EP0522190B1

EP0522190B1 - Schallgedämpfte Werkzeugaufnahme für druckluftbetriebene oder hydraulisch arbeitende Schlag- und Bohrhämmer

Info

Publication number: EP0522190B1
Application number: EP91111476A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Güthling
Original assignee: Ingersoll Rand Co Ltd
Current assignee: Ingersoll Rand Co Ltd
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: DE59105188D1; EP0522190A1; ATE120998T1

Description

Die Erfindung betrifft ein druckluftbetriebenes oder hydraulisch arbeitendes Schlag- und Bohrwerkzeug, sogenannter Druckluft- oder Hydraulikhammer, mit einem auf ein Einsteckwerkzeug wirkenden Schlagkolben, mit einer offenen Haltekappe zur Aufnahme einer Werkzeughalteklinke, einem Werkzeughaltebügel oder einem ähnlichen Halteelement.
Druckluft- und hydraulisch betriebene Schlag- und Bohrwerkzeuge, sogenannte Druckluft- oder Hydraulikhämmer, finden Anwendung in der gesamten Bauindustrie.
Das Arbeitsprinzip dieser Hämmer - gleich welcher Antriebsart - besteht darin, daß ein Schlagkolben ein Arbeitswerkzeug - z.B. ein Spitzeisen, ein Spaten oder eine Bohrstange - an dessen Aufschlagflache beaufschlagt und dieses in das zu spaltende oder zu bohrende Material eintreibt.
Das Arbeitswerkzeug wird üblicherweise bei Schlagwerkzeugen zur verdrehsicherung, bei Bohrwerkzeugen zur Übertragung der Drehbewegung auf die Bohrstange, mit einem Sechskant im Bereich der Werkzeugaufnahme ausgeführt.
Die bezeichneten Hämmer sind mit einer Haltekappe ausgerüstet, die u.a. eine Werkzeughalteklinke, einen Werkzeughaltebügel oder ein ähnliches Halteelement aufnimmt.
Das Arbeitswerkzeug ist in seiner Längsachse im Bereich der Werkzeugaufnahme innerhalb seiner Bundanlage - einerseits durch das Halteelement, andererseits durch die Anlage an der Werkzeugaufnahme begrenzt - frei beweglich.
Der Schallaustritt des Kolbenaufschlaggeräusches auf das Arbeitswerkzeug, bei Drucklufthämmern zusätzlich der Schalldruck der expandierenden, an der Werkzeugaufnahme vorbeiströmenden Arbeitsluft, gelangt nach heutigem Stand der Technik in der Regel ungehindert und ungedämpft durch die Werkzeugaufnahme ins Freie.
Bei dem Druckluftwerkzeug nach der US-A-3 783 970 wird der aus der unteren Haltekappe austretende Schall durch eine Vorrichtung gedämpft, die als doppelmantelförmige Hülse aus Stahl und Kautschuk auf dem Einsteckwerkzeug befestigt ist und in die Haltekappe hineinreicht. Jedes Einsteckwerkzeug, ob Spitzeisen, Bohrstange oder dgl., muß also mit einer Schalldämmbuchse versehen werden.
Zum Halten des Einsteckwerkzeuges wird eine Halteklinke verwendet, die direkt auf das ungeschützte Einsteckwerkzeug (Meißel oder Bohrstange) einwirkt und dadurch die Schallabsorption in diesem Bereich erheblich mindert.
Aus der DE- 29 26 449 ist ein Schalldämpfer für einen Bohrhammer bekannt, der eine an der Vorderseite des Bohrhammers angeordnete, den unmittelbar aus dem Bohrhammer ragenden Bohrschaft umgebende Hülse zeigt, die aus schalldämpfendem Material besteht und über eine Muffe geschoben ist, die die Stoßstelle zwischen dem Bohrschaft und der Bohrstange lösbar verbindet.
Bei Drucklufthämmern nach der DE- 39 05 248 A1 mit geschlossener Haltekappe und Schalldämmantel aus elastischem Material wird dagegen der Schallaustritt abgekapselt, so daß diese Hämmer gleichen Typs 3 - 4 dBA (gemessen in 6 m Abstand) leiser sind, d.h. auf 82 - 83 dBA reduziert werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine effektive Schalldämmung bei druckluftbetriebenen oder hydraulisch arbeitenden Schlag- oder Bohrwerkzeugen, sog. Druckluft- oder Hydraulikhämmern, mit offenen Haltekappen mit Werkzeughalteklinke, Werkzeughaltebügel oder einem anderen Halteelement im Bereich des austretenden Schalles durch Einbau von schallreflektierenden und schallabsorbierenden Vorrichtungen vorzunehmen, damit ein Geräuschpegel austritt und gemessen wird, der mindestens dem Geräuschpegel von Drucklufthämmern mit geschlossener Haltekappe und Schalldämmantel entspricht.
