern in Berührung kommen kann.
Wenn das Werkzeug tief in den Boden eingeführt wird und ein Widerstandsmoment an der Gesamtheit des vorderen Teils des Gerätes angreift, wird das Werkzeug mittels seiner breiten aktiven Facetten drehfest verkeilt, die mit den Facetten gegenüber der Führungseinrichtung 3 in Berührung kommen. Das Spiel J wird ebenfalls derart bestimmt, daß die Klammern 7 unter Arbeitsbedingungen nicht mit dem Werkzeug in Berührung kommen können.
Wenn das Werkzeug nicht mehr aufsitzt, kommen die Halteklammern 7 mit den Anschlagsflächen 8a der Aussparungen 8 in Eingriff und bewirken somit, daß das Werkzeug in der vorderen Führung des Schlaghammers gehalten wird.
Die in den Figuren 5 bis 10 dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich von den vorhergehenden durch die Tatsache, daß die Führungseinrichtung 3 nicht aus einer Buchse besteht, sondern aus mindestens zwei Paaren gegenüberliegender Plättchen 20, die in der vorderen Führung 2 eingebaut sind. Diese Plättchen können auf die vier Seiten eines Quadrats oder eines Rechtecks verteilt werden und können ebene aktive Flächen, wie bei 21 in den Figuren 5 und 6 gezeigt, konkave aktive Flächen, wie bei 22 in den Figuren 7 und 8 gezeigt, oder konvexe Flächen, wie bei 23 in den Figuren 9 und 10 gezeigt, aufweisen. Ihre Rückfläche kann je nach der Form der Fläche, an der sie anliegen, eben oder konvex sein.
Bei allen diesen Ausführungsformen begrenzen die Plättchen einen Führungsbereich, dessen Leitkurve Inflexionspunkte aufweist, welche Kanten 10 und ebene oder krummlinige Facetten begrenzen. Selbstverständlich ist der Querschnitt des Werkzeugs 5 komplementär zu demjenigen des Führungsbereichs, wie schon in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben.
Die auf Grund des Widerstandsmoments auftretenden Beanspruchungen werden somit durch die Plättchen 20 aufgefangen, während die Führung des unteren Teils des Werkzeugs durch die zylindrische Buchse 4 gewährleistet und die Achsenbeibehaltung durch die Klammern 7 gewährleistet wird.

Claims

1. Haltevorrichtung für das Werkzeug eines hydraulischen Schlaghammers, bei dem das Werkzeug (5) koaxial zu einem Schlagkolben (6) angeordnet in einer vorderen Führung (2) gleitend gelagert ist, wobei obere (3) und untere (4) Führungseinrichtungen dazwischen liegen, und es in seinem Hub nach oben durch eine Anschlagsfläche (11) bzw. nach unten mittels mindestens einer Klammer (7) in Querrichtung begrenzt ist, welche zwischen den Führungseinrichtungen angeordnet ist und auch eine Einrichtung zur Achsenbeibehaltung des Werkzeugs in der Führung (2) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die obere Führungseinrichtung (3), die sich auf der Seite der Schlagfläche des Kolbens befindet, einen Führungsbereich umfaßt, dessen Leitkurve Inflexionspunkte aufweist, welche Winkel (10) zur Trennung von Facetten (12) bilden, wobei dieser Bereich mit einem zumindest örtlich in das Werkzeug eingearbeiteten Bereich komplementären Schnitts zusammenwirkt, um dieses drehfest zu verkeilen, und daß andererseits die untere Führungseinrichtung (4) aus einer zylindrischen Buchse besteht, die mit einem ebenfalls zylindrischen Bereich des Werkzeugs zusammenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zur Führung der Translation und der drehfesten Verkeilung durch die Bohrung einer Führungsbuchse (3a) begrenzt ist und mindestens zwei Paare aktiver und gegenüberliegender Facetten (12) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zur Führung der Translation und der drehfesten Verkeilung durch mindestens zwei Paare unabhängiger, gegenüberliegender Plättchen (20-33-35) begrenzt ist, die in die Bohrung des Führungskörpers eingebaut sind und jeweils eine aktive Facette aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Facette (21-34) mit mindestens zwei gegenüberliegenden Plättchen (20-33-35) eben ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Facette (23) mit mindestens zwei gegenüberliegenden Plättchen (20) konvex ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Facette (22) mit mindestens zwei gegenüberliegenden Plättchen (20) konkav ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Plättchen (20) einen ebenen Rücken zur Abstützung an einem ebenen Teil der zu seiner Aufnahme dienenden Bohrung aufweist.