DE7246496U - Schlaggeraet - Google Patents

Description

DR.FRIEÖRICH E. MAYER 24.Nov.i976 DIPL-INC. A. PANTENBURC PATENTANWÄLTE G 72 46 496.1

Friedrich Dues, Maschinenfabrik, 7261 Neubulach • Schlaggerät

Das Gebrauchsmuster betrifft ein Schlaggerät zur Bearbeitung von Stein, Beton, Erz, Kohle, Netall und dgl., bei dem in einem Führungszylinder zwischen dem axial frei beweglichen Hammerbär und dem an einem Kurbelantrieb angelenkten Antriebskolben für den Hammerbär ein einziges", im mittleren Abschnitt (Luftkissenwanderabschnitt) des FührungsZylinders während des Schlagzyklus hin- und herwanderndes, stirnseitig von den etwa planen Stirnseiten von Hammerbär und Antriebskolben begrenztes, hermetisch abgeschlossenes Luftkissen liegt, das zur Ergänzung von Luftverlusten im Luftkissen über wenigstens eine Lüftungsöffnung im Führungszylinder mit der Atmosphäre oder dem Gehäuseraum in Verbindung gesetzt wird, wobei die Räume im IMihrungszylinder vor dem Hammerbär und hinter dem Antrieb3kolben mit dem Gehäuseraum des Schlaggerätes in Verbindung stehen.

Bei einem an sich bekannten Schlaggerät dieser Art steht die Lüftungsöffnung unmittelbar mit der Atmosphäre in Verbindung und liegt im Bereich der Vorderkante des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens und zwar mehr oder weniger hinter diesem Totpunkt. Durch eine Einrichtung (bzw. durch einen Hahn) kann durch Veränderung des Querschnitts der Lüftungsöffnung die Schlägstärke variiert und auf das Maximum eingestellt werden (USA-Patentschrift 1 461 460, S. 2, Z. 31-36; deutsche Gebrauchsmusterschrift 1 760 865, S. 4, Abs. 1).

Bei einem anderen an sich bekannton Schlaggerät der eingangs genannten Art liegt die ebenfalls mit der Atmosphäre in Verbindung otehendo Lüftungsöffnung unmittelbar vor der Vorderkante des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens. Die Ergänzung der Luftverluste im Luftpolster erfolgt dabei primär oder wenigstens teilweise während des Arbeitshubes des Antriebskolbens, ,nämlich dann, wenn eich der Antriebskolben im letzten Abschnitt seines Vorwärtshuboo aufgrund der

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Bewegungscharakteristik des Kurbelantriebes verlangsamt und "J~ der demzufolge dem Antriebskolben vorauseilende Hammerbär einen Unterdruck im Luftkissen erzeugt (deutsche Offenlegungsschrift 16 28 056). Dabei ist die Erzielung einer maximalen Schl^agstärke an die Voraussetzungen geknüpft, daß sich die Lüftungsöffnung im Bereich des vorderen Totpunktes des Antriebskolbens befindet, während der Rückwärtsbewegung des Antriebskolbens offen ist und nach Beginn des Arbeitshubes des Antriebskolbens durch den Schlagkolben, wenn dieser sich in seiner rückwärtigsten Lage befindet, geschlossen ist.

Eingehende Serienversuche haben ergeben, daß diese Vorstellung irrig ist, vielmehr bei einem Schlaggerät der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß eine Steigerung der Schlagstärke dadurch erzielt werden kann, daß die Lüftungsöffnung in den Bereich der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen, mit Dichtungsring versehenen Hammerbärs verlegt wird.

Eine solche Anordnung der Lüftungsöffnung im Bereich der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hämmerbare ist an sich durch ein Schlaggerät anderer Gattung (US-PS 1 901 779) bekannt, bei welchem der Hammerbär mit Spiel im Führungszylinder liegt und die Luft zwischen Antriebskolben und Hammerbär nicht hermetisch abgeschlossen ist, sondern über einen Ringspalt zwischen der äußeren Mantelfläche dea Hammerbärs und der inneren Mantelfläche des FührungsZylinders in ständiger Verbindung mit dem Gehäuseraum des Schlaggerätes steht. Aus diesem Grunde ist das Luftkissen zwischen Antriebskolben und Hammerbär beim Rückwärtshub nur "einigermaßen verdünnt" (a.a.O. Sp. 2, Zn. 60, 61) und demzufolge beim Antriebshub auch nur einigermaßen komprimiert, weshalb solche Schlaggeräte notwendigerweise zusätzliche Einrichtungen aufweisen, welche die Funktion eines üblichen Luftkissens, nämlich die Vermeidung einer Kollision zwischen Hammerbär und Antriebskolben> sicherstellen. Zu diesem Zweck weist bei dem bekannten Schlaggerät der Hammerbär auf seiner dem. Antriebskolben zugewandten Seite einen konzentrisch liegenden zy-