Die Erfindung löst die Aufgabe in der Weise, wie es die Merkmale der Patentansprüche angeben.
Nach der Erfindung wird bei Druckluft- oder Hydraulikhämmern mit offener Haltekappe, mit Werkzeughalteklinke für das Einsteckwerkzeug oder mit Werkzeughaltebügel für die Bohrstange der Bereich des Schallaustrittes innerhalb der Werkzeugaufnahme derart gestaltet, daß eine verschleißfeste, schallabsorbierende und nichtmetallische Buchse angebaut wird. Bei Schlagwerkzeugen wird diese Buchse im Bereich von Haltekappe, Werkzeugaufnahme und Einsteckwerkzeug, bei Bohrwerkzeugen zweckmäßigerweise im Bereich von Werkzeughaltebügel, vorderem Zylinder, Bohrerhülse, Verschleißbuchse und Bohrstange angebracht.
Die schallreflektierenden und schallabsorbierenden Maßnahmen, nach deren Kriterien die Buchse im Inneren gestaltet wird, bestehen darin, daß beispielsweise eine gelochte Buchse eingesetzt wird, die auf ihrem äußeren Umfang nach innen durchgehend mit einer Vielzahl von Bohrungen / Durchbrechungen versehen ist.
Gleiche schallreflektierende und schallabsorbierende Ergebnisse sind zu erreichen, wenn anstelle von gelochten Buchsen parallel genutete Buchsen mit einer Vielzahl von radial angeordneten Quernuten im inneren Teil der Buchse oder drallgenutete Buchsen mit schraubenförmig angeordneter Nute im inneren Teil der Buchse verwendet werden.
Anstelle von gelochten, parallel genuteten oder drall genuteten Buchsen können auch Buchsen mit über den inneren Umfang verteilt angeordneten Einzelausnehmungen beliebiger Gestaltung und Anzahl als schallreflektierende und schallabsorbierende Maßnahmen bei Schlag- oder Bohrwerkzeugen mit offener Haltekappe eingesetzt werden.
Für die Verwendung bei Bohrwerkzeugen ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der die Schalldämmbuchse Bestandteil der Bohrerhülse ist, d.h. in diesem Fall weist der untere Teil der stählernen Bohrerhülse Durchbrechungen oder Ausnehmungen auf, die der Absorption des Schalls dienen sollen.
Die diesen inneren Bereich der Buchse durchlaufenden Schallwellen werden in den Bohrungen, Quernuten bzw. sonstigen Ausnehmungen reflektiert und absorbiert, so daß durch diese Maßnahme eine Reduzierung des Schallpegels erreicht wird und die über den Werkzeugbund ins Freie dringenden Schalldruckwellen um 3 - 5 dBA, gemessen in einem Abstand von 6 m, reduziert werden.
Als Werkstoff für die Schalldämmbuchse können beispielsweise Kunststoffe oder kunststoffähnliche Materialien gewählt werden, die einerseits unempfindlich gegen die Einwirkung von Schmierölen und Fetten sein müssen, die andererseits verschleißfest und wärmeunempfindlich gegenüber möglichen Reibungen durch die schlagenden oder drehenden Einsteckwerkzeuge, wie Schlagmeißel oder Bohrstange, sein sollen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1: zeigt eine Werkzeugaufnahme eines Schlagwerkzeuges mit offener Haltekappe ohne Schallschutzmaßnahme;
Fig. 2: zeigt eine Werkzeugaufnahme eines Schlagwerkzeuges mit der beanspruchten Schallschutzmaßnahme, ausgeführt als gelochte Buchse;
Fig. 3: zeigt eine Ausführungsmöglichkeit der Buchse als gelochte Buchse;
Fig. 4: zeigt eine Ausführungsmöglichkeit der Buchse als parallel genutete Buchse;
Fig. 5: zeigt eine Ausführungsmöglichkeit der Buchse als drallgenutete Buchse;
Fig. 6: zeigt die Werkzeugaufnahme eines Bohrwerkzeuges mit offener Haltekappe ohne Schallschutzmaßnahme,
Fig. 7: zeigt die Werkzeugaufnahme eines Bohrwerkzeuges mit offener Haltekappe und schalldämmender Buchse.

