EP0900635A2 - Tool guiding on a pnematic driven percussion device - Google Patents
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- EP0900635A2 EP0900635A2 EP98116390A EP98116390A EP0900635A2 EP 0900635 A2 EP0900635 A2 EP 0900635A2 EP 98116390 A EP98116390 A EP 98116390A EP 98116390 A EP98116390 A EP 98116390A EP 0900635 A2 EP0900635 A2 EP 0900635A2
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25D—PERCUSSIVE TOOLS
- B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
- B25D17/08—Means for retaining and guiding the tool bit, e.g. chucks allowing axial oscillation of the tool bit
Definitions
- the invention relates to a tool guide on a pressure medium-operated impact device, in particular Hydraulic hammer, with a housing in which the tool is in Movable in the longitudinal direction with at least one guide section in each case at least one bush-like guide element and one also bush-like bearing component elastic in the transverse direction supports, and which has a stop which the Tool freedom of movement against its Extending movement limited.
- One of the two interacting leadership components - leadership element and Bearing component - has a tiltable longitudinal surface with a linear one Vertex diameter, on the side of which surface sections with deviating, changing in the longitudinal direction Connect the diameter.
- the one facing the tool Inner surface of the guide element - viewed in longitudinal section - with Except for their front end sections, if necessary, straight educated.
- Hydraulic-operated impact devices - which in particular for Serve to crush stone, concrete or other building material - are taken into account with regard to the high shredding capacity required in most cases as additional or add-on equipment for construction machines such as excavators, loaders or other carrier units used.
- the Impact device attached to the boom of a hydraulic excavator and is supplied with energy from it.
- the tool on which the impact device moves back and forth the impacted piston acts on the material to be shredded, is usually a chisel held movably in a housing educated.
- the housing forms part or the Extension of the striking mechanism housing, which holds