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Mit elektrischem oder mechanischem Antrieb versehenes Schlaggerät,
z. S. Bohrhammer, mit selbsttätiger Umsetzvorrichtung Die Erfindung betrifft ein
mit elektrischem oder mechanischem Antrieb versehenes Schlaggerät, z. B. einen Bohrhammer,
bei dem der Schlagbär mit der Antriebsvorrichtung z. B. durch eine Feder verbunden
ist und bei dem ein selbsttätiges Umsetzwerk für das Arbeitswerkzeug vorgesehen
ist: Bei der Benutzung solcher Schlaggeräte wechselt das Umsetzmoment, welches auf
das Arbeitswerkzeug ausgeübt werden muß, sehr häufig und in weiten Grenzen. Es kommt
erfahrtingsgemäß häufig vor, d.aß das Arbleitswerkzeug, z. B. der Bohrer, vollständig
blockiert wird. Das starke Zunehmen des Umsetzmomentes beruht gewöhnlich darauf,
daß das Arbeitswerkzeug, z. B. die Bohrerschneide, in Klüften oder Rissen des zu
bearbeitenden Gesteins festklemmt oder daß die Fortbewegung des Bohrmehles durch
zuviel entstehendes oder etwa zusammenklebendes Bohrmehl erschwert ist. Es ist offensichtlich,
daß in diesen Fällen dann die Störungen. und Verklemmungen größer werden, wenn bei
einem zu hohen Umsetzmomexit der Schlag auf das Arbeitswerkzeug mit der gleichen
unveränderten Stärke erfolgt wie bei gut und gleichmäßig vor sich gehender Umsetzung
des Werkzeuges. Bei mit P'reßluft betriebenen Schlaggeräten, die eine selbsttätige
Umsetzvorrichtung haben, hat man schon zur Vermeidung dieses Nachteiles eine Regelvorrichtung
vorgesehen, welche die Schlagstärke des Schlagbären in Abhängigkeit von der Umsetzdnehzahl
bzw. dem Umsetzmoment selbsttätig ändert. Solche Vorrichtungen sind jedoch für mit
elektrischen,- oder mechanischem Antrieb versehene Schlaggeräte nicht brauchbar.
Im folgenden wird nun gezeigt, wie eine für
mit elektrischem oder
mechanischem Antrieb versehene Schlaggeräte geeignete Regelvorrichtung der Schlagstärke
auszubilden ist.
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Gemäß der Erfindung ist in einem solchen Fall die Einrichtung so getroffen,
daß der durch einen Kurbeltrieb o. d-1. in hin und her gehende Bewegung versetzte
Antriebsschlitten durch ein elastisches Zwischenglied mit :einem nur in der Längsrichtung
bewegliehen Arbeitszylinder verbunden ist, in dem der Schlagbär schwingbar angeordnet
ist und der mit dem Werkzeughalter durch eine Umsetzvorrichtung, z. B. ;eine Drallmutter
und einen Bewegungsgleichrichter, wie etwa einen Freilauf, in Verbindung steht.
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In der Abb. i ist graphisch dargestellt, wie in einem solchen Fall
die Schlagstärke E sich in Abhängigkeit von der Umsetzdrehzahl N ändert. Man sieht
hier, daß mit steigender Umsetzdrehzahl die Schlagstärke vergrößert, mit abnehmender
Drehzahl dagegen verkleinert und beim Aufhören der Umsetzung schließlich gleich
Null wird. Die ausgezogene Kurve gibt die theoretisch günstigste Abhängigkeit wieder,
während die gestrichelt dargestellte etwa den praktischen Verhältnissen entspricht.
Das den Antriebsschlitten mit dem Arbeitszylinder verbindende Zwischenglied, das
aus einer Schraubenfeder bestehen kann, ist vorteilhaft so ausgebildet, daß das
Maß der Federzusammendrückung dem Umsetzdrehmom,ent, das sich über den Arbeitszylinder
als die die Feder spannende Kraft auswirkt, verhältnisgleich und somit die Schlagstärke
umgekehrt verhältnisgleich dem Quadrat des Umsetzmomentes ist. Es läßt sich auf
diese Weise eine vorzügliche Anpassung der Schlagstärke an das bearbeitete Gestein
durch Vermittlung des Umsetzmom,entes erzielen.
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Das elastische Zwischenglied kann ferner zwecks Änderung der Umsetzlegistung
gegen elastische Zwvischenglieder mit anderen Zusammendrückungskonstanten auswechselbar
sein. Man kann somit sowohl die Schlagleistung als auch die Umsetzleistung in jeder
gewünschten Weise einstellen.
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Ferner ist es möglich, die Vorspannung des elastischen Zwischengliedes,
also z. B. eine Schraubenfeder, beliebig groß zu wählen, so daß hierdurch bis zu
einer gewissen, durch die Eigenart des bearbeiteten Gesteins bedingten Größe des
Umsetzmomentes die Schlagstärke ständig auf dem Höchstwert gehalten werden kann
und erst bei noch größerem Moment parabolisch sinkt.