In Fig. 1 wird der Bereich der Werkzeugaufnahme eines Schlagwerkzeuges (1) mit offener Haltekappe (2) ohne Schallschutzmaßnahme gezeigt.
Das Arbeitsprinzip dieser Werkzeuge besteht darin, daß ein Schlagkolben (6) ein Einsteckwerkzeug (4), ausgeführt als Spitzeisen oder Spaten, in den Figuren 6 und 7 als Bohrstange ausgeführt, an dessen Aufschlagfläche (7) beaufschlagt und das Einsteckwerkzeug (4) in das zu spaltende oder zu bohrende Material großer Härte, Festigkeit, Zähigkeit etc. eintreibt. Das Einsteckwerkzeug (4) wird üblicherweise bei Schlagwerkzeugen zur Verdrehsicherung mit einem Sechskant (4a) im Bereich des Werkzeugaufnahmezylinders (5) ausgeführt.
Das Einsteckwerkzeug (4) ist in seiner Längsachse im Bereich des Werkzeugaufnahmezylinders (5) innerhalb seiner Bundanlage - einerseits durch die Halteklinke (3), andererseits durch die Anlage an dem Werkzeugaufnahmezylinder (5) begrenzt - frei beweglich.
Die an der Aufschlagfläche (7) von Schlagkolben (6) und Einsteckwerkzeug (4) entstehenden Kolbenaufschlaggeräusche, bei Schlagwerkzeugen zusätzlich der Schalldruck der expandierenden, an dem Werkzeugaufnahmezylinder (5) vorbeiströmenden Arbeitsluft, gelangt durch die Haltekappe (2) ungehindert und ungedämpft ins Freie.
Fig. 2 zeigt den Bereich des Werkzeugaufnahmezylinders (5) eines Schlagwerkzeuges (1) mit offener Haltekappe (2) und Werkzeughalteklinke (3), in den als Schallschutzmaßnahme eine gelochte Schalldämmbuchse (14, 14a) angebaut ist. Diese Schalldämmbuchse (14, 14a) wird zwischen der Haltekappe (2) und dem Werkzeugaufnahmezylinder (5) eingesteckt bzw. an der Innenwand der Haltekappe (2) lösbar befestigt.
Die Fig. 3 - 5 zeigen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der Buchse.
Fig. 3 zeigt eine Schalldämmbuchse (14) aus verschleißfestem, schallabsorbierenden und nichtmetallischen Material mit einer Vielzahl von Bohrungen (14a), die auf ihrem äußeren Umfang nach innen durchgehend angeordnet sind.
Fig. 4 zeigt eine Schalldämmbuchse (14) mit einer Vielzahl von parallelgeführten Nuten (14b), die am Innendurchmesser der Schalldämmbuchse (14) ausgeschnitten werden.
Fig. 5 zeigt eine Schalldämmbuchse (14) mit einer am Innendurchmesser eingeschnittenen Drallnut (14c).
Die den Bereich der Schalldämmbuchse (14) durchlaufenden Schallwellen werden in den Bohrungen (14a), Parallelnuten (14b) oder Drallnuten (14c) unterschiedlich reflektiert und absorbiert, so daß durch diese Maßnahmen eine Lärmminderung erreicht wird.
Eine weitere (nicht dargestellte) Ausführungsform der Schalldämmbuchse (14) könnte eine Buchse mit einer Vielzahl über den inneren Umfang verteilt angeordneter Einzelausnehmungen beliebiger Gestalt sein.
In Fig. 6 wird der Bereich der Werkzeugaufnahme eines Bohrwerkzeuges (8) mit offener Haltekappe, hier als vorderer Zylinder (13) bezeichnet, und Werkzeughaltebügel (10) ohne Schallschutzmaßnahme dargestellt.
Das Arbeitsprinzip der Bohrwerkzeuge (8) ist ähnlich dem der Schlagwerkzeuge (1). Ein Schlagkolben (6) trifft an der Aufschlagfläche (7) mit hoher Geschwindigkeit auf die Bohrstange (9), die oberhalb des Bohrstangensechskantes (9a) in einer Verschleißbuchse (11) geführt wird. Diese Verschleißbuchse (11) wird in der Bohrerhülse (12), diese wiederum in dem vorderen Zylinder (13) geführt.
Die Bohrstange (9) ist ähnlich wie das Einsteckwerkzeug (4) des Schlagwerkzeuges (1) in ihrer Längsachse zwischen Bohrerhaltebügel (10) und Verschleißbuchse (11) frei beweglich. Die Beweglichkeit wird durch den Bund zwischen Sechskant (9a) und der Bohrstange (9) begrenzt.
Fig. 7 zeigt den Bohrwerkzeug (8) mit Schalldämmbuchse (14), die ähnlich wie bei dem Schlagwerkzeug (1) entweder zwischen vorderem Zylinder (13) und der Verschleißbuchse (11) eingesteckt oder an der Innenwand des vorderen Zylinders (13) lösbar befestigt ist.
Anstelle der gelochten Schalldämmbuchse (14, 14a) können auch eine parallel genutete Schalldämmbuchse (14, 14b), eine drallgenutete Schalldämmbuchse (14, 14c) bzw. eine Buchse mit beliebigen Ausnehmungen verwendet werden.

