EP0837214A2

EP0837214A2 - Bohrhammer

Info

Publication number: EP0837214A2
Application number: EP97117438A
Authority: EP
Inventors: Ralf Buczeck; Hans-Philipp Walter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1998-04-22
Also published as: DE29618066U1; EP0837214A3

Abstract

Ein Bohrhammer (10) mit Anschlußkappe (11) für eine Druckluftquelle hat ein Außenrohr (15), das mit einer Gewindebüchse (50) fest verbunden ist. Sie begrenzt unten eine Verteilerkammer (56), die mit einer Innenkammer (42) eines Steuerzapfens (40) strömungsverbunden ist. Ein als Verschluß oder Strömungsbegrenzer dienender Einsatz (45) ragt berührungslos in eine Zentralbohrung (82) eines Schlagkolbens (75). Der Schlagkolben (75) trägt eine Steuerbuchse (100) und ist in einer Zylinderbüchse (70) geführt, die mit einem Büchsenaufsatz (55) und dem Außenrohr (15) fest verbunden ist. Er hat eine außen offene Ringnut (76) mit Axialbohrungen (78), die nach unten in einen den Bohrkronenkopf (91) umgebenden Ringraum (94) münden. Die Steuerbuchse (100) verschließt in der Aufschlagposition des auf ein Fußventil (97) gleitenden Schlagkolbens (75) die Querbohrungen (44) des Steuerzapfens (40). An Radialdurchlässen (101) hat sie innen eine Umfangs-Aussparung (102) mit Steuerkanten (106; 107), um zwischen der Innenkammer (42) und einer Kompressionskammer (83) eine Strömungsverbindung in oberen Positionen des Schlagkolbens (75) herzustellen und in unteren Positionen zu verschließen. Die Innenkammer (42) ist mit einem Kanal (105) im unteren Zapfenbereich strömungsverbindbar. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatisch angetriebenen Bohrhammer, insbesondere Tieflochhammer, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Herkömmliche Bohrgeräte hämmern im ventilgesteuerten Aussetz- oder Dauerbetrieb mit einem am Fußteil angeordneten Bohrmeißel, der Durchlässe für die Druckluft aufweist, die am Bohrlochgrund umgelenkt wird und losgeschlagenes Bohrklein nach oben fördert. Bei einem Im-Loch-Bohrhammer z.B. nach DE-A-2 705 191 gleitet ein Kolben in einem Gehäuse, das innerhalb eines Außenrohres befestigt ist, was jedoch problematisch und störungsanfällig sein kann. Ähnliches gilt für sog. ventillose Bohrhämmer.

DE-U-9 202 336 beschreibt einen Bohrhammer der eingangs genannten Art, der auch in schwierigem Gestein gut einsetzbar ist. Er hat zur Blasluft-Dosierung einen drehbar angetriebenen Rohrkörper und eine darin verschiebliche, einen Zentraldurchlaß aufweisende Welle, deren unteres Ende mit dem Rohrkörper ein Absperrorgan, z.B. einen Schieber bildet, der einen Luftumlenkraum nach Bedarf freigibt oder - gegebenenfalls teilweise - verschließt. Allerdings kann der Hals der mit dem Rohrkörper antriebsverbundenen Welle und ein sie führender, am Umfang mit einer Anzahl Bohrungen versehener Rohrkopf infolge relativ schwacher Querschnitte bruchgefährdet sein, zumal die Bohrhammerlänge mit großem Hebelarm daran angreift.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, einen Bohrhammer der genannten Art, jedoch ohne Zentralrohr, so zu verbessern, daß man in einfacher, wirtschaftlich zu fertigender Konstruktion mit einem stabilen Kolben sowohl dessen Schlagzahl als auch die Einzelschlagkraft steigert. Außerdem soll der Bohrhammer bei großer Leistung lange Betriebs-Standzeiten erbringen, auch bei erhöhter Schlagfrequenz mit niedrigem Druckluft-Verbrauch auskommen und relativ ruhig arbeiten.

Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 14.