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Durch diese Anordnuung ist es möglich, das Gerät nur durch die geringe
Änderung der Vorspannung des elastischen Zwischengliedes für jedes Gestein auf die
Höchstleistung einzustellen. In der Abb. z ist nun ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
im Längsschnitt dargestellt.
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i ist das Gehäuse eines Schlaggerätes, in dessen oberem, der Einfachheit
halber nicht besonders dargestellten Teil ein Antriebsmotor, z. B. ein Elektromotor,
vorgesehen ist. Dieser Motor treibt über die Welle z und die beiden Kegelräder 3
und ,4 die Kurbelwelle 5 an, die über die Pleuelstange 6 den in dem Gehäuse gleitbar
gelagerten Antriebsschlitten 7 in hin und her gehende Schwingbewegung versetzt.
8 ist ein Arbeitszylinder, der mittels eines an seinem oberen Ende befindlichen
Flansches io in dem hin und her gehenden Antriebsschlitten 7 gleitbar geführt ist.
Die obenbezeichnete Regelvorrichtung wird durch die Schraubenfeder 9 gebildet, die
sich einerseits gegen den Flansch io und andererseits geben einen am unteren Ende
des Antriebsschlittens 7 vorgesehenen Rand i i legt. Der Arbeitszylinder 8 hat an
seinem unteren Ende einen Fortsatz 12, dessen Innen- oder Außenseite mit Drallnuten
versehen ist, die mit der Drallmutter 13 zusammenarbeiten. Die Drallmutter 13 ist
gegen Aufundabwärtsbewegung-en gesperrt, so daß sie eine hin und her drehende Bewegung
ausführt, wenn der Arbeitszylinder 8 auf- und abwärts bewegt s wird. Die so erzeugte
Drehbewegung der Drallmutter 13 wird durch einen Bewegungsgleichrichter, und zwar
hier einen Freilauf 1.1, gleichgerichtet und auf die Hülse 15, in welcher das Arbeitswerkzeug
16 geführt ist, als 9 unterbrochene gleichsinnige Drehbewegung übertragen. Die Gummipuffer
17 und iS dienen dabei dazu, etwa auftretende Stöße aufzunehmen. Innerhalb des Zylinders
8 ist nun der Schlagbär i9 gleitbar gelagert und mit der oberen Querwand 2o des
Arbeitszylinders in an sich bekannter Weise durch eine Feder 2 1 verbunden. Der
Schlagbär ist außerdem noch am unteren Ende mit einem rohrförmigen Ansatz 2z versehen,
in dem die Hülse 15 für das Arbeitswerkzeug geführt ist. Das in dieser Weise ausgebildete
Schlaggerät arbeitet nun folgendermaßen Die von dem Antriebsmotor erzeugte hin und
her gehende Bewegung des Antriebsschlittens 7 wird über die Schraubenfeder 9 auf
den Arbeitszylinder 8 übertragen, so daß hierdurch der in dem Arbeitszylinder gelagerte
Schlagbär 19 durch die Feder 2 1 in hin und her gehende Schwingbewegung versetzt
wird, so daß er auf den Kopf des Arbeitswerkzeuges 16 auftrifft. Durch die hin und
her gehende Bewegung des Arbeitszylinders 8 wird außerdem über die Drallmutter 13
und den Freilauf 1,4 die Hülse 15, welche das Arbeitswerkzeug 16 trägt, in absatzweise
Drehbewegung in dem
einen Drehsinne versetzt. Ist das hierbei auftretende
Umsetzmoment groß, so wird -die Schraubenfeder 9 stark zusammengedrückt, da sich
das Umsetzmoment auf diese als spannende Kraft auswirkt. je stärker aber nun die
Feder 9 zusammengedrückt wird, desto kleiner wird der Hub, den der Arbeitszylinder
8 bei jedem Hinundhergang des Antriebsschlittens 7 ausführen kann. Infolgedessen
wird auch die Schwingweite und damit die Schlagstärke des Schlagbären i9 kleiner,
und zwar ist die Schlagstärke des Schlagbären dem Arbeitshub des Arbeitszylinders.
quadratisch verhältnisgleich, so daß also bei der halben Höchstumsetzdrehzahl etwa
ein Viertel der höchsten Schlagstärke erreicht wird. Die Abhängigkeit der Schlagstärke
von dem Hub des Arbeitszylinders folgt also etwa dem parabolischen Gesetz.
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Ein solches Schlaggerät ist an das jeweils bearbeitete Gestein o.
dgl. ohne weiteres. anpassungsfähig, denn in einem Gestein, das leicht zu zertrümmern
ist, z. B. Schieferton, kann die Schlagstärke im Verhältnis zum Umsetzmomnent geringer
als in einem härteren Gestein, z. B. Granit, sein, da viel Bohrmehl anfällt, das
meistens noch feucht und backend ist. Dort führt das gleiche Gerät selbsttätig sehr
kräftige Schläge aus, da wegen des geringen Anfalles an Bohrmehl. das Umsetzmom@ent
nur klein ist und auch keine wesentlichen Verklemmungen in Gesteinrissen und -klüften
vorkommen.