Claims

Druckluftbetriebenes oder hydraulisch arbeitendes Schlag- und Bohrwerkzeug (1, 8), sogenannter Druckluft- oder Hydraulikhammer, mit einem auf ein Einsteckwerkzeug (4) wirkenden Schlagkolben (6), mit einer offenen Haltekappe (2) zur Aufnahme einer Werkzeughalteklinke (3), einem Werkzeughaltebügel (10) oder einem ähnlichen Halteelement,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Haltekappe (2) oder vorderem Zylinder (13) und Einsteckwerkzeug (4, 9) eine aus verschleißfestem Material hergestellte Schalldämmbuchse (14) angebaut ist, die an der Innenwand der Haltekappe (2) oder dem vorderen Zylinder (13) lösbar befestigt ist oder zur lösbaren Befestigung zwischen Haltekappe (2) und Werkzeugaufnahmezylinder (5) oder zwischen vorderem Zylinder (13) und Verschleißbuchse (11) eingesteckt ist, daß der Umfang der Schalldämmbuchse (14) eine Vielzahl von Durchbrechungen (14a) aufweist oder daß auf der inneren Umfangsfläche der Buchse (14) eine Vielzahl von Ausnehmungen angeordnet ist.
Schlag- und Bohrwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen der Schalldämmbuchse (14) die Gestalt von parallelen, radial umlaufenden Nuten (14b) aufweisen.
Schlag- und Bohrwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen der Schalldämmbuchse (14) in Gestalt einer schraubenförmig umlaufenden Nut (14c) angeordnet sind.
Schlag- und Bohrwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Einzelausnehmungen beliebiger Gestaltung über den inneren Umfang der Schalldämmbuchse (14) verteilt angeordnet sind.