Ausgehend von einem pneumatisch angetriebenen Bohrhammer, insbesondere Tieflochhammer, mit einer Schraubkappe zum Anschluß an eine Druckluftquelle und gegebenenfalls ein Bohrgestänge, mit einem von unten in die Schraubkappe ragenden Rückschlagventil, mit einer darunter innerhalb eines Außenrohrs gehalterten Steuereinrichtung, die einen als Rohrkörper ausgebildeten Steuerzapfen aufweist, der eine Innenkammer sowie wenigstens eine Querbohrung hat und berührungslos in eine Zentralbohrung eines in einer Zylinderbüchse geführten Schlagkolbens ragt, welcher die Kopffläche einer am Außenrohr unten axialverschieblich gehalterten Bohrkrone beaufschlagt, sieht die Erfindung gemäß Anspruch 1 vor, daß zwischen der kolbenführenden Zylinderbüchse, die mit einem Büchsenaufsatz und dem Außenrohr zumindest teilweise formschlüssig zu einer Einheit fest verbunden ist, und einer darüber befindlichen, mit dem Außenrohr entlang einer Schweißzone umfangsverschweißten Gewindebüchse ein Ringspalt vorhanden ist und daß das obere Ende des Schlagkolbens ein mit dem Steuerzapfen zusammenwirkendes Absperrorgan bildet, insbesondere ein Schieberventil.

Diese außerordentlich einfache Konstruktion gewährleistet durch ihre Steuerung, daß bohrkronenseitig stets Unterluft ansteht, so daß der Startvorgang sowie der Kolben-Rückhub automatisch erfolgt und der Hammer daher auch unter schwierigen äußeren Bedingungen sicher anspringt. Die von oben und unten kommenden Luftströme werden gegeneinander und aneinander vorbei gelenkt. Am verjüngten Ende des Steuerzapfens kann eine Durchmesserstufe die Luftströmung im Einlaufbereich der Schlagkolben-Zentralbohrung maßgeblich unterstützen. Indem am oberen Ende des Schlagkolbens ein Absperrorgan vorhanden ist, namentlich ein mit dem Steuerzapfen zusammenwirkendes Schieberventil, erzielt man auf besonders einfache Weise eine zuverlässige Luftsteuerung.

Zweckmäßig weist der Steuerzapfen laut Anspruch 2 einen Rohrkörper auf, der sich nach oben mit einem Lochkranz-Flansch oder -Tellerkopf an einem axial und/oder radial einspringenden Bund innerhalb der Gewindebüchse und nach unten an einer den Ringspalt innen begrenzenden Hülse abstützt. Dieser übersichtliche Aufbau gewährleistet eine sichere Steuerung selbst unter ungünstigen Betriebsbedingungen.

Konstruktiv vorteilhaft ist die Weiterbildung von Anspruch 3, wonach das Rückschlagventil von einer Deckelplatte getragen ist, welche an die Schraubkappe anschließt und umfangsnahe Durchlässe sowie einen nach unten vorstehenden Bund aufweist. Diese Anordnung ist überaus einfach und stabil; sie gewährleistet stets gute Luftzufuhr. Dies wird gemäß Anspruch 4 unterstützt durch eine konvexe Wölbung des Steuerzapfen-Tellerkopfes, namentlich mit gerundeten Übergängen zu den umfangsnahen Durchlässen und/oder zu der Innenkammer hin.

Eine besonders zuverlässige Konstruktion ergibt sich nach Anspruch 5, indem die Hülse hutförmig ausgebildet ist und sich mit einem den Ringspalt unten begrenzenden Kragen, Flansch o.dgl. an einem Büchsenaufsatz abstützt, der auf der Zylinderbüchse sitzt und an seinem Oberteil zum Außenrohr hin achsparallele Ausnehmungen aufweist. So wird eine stabile Befestigung gewährleistet, die dennoch Spielraum für kleine Bewegungen des Steuerzapfens läßt, z.B. bei betriebsbedingten Erschütterungen. Das wird weiter gefördert durch die Maßnahme von Anspruch 6, wonach zwischen dem Tellerkopf und der Hülse ein Dichtring und/oder zwischen der Hülse und dem Büchsenaufsatz-Oberteil ein flexibler Ring angeordnet ist, um einen gewissen Positions- und Toleranz-Ausgleich zu erzielen. Indem ferner laut Anspruch 7 die Zylinderbüchse und der Büchsenaufsatz-Oberteil als profilgleiche Rippenrohre ausgebildet sind, ergibt sich zugleich eine großvolumig kanalisierte Luftführung in den unteren Hammerbereich.