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lindrischen Ansatz auf, wobei der Antriebskolben mit einer Q entsprechenden Aussparung versehen ist, in welche der zylindrische Ansatz beim Vorwärtshub des Antriebskolbens eintaucht . Bei dieser Ausbildung werden beim Arbeitshub zwei voneinander unabhängige Luftkissen wirksam:

In einer ersten Phase des Arbe,itshubes umfaßt das Luftkissen ebenfalls den gesamten Kaum zwischen Antriebskolben und Hammerbär. Dieses Luftkissen steht jedoch über einen zwischen Hammerbär und Führungszylinder liegenden Ringspalt mit dem" Gehäuseraum in Verbindung, Sein Volumen ist in hohem Grade instabil. Es schrumpft periodisch bei jedem Schlagzyklus.

In einer zweiten Phase des Arbeitshubes, während der der zylindrische Ansatz des Hammerbars in die entsprechende Ausnehmung des_#Antriebskolbens eintaucht, wird zusätzlich ein weiteres, nunmehr hermetisch abgeschlossenes Luftkissen wirksam, daö einerseits von der Innenwandung der Ausnehmung im Antriebskolben und andererseits von der Stirnseite des zylindrischen Ansatzes des Hammerbij.rs begrenzt ist. Die unmittelbar an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs angeordnete Lüftungsöffnung stellt neben dem genannten Ringspalt die Ergänzung der Luftverluste in beiden vorgenannten Luftkissen sicher.

Infolge der verhältnismäßig komplizierten Ausbildung von Hammerbär und Antriebskolben liegen bei diesem Schlaggerät keine befriedigenden Voraussetzungen für eine Serienfertigung vor, zumal die Gefahr einer Kollision zwischen Hammerbär und Antriebskolben offensichtlich nur durch ein zweites, in der letzten Phase des Arbeitshubes hermetisch abgeschlossenes Luftkissen innerhalb dos Antriebskolbens beseitigt worden kann.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einigan Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem lüngsgeschnittenen Gerät in

einer Betriebsstellung, bei welcher sich der Antriebs-• kolben in der ersten Phase des Rückwärtshubes befindet,

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Pig. 2 das Schießgerät gemäß Piß. 1 in einer Betriebestellung, bei welcher 'sich der Antriebskolben in.der ersten Phase»! des Arboitahubes befindet,

Fig. 3 eine Variante des Sohlaggerätee in einer Darstellung , gemäß Fig.l und _s

Fig. k eine weitere Variante des Sohlaggerätes in einer Dar^· stellung gemäß Fig. 1.

Das Schlagwerkzeug 1 ist . von einer Werkzeughalterung 2 aufgenommen, 'die stirnseitig mit dem Gehäuse 3 des Gerätes verbunden ist. Im Gehäuse ist ein axial still stehender Führungezylinder 1 angeordnet. Intf Führungszylinder befindet sich der frei bewegliche Hammerbär 5 sowie der an einem' Kurbeltrieb an·* gelenkte Antriebskolben 6, der mittels Bolzen 7 über ein Pleuel θ mit dem Kurbelzapfen 9 der Kurbel 9' verbunden ist. Di<e Kurbelwelle kann ihr Drehmoment von einem beliebigen Motor erhalten. Zwischen dem mit einer Ringdichtung versehenen Hammerbär 5 und dem ebenfalls mit Ringdichtung versehenen Antriebskolben 6 befindet sich ein Luftkissen 12. Das Luftkissen ist zur Ergänzung der Luftverluste über eine Lüftungsöffnung 13 (Figuren 1 und 2)bzw. 14, 19 (Fig.3) bzw. 16 (Fig. Ί) periodisch mit dem Gehäuseraum 17, 17* verbunden. Die Lüftungsöffnung mündet im Bereich der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs 5* Die Zylinderräume vor dem, Hammerbär und hinter dem Antriebskolben stehen mit dem Gehäuseraum 17 bzw. 17^f in Verbindung. Der vordere Zylinderraum 17' kommuniziert über Offnungen 18 mit dem Gehäuseraum 17· Weitere in einer quer sur Zylinderachse stehenden Ebene gelegene Offnungen 19 (Ausschaltöffnungen) im Führungszylinder sind vor der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs angeordnet. Diese Öffnungen ermöglichen den Leerlauf des Geräts ohne Schlag, wenn beispielsweise das Werkzeug aus der Halterung entfernt ist oder teilweise aus dem Zylinderraum herausgezogen ist (Ausschaltstellung). In diesem Falle befindet sich der Hammerbär 5 in einer Position, bei welcher die öffnungen 19 hinter dem Hammerbär in den Raum zwischen Schlagkolben und Antriebskolben münden, so daß der Hammerbär durch den Rückwärtshub de» Antriebskolbens nicht mehr angesaugt wird·

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Die Lüftungsöffnung 13,11, 19» 16 liegt näher an der Hinterkante 20,des in Sohlagposition befindlichen Hämmerbare 5 als an der Vorderkante 21 des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens 6. Die Lüftungsöffnung befindet sich darüber hinaus in einem Abstand von der Vorderkante 21 des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens 6, der größer ist als ein Viertel der Hublänge des Antriebskolbens. Im gezeichneten AusfUhrungsbeispiel liegt die Lüftungsöffnung unmittelbar an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs. Die Länge des Hammerbärs 5 entspricht etwa der Länge des Hubes des Antriebskolbens. Das freie, vom Hammerbär beaufschlagbare Ende des Werkzeugschaftes 1 befindet sich in einem Abstand von der Vorderkante 21 des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens 7» der etwa dem zweifachen Hub des Antriebskolbens entspricht. Die Länge des in den Raum des FührungsZylinders ragenden Schaftabschnittes des Werkzeuges ist geringer als die Länge des Hubes des Antriebskölbens.

Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ist die Lüftungsöffnung 13 eine Querbohrung in der Zylinderwandung, die unmittelbar an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs liegt, überraschenderweise hat sich gezeigt, daß diese öffnung 13 nicht nur eine ausreichende Ergänzung des Luftpolsters bewirkt» sondern daß das Schlaggerät auch eine extrem hohe^ Schlagleistung zeigt, obwohl die Lüftungsöffnung infolge ihrer spezifischen Anordnung an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs beim RUckwärtshub des Antriebskolbens unmittelbar überfahren wird.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Lüftungsöffnung durch eine Längsnut Ik in der Innenwandung des Führungszylinders Ί gebildet, der die Ringdichtung 10 des in Schlagstellung befindlichen Hammerbärs 5 überbrückt und in eine Ausschaltöffnung 19 mündet, so daß das Luftkissen 12 bei einer Betriebs-

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position gemäß Fig. 3 mit dem Qehäuseraum 17 in Verbindung ^r steht. Wesentlich ist auch in diesem Falle, daß der Eingang zur Längsnut 14 im Bereich der Hinterkante des in Sohlagposition befindlichen Hammerbärs liegt.

Das gleiche gilt bei dem AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 4, bei welchem der in'Schlagposition befindliche Hammerbär 5 insgesamt durch eine in die Zylinderwandung eingearbeitete Nut 16 überbrückt wird.

Der für eine maximale Schlagstärke optimale Querschnitt der Lüftungsöffnung 13 bzw. 14, 19 bzw. 16 liegt unter der. Bedingungen (Hublänge, Länge des in den Führungszylinder ragenden Werkzeugschaftes, Masse und axiale Länge des Hammerbärs, lichte Weite des Führungszylinders) des gezeichneten Ausführungsbeispiels bei 0,8 - 3,0 mm , vorzugsweise bei 2,5 mm , wobei die Zeichnung im Maßstab 1:1 ausgeführt ist.

Dör erwünschte optimale Querschnitt der Lüftungsöffnung ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 durch die Längsnut 14 bestimmt. Fertigungstechnisch ist es allerdings,günstiger, den optimalen Querschnitt des LUftungskanals durch die Querbohrung 19 in der Zylinderwandung zu bestimmen. In diesem Falle ist der Querschnitt der Längsnut größer als der Querschnitt der

Bohrung 19, welcher sodann 2,5 mm beträgt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die positive Wirkung der Anordnung der Lüftungsöffnung 13; '14,19; 16 bzw. von Lüftungsöffnungen im Bereich der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs 5 auf die Ergänzung der Luft Verluste ira Luftkissen 12 und damit auf die Schlagstärke in bestimmten Grenzen unabhängig von der Länge des Hubes des Antriebskolbens 6, vom Durchmesser des Führungszylinders k und vom Abstand der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs von der Vorderkante des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens und den übrigen in der Beschreibung angegebenen Größen ist.

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Schutzaneprüoh'e

1. Schlaggerät zur Bearbeitung von Stein, Beton, Erz, Kohle, Metall und dgl., bei dem in einem Führungszylinder zwischen dem axial frei beweglichen Hammerbär und dem **n einem Kurbelantrieb angelenkten Antriebskolben für den Hammerbär ein einziges, im mittleren Abschnitt (Luftkissenwanderabschnitt) des FührungsZylinders während des Schlagzyklus hin- und herwanderndes, stirnseitig von den etwa^;planen Stirnseiten von Hammerbär und Antriebskolben begrenztes, hermetisch abgeschlossenes Luftkissen liegt, das zur Ergänzung von Luftverlusten im Luftkissen über wenigstens eine Lüftungsöffnung im Pührungszylinder mit der Atmosphäre oder dem Gehäuseraum in Verbindung gesetzt wird, wobei die Räume im Führungszylinder vor dem Hammerbär und hinter dem Antriebskolben mit dem Gehäuseraum des Schlaggerätes in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsöffnung (13 in Fig. 1, 2; 14, 19 in Pig. 3 und 16 in Pig. 4) im tführungs· zylinder im Bereich der Hinterkante (20) des in Schlägstellung befindlichen, mit Dichtungsring (10) versehenen Hämmerbare (5) angeordnet ist.

2. Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsöffnung (13; 14, 19; 16) näher an der Hinterkante (20) des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs (5) liegt als an der Vorderkante (21) des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens (6) und in den geschlossenen, den Handgriffinnenraum des Gerätes umfassenden Gehäuseraum (17, 17') mündet.

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Schlaggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sioh die Lüftungsöffnung (13; I¹*, 19 i 16) in einem Abstand von der Vorderkante (21) des im vorderen Totpunkt befindlichen, Antriebskolbens (6) befindet» der größer ist als ein Viertel der Hublänge des Antriebskolbene.

Schlaggerät nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsöffnung (13; ^, 19;, 16) unmittelbar an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbär-s (5) angeordnet ist«

5. Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Hammerbärs (5) etwa der Länge des Hubes des Antr^ebekolbens (6) entspricht. ,

6. Schlaggerät nach eisern der vorherge'henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das freie vom Hammerbär beaufschlagbare Ende des Werkzeugsohaftes (1) in einem Abstand von der Vorderkante (21.) des im vorderen Totpunkt ί ' befindlichen Antriebskolbens (7) befindet, der etwa dem

zweifachen Hub des Antriebskolbens entspricht.

7. Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des in den Raum des Führungszylindors ragenden Schaftabschnittes des Werkzeuges (1) geringe!· ist als die Länge des Hubes des Antriebskolbene (6).

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8. Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsöffnung (Ii bzw« 16) durch eine in die Innenwandung des Führungssylindere (1) eingebrachte Nut (li) gebildet ist, welche die Ringdichtung des in Schlagposition befindlichen Hämmerbare (5) überbrückt (Fig. 3, 1).

9. Schlaggerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß 'die Nut (H) in eine Ausschaltöffnung (19) mündet (Fig. 3).

10. Schlaggerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (16) sich über die gesamte Länge des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs erstreckt und diesen beidseits überragt (Fig. A).

11. Schlaggerät nach Anspruch 8 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß der optimale Querschnitt der Lüftungsöffnung (11, 19) durch den Querschnitt einer öffnung (19) bestimmt ist, in welche die Längsnut (11) mündet (Fig. 3).

12. Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-, durch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Lüftungsöffnung (13; 11, 19;» 16) 0,8 - 3*0 nun², vorzugsweise 2,5 mm² beträgt. { ·

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