Auf dem Steuerzapfen gleitet gemäß Anspruch 8 eine mit dem Schlagkolben fest verbundene Steuerbuchse, die mit Radialdurchbrüchen versehen ist. Das ermöglicht eine besonders schnelle Umsteuerung der Luftströme. Günstig ist es dabei, wenn laut Anspruch 9 der Steuerzapfen im Bereich der Radialdurchlässe außen eine Umfangs-Aussparung mit einer oberen und einer unteren Steuerkante hat. Dies trägt mit minimalem Bauteil-Aufwand erheblich zur exakten Umsteuerung bei.

Vorteilhaft hat die Steuerbuchse nach Anspruch 10 eine solche Axiallänge, daß sie in der Aufschlagposition des Schlagkolbens die Umfangs-Aussparung des Steuerzapfens sowie dessen Querbohrungen verschließt. Bei angedrückter Bohrkrone läuft der Bohrhammer daher ohne weiteres an; gleichzeitig wird die Kompressionskammer oberhalb des Schlagkolbens entlüftet.

In Anspruch 11 ist vorgesehen, daß zwischen der Innenkammer und einer von der Zylinderbüchse begrenzten Kompressionskammer eine Strömungsverbindung in oberen Positionen des Schlagkolbens herstellbar und in unteren Positionen verschließbar ist, insbesondere durch die Umfangs-Aussparung über die Querbohrungen und die Radialdurchlässe, welche als Bohrungen oder schlitzförmig ausgebildet sein können. Der Schlagkolben selbst bewirkt also die Umsteuerung seiner Bewegung auf überaus einfache Weise.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht nach Anspruch 12 darin, daß die Innenkammer des Steuerzapfens einen Einsatz aufnimmt und mit einem darin bevorzugt zentrisch angeordneten Kanal strömungsverbunden oder -verbindbar ist. Dadurch ist es möglich, eine ständig anstehende Luftmenge durchströmen zu lassen. Dies ist vor allem bei schwierigen Gesteinsverhältnissen vorteilhaft.

Laut Anspruch 13 ist im Bereich des Steuerzapfens, insbesondere zwischen der Innenkammer und dem Kanal des Einsatzes, ein Strömungsbegrenzer angebracht oder anbringbar, der nach Anspruch 14 ein verrast- oder schraubbarer Stopfen mit oder ohne Durchlaß sein kann. So können insbesondere mit unterschiedlich großen Bohrungen ausgestattete Strömungsbegrenzer gewählt und eingesetzt werden, um dem durch die örtlichen Gegebenheiten bedingten Luftbedarf Rechnung zu tragen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1: eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Bohrhammers,
Fig. 2: eine Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, eines Schlagkolbens,
Fig. 3: eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht zu Fig. 1 (seitenverkehrt),
Fig. 4: eine Draufsicht auf eine Deckelplatte,
Fig. 5: einen Längsschnitt der Deckelplatte von Fig. 4 (entsprechend der Linie V-V) sowie eines Steuerzapfen-Tellerkopfes, und
Fig. 6: eine Seitenansicht, teilweise im Axialschnitt, einer Zylinderbüchse mit Büchsenaufsatz.

Ein allgemein mit 10 bezeichneter Bohrhammer hat, wie man aus Fig. 1 ersieht, eine Schraubkappe 11 mit einem zentrischen Durchlaß 12 und einer Gewindeverbindung 13, die unter Zwischenlage eines Dichtungsrings 14 zum Anschluß des Haupt-Hammerkörpers dient. Ein Siebeinsatz 16 befindet sich in der Schraubkappe 11, die mit einer Gewindebüchse 50 verschraubbar ist. Diese ist mit einem Außenrohr 15 entlang einer zylindrischen Schweißzone S verschweißt. Ein Ringspalt 54 ist zwischen dem Außenrohr 15 und einer Zylinderbüchse 70 gebildet, die einen Schlagkolben 75 führt. Das Außenrohr 15 weist - beginnend am unteren Bereich von Schweißzone S und Gewindebuchse 50 - über den Umfang verteilt längsverlaufende Außenrillen 17 auf, die dem Ansatz eines Werkzeugs bei der Verschraubung mit der Kappe 11 dienen.

Die Schraubkappe 11 umschließt ein nach oben gerichtetes Rückschlagventil 30, das auf einem Schaft 28 geführt ist und dessen Ventilfeder 29 es zu einem Ventilsitz 18 hin belastet. Bodenseitig greift in die Schraubkappe 11 innerhalb der Gewindebüchse 50 eine Deckelplatte 26 ein, die am Umfang mit vorzugsweise axial verlaufenden Durchlässen 24 versehen ist, z.B. mit einem Kranz von vier Bogenschlitzen (Fig. 4). Ein daran anschließender Steuerzapfen 40 nimmt einen bevorzugt verjüngten Einsatz 45 auf und ragt berührungsfrei in eine Zentralbohrung 82 des in der Zylinderbüchse 70 geführten Schlagkolbens 75, auch wenn dieser sich in seiner tiefsten Stellung befindet (links in Fig. 1). Der Einsatz 45 des Steuerzapfens 40 läuft von einer Durchmesserstufe 46 an schmal aus und hat insbesondere zentrisch einen inneren Kanal 105.

Die Gewindebüchse 50 begrenzt unterhalb der Schraubkappe 11 eine Verteilerkammer 56, die mit einer Innenkammer 42 des Steuerzapfens 40 strömungsverbunden ist. Auf letzterem gleitet eine Steuerbuchse 100 des Schlagkolbens 75 als Schieberventil, durch das die Schlaghubluft steuerbar ist. Bevorzugt schließt der Steuerzapfen 40, der einen nach oben konvexen Flansch oder Tellerkopf 41 mit z.B. zwölf Durchlässen 48 hat, unmittelbar an die ebene oder konkave Deckelplatte 26 an, die hierzu am Umfang einen axial und/oder radial einspringenden Bund 52 haben kann. An seiner Unterseite hat der Tellerkopf 41 eine Nutaufnahme für einen Dichtring 53, an den der Innenumfang einer Hülse 51 anschließt. Diese haltert den Tellerkopf 41 und begrenzt innen zwischen dem Außenrohr 15 und einem Büchsenaufsatz-Oberteil 55 einen Ringspalt 54, der zusammen mit einem Radialspalt 22 eine obere Kammer von verhältnismäßig großem Volumen bildet.

Ein weiteres Volumen-Reservoir steht darunter in Form der äußeren Axialkanäle 60 von Büchsenaufsatz-Oberteil 55 und Zylinderbüchse 70 zur Verfügung, die bis zu den Durchlässen 72 und einer Umlaufnut 61 reichen. Die Zylinderbüchse 70 hat äußere Rippen 71, zwischen denen die luftführenden Außenkanäle bzw. Längsschlitze 60 über den Umfang verteilt sind (Fig. 6). Letztere setzen sich an dem mit der Zylinderbüchse 70 profilgleichen Büchsenaufsatz-Oberteil 55 fort, der mit einen Bund 57 am Übergang zum Unterteil 58 auf der Oberkante der Zylinderbüchse 70 sitzt und an dem sich die Hülse 51 mit einem Flansch 62 o.dgl. unter Zwischenlage eines flexiblen Ringes 64 abstützt (Fig. 3). Der Büchsenaufsatz-Unterteil 58 ist mit der Zylinderbüchse 70 durch wenigstens einen Stift 59 drehfest verbunden.

Der Steuerzapfen 40 hat die Gestalt eines Rohrkörpers. Sein aufwärts gewölbter Flansch, Tellerkopf 41 o.dgl., ist umfangsnahe mit insbesondere schräg nach außen gerichteten Durchlässen 48 versehen, die dem Kranz von Bogenschlitzen 24 der Deckelplatte 26 oben gegenüberstehen (Fig. 4 und 5). An einem Absatz 47 hat der Tellerkopf 41 eine Umfangsnut 43 zur Aufnahme eines Dichtrings 53. Von der Innenkammer 42 führen Quer- oder Reversierbohrungen 44 über eine Umfangs-Aussparung 102 in den Umgebungsraum. Dieser stellt in der hochgefahrenen Position des Kolbens 75 eine Kompressionskammer 83 dar.

Das untere Ende des Kolbens 75 ist mit einer Ventilfläche 79 auf ein Fußventil 97 aufgleitbar, das im Kopf 91 einer Bohrkrone 90 sitzt. Sie hat einen zentralen Durchlaß 92 und wird in einer Haltekappe 93 gehalten, die nach Einstecken von Kopf 91 und Schaft 95 unter Zwischenlage einer Pufferbüchse 85 und eines Halterings 86 in das Außenrohr 15 eingeschraubt ist. Eine Schulter 88 des Halterings 86 kommt zum Anschlag am Kopf 91 der Bohrkrone 90, wenn der Schlagkolben 75 ihre Aufschlagfläche 89 mit seiner Schlagkraft trifft. Fig. 1 zeigt ebenso wie die vergrößerte Darstellung von Fig. 3 zwei verschiedene Arbeitsstellungen des Bohrhammers 10. Man sieht in der rechten Hälfte von Fig. 3 den Schlagkolben 75 in seiner Aufschlagposition, in der sein unteres Ende auf die Fläche 89 der Bohrkrone 90 aufschlägt bzw. aufgeschlagen ist.

Der Aufbau des Schlagkolbens 75 geht aus Fig. 2 hervor. Er ist allgemein zylindrisch und hat außen Querrillen 77 sowie etwa in seiner Längsmitte eine äußere Ringnut 76, die eine obere Steuerkante 80 und eine untere Steuerkante 81 definiert. Diese Kanten leiten jeweils das Öffnen bzw. Absperren der Luftströmung an Durchlässen 72 am unteren Ende einer nutförmigen Ringkammer 76 ein (Fig. 1). Von der nach außen offenen Ringnut 76 gehen, über den Umfang verteilt, Axialbohrungen 78 bis an den Boden des Kolbens 75. Dessen Zentralbohrung 82 kann am unteren Ende angefast sein und bildet unmittelbar darüber eine Ventilfläche 79, die mit dem Fußventil 97 beim Aufgleiten auf dieses in der unteren Kolbenstellung zusammenwirkt. Man erkennt, daß der Schlagkolben 75 in seinem Oberteil massiv, also nicht durch Axialbohrungen geschwächt ist, so daß die Kopffläche 74 samt derjenigen einer aufgesetzten Steuerbuchse 100 voll für den Arbeitsdruck zur Verfügung steht. Die Steuerbuchse 100 besteht aus zähfestem Kunststoff, z.B. einem Acetalharz wie Delrin (=POM, Polyoxymethylen). Sie ist über eine Verbindung 103 mit dem oberen Ende des Schlagkolbens 75 fest verbunden und auf dem Steuerzapfen 40 gleitgeführt. Zusammen mit letzterem bildet sie ein Schieberventil, durch das die Schlaghubluft steuerbar ist.

Der Steuerzapfen 40 hat eine äußere Umfangs-Aussparung 102 mit einer oberen Steuerkante 106 und einer unteren Steuerkante 107. Im Bereich zwischen den Steuerkanten 106, 107 hat der Steuerzapfen 40 nach außen führende Radialdurchlässe 101 und/oder Querbohrungen 44 (Fig. 1 und 3), die auch Langlöcher bzw. Längsschlitze (Fig. 2) sein können und mit der Kompressionskammer 83 in ständiger Strömungsverbindung stehen.

Die axiale Länge der Steuerbuchse 100 ist so bemessen, daß diese in der tiefsten Stellung des Schlagkolben 75 (rechts in Fig. 3) die Querbohrungen 44 des Steuerzapfens 40 noch verschließt. Fährt der Schlagkolben 75 beim Rückhub hoch (links in Fig. 3), so tritt das obere Ende der Steuerbuchse 100 von unten her in einen Büchsenaufsatz 55/58, der den Steuerzapfen 40 in konzentrischem Abstand umgibt und nach unten mit einem Absatz oder Flansch 62 unter Zwischenlage eines flexiblen Ringes 64 an einem Bund 57 der Zylinderbüchse 70 abgestützt ist. Überfährt die obere Steuerkante 106 des Durchlasses 101 die Steuerkante 107 der Aussparung 102 des Steuerzapfens 40, so werden die Querbohrungen 44 freigegeben und die Kompressionskammer 83 beginnt sich über die Durchlässe 44, 101, 102 mit Schlaghubluft zu füllen. Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Schlagkolbens 75 wird erst die obere Steuerkante 106 der Aussparung 102 und dann die Querbohrung 44 verschlossen, wodurch der im noch kleiner werdenden Kompressionsraum 83 herrschende Druck weiter ansteigt.

Sobald der obere Totpunkt erreicht ist, beginnt der Schlaghub des Kolbens 75. Wenn die untere Kante 107 des Durchlasses 101 die Steuerkante 106 der Aussparung 102 überfährt und dadurch die Querbohrungen 44 des Steuerzapfens 40 wieder freigibt, wird der Schlagkolben 75 beschleunigt. Dabei steht der volle Druck auf der gesamten Stirnfläche von Steuerbuchse 100 und Kolben 75 an, so daß diese Elemente gemeinsam immer schneller abwärtsbewegt werden und der Kolben 75 auf der Kopffläche 89 der Bohrkrone 90 aufschlägt (Fig. 3 rechts).

Der rohrförmige Steuerzapfen 40 geht an einer Durchmesserstufe 46 in den verjüngten Einsatz 45 über, der durch den axialen Kanal 105 mit der Innenkammer 42 strömungsverbunden oder -verbindbar ist und als Strömungsbegrenzer oder als Verschluß wirken kann. Je nach Luftbedarf können Einsätze 45 mit verschieden großen Bohrungen oder auch ohne einen Durchlaß (siehe Fig. 1 und 3) verwendet werden, um den Bohrbetrieb bestmöglich an die örtlichen Verhältnisse anzupassen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So läßt sich ohne weiteres zwischen die Schraubkappe 11 und der Gewindebüchse 50 ein Adapter und/oder ein sog. Turbo-Vorsatz einbauen, wie in DE-U-9 202 336 ausführlich beschrieben. Dazu kann zwischen der Anschlußkappe 11 und einem Adapter eine Muffe sitzen, deren Außendurchmesser gleich demjenigen des Außenrohrs 15 ist; sie ist mit dem Adapter direkt oder über ein Schiebestück samt einer darin geführten kurzen Profilwelle antriebsverbindbar. Man erzielt so eine zusätzliche, mechanisch geschützte Steuerungsmöglichkeit zur Luftstrom-Teilung, wobei einerseits Zentralluft bis in die Bohrkrone 90 gebracht und andererseits Blasluft nach Bedarf abgezweigt wird.

Man erkennt, daß der pneumatisch angetriebene Bohrhammer 10 erfindungsgemäß eine Anschlußkappe 11 für eine Druckluftquelle und ein Außenrohr 15 hat, das mit einer Gewindebüchse 50 fest verbunden ist. Auf einem Büchsenaufsatz-Oberteil 55 sitzt ein als Rohrkörper mit Innenkammer 42, äußerer Umfangs-Aussparung 102 und Querbohrungen 44 ausgebildeter Steuerzapfen 40, der unten einen Einsatz 45 hat und berührungslos in eine Zentralbohrung 82 eines Schlagkolbens 75 ragt. Dieser ist oben massiv; an seine außen offene Ringnut 76 - die nicht halboval sein muß, sondern z.B. wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet auch halbkreisförmigen Querschnitt haben kann - schließen nach unten Axialbohrungen 78 an, die in einen den Bohrkronenkopf 91 umgebenden Ringraum 94 münden. Auf ein Fußventil 97 gleitet der Schlagkolben 75 auf, der in einer Zylinderbüchse 70 geführt ist, die mit dem ebenfalls außengerippten Büchsenaufsatz-Oberteil 55 und dem Außenrohr 15 zumindest teilweise formschlüssig zu einer Einheit fest verbunden z.B. aufgeschrumpft ist.

Die Steuerbuchse 100 ist axial so lang, daß sie in der Aufschlagposition des Schlagkolbens 75 die Querbohrungen 44 des Steuerzapfens 40 verschließt. Im unteren Bereich hat sie Radialdurchlässe 101, die als achsparallele Schlitze z.B. in 60°-Umfangsabständen ausgebildet sein können (Fig. 2). Die äußere Umfangs-Aussparung 102 des Steuerzapfens 40 besitzt Steuerkanten 106 bzw. 107, um - insbesondere durch die Umfangs-Aussparung 102, die Querbohrungen 44 und die Radialdurchlässe 101 - zwischen der Innenkammer 42 und einer von der Zylinderbüchse 70 begrenzten Kompressionskammer 83 eine Strömungsverbindung in oberen Positionen des Schlagkolbens 75 herzustellen und in unteren Positionen zu verschließen. Die Innenkammer 42 des Steuerzapfens 40 ist mit einem Einsatz-Kanal 105 strömungsverbindbar. Ein verrast- oder schraubbarer Verschlußstopfen und/oder Strömungsbegrenzer beeinflußt die Luftsteuerung. Bei Verwendung eines durchlaßfreien Verschluß-Einsatzes 45 arbeitet der Bohrhammer 10 ohne zusätzliche Blasluft.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

S: Schweißzone
10: Bohrhammer
11: Schraubkappe
12: Durchlaß
13: Gewinde(verbindung)
14: Dichtungsring
15: Außenrohr
16: Siebeinsatz
17: Außenrillen
18: Ventilsitz
22: radialer Spalt
24: Axialdurchlässe
26: Deckelplatte
28: Schaft
29: Ventilfeder
30: Rückschlagventil
40: Steuerzapfen
41: Tellerkopf
42: Innenkammer
43: Umfangsnut
44: Querbohrung(en)
45: Einsatz
46: Durchmesserstufe
47: Absatz
48: (schräge) Durchlässe
50: Gewindebüchse
51: Hülse
52: Bund
53: Dichtring
54: Ringspalt
55: Büchsenaufsatz-Unterteil
56: Verteilerkammer
57: Bund
58: Büchsenaufsatz-Unterteil
59: Stift
60: Längsschlitze/Außenkanäle
61: Umlaufnut
62: Flansch
64: flexibler Ring
70: Zylinderbüchse
71: Rippen
72: Durchlässe
73: Paßnut
74: Kopffläche
75: Kolben
76: Ringnut
77: (Quer-)Rillen
78: Axialbohrungen
79: Ventilfläche
80: obere Steuerkante
81: untere Steuerkante
82: Zentralbohrung
83: Kompressionskammer
85: Pufferbüchse
86: Haltering
88: Schulter
89: Aufschlagfläche
90: Bohrkrone
91: Kopf
92: Durchlaß
93: Haltekappe
94: Ringraum
95: Schaft
97: Fußventil
100: Steuerbuchse
101: Radialdurchlässe
102: Umfangs-Aussparung
103: Kolbenverbindung
105: (Blasluft-) Kanal
106: obere Steuerkante
107: untere Steuerkante

Claims

Pneumatisch angetriebener Bohrhammer, insbesondere Tieflochhammer (10), mit einer Schraubkappe (11) zum Anschluß an eine Druckluftquelle und gegebenenfalls ein Bohrgestänge, mit einem von unten in die Schraubkappe (11) ragenden Rückschlagventil (30), mit einer darunter innerhalb eines Außenrohrs (15) gehalterten Steuereinrichtung, die einen als Rohrkörper ausgebildeten Steuerzapfen (40) aufweist, der eine Innenkammer (42) sowie wenigstens eine Querbohrung (44) hat und berührungslos in eine Zentralbohrung (82) eines in einer Zylinderbüchse (70) geführten Schlagkolbens ragt, welcher die Kopffläche (89) einer am Außenrohr (15) unten axialverschieblich gehalterten Bohrkrone (90) beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der kolbenführenden Zylinderbüchse (70), die mit einem Büchsenaufsatz (55, 58) und dem Außenrohr (15) zumindest teilweise formschlüssig zu einer Einheit fest verbunden ist, und einer darüber befindlichen, mit dem Außenrohr (15) entlang einer Schweißzone (S) umfangsverschweißten Gewindebüchse (50) ein Ringspalt (54) vorhanden ist und daß das obere Ende des Schlagkolbens (75) ein mit dem Steuerzapfen (40) zusammenwirkendes Absperrorgan bildet, insbesondere ein Schieberventil.
Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Rohrkörper ausgebildete Steuerzapfen (40) einen mit umfangsnahen Durchlässen (48) versehenen Tellerkopf (41) aufweist, der sich nach oben an einem axial und/oder radial einspringenden Bund (52) innerhalb der Gewindebüchse (50) und nach unten an einer den Ringspalt (54) innen begrenzenden Hülse (51) abstützt.
Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (30) von einer Deckelplatte (26) getragen ist, welche an die Schraubkappe (11) anschließt und umfangsnahe Durchlässe (24) sowie einen nach unten vorstehenden Bund (52) aufweist.
Bohrhammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tellerkopf (41) des Steuerzapfens (40) konvex gewölbt ist, namentlich mit gerundeten Übergängen zu umfangsnahen Durchlässen (48) und/oder zu der Innenkammer (42) hin.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (51) hutförmig ausgebildet ist und sich mit einem den Ringspalt (54) unten begrenzenden Kragen, Flansch (62) o.dgl. an einem Büchsenaufsatz (55; 58) abstützt, der auf der Zylinderbüchse (70) sitzt und an seinem Oberteil (55) zum Außenrohr (15) hin achsparallele Ausnehmungen (60) aufweist.
Bohrhammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tellerkopf (41) und der Hülse (51) ein Dichtring (53) und/oder zwischen der Hülse (51) und dem Büchsenaufsatz-Oberteil (55) ein flexibler Ring (64) angeordnet ist.
Bohrhammer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchse (70) und der Büchsenaufsatz-Oberteil (55) als profilgleiche Rippenrohre ausgebildet sind.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan eine mit Radialdurchlässen (101) versehene Steuerbuchse (100) aufweist, die mit dem Schlagkolben (75) fest verbunden oder einstückig ist.
Bohrhammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzapfen (40) im Bereich der Radialdurchlässe (101) außen eine Umfangs-Aussparung (102) mit einer oberen und einer unteren Steuerkante (106 bzw. 107) hat.
Bohrhammer nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch solche Axiallänge der Steuerbuchse (100), daß sie in der Aufschlagposition (rechts in Fig. 3) des Schlagkolbens (75) außen die Umfangs-Aussparung (102) sowie die Querbohrungen (44) des Steuerzapfens (40) verschließt.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenkammer (42) und einer von der Zylinderbüchse (70) begrenzten Kompressionskammer (83) - insbesondere durch die Umfangs-Aussparung (102) über die Querbohrungen (44) und die Radialdurchlässe (101) - eine Strömungsverbindung in oberen Positionen des Schlagkolbens (75) herstellbar und in unteren Positionen verschließbar ist.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkammer (42) des Steuerzapfens (40) einen Einsatz (45) aufnimmt und mit einem darin bevorzugt zentrisch angeordneten Kanal (105) strömungsverbunden oder -verbindbar ist.
Bohrhammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Steuerzapfens (40), insbesondere zwischen der Innenkammer (42) und dem Kanal (105) des Einsatzes (45), ein Strömungsbegrenzer angebracht oder anbringbar ist.
Bohrhammer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsbegrenzer ein verrast- oder schraubbarer Stopfen mit oder ohne Durchlaß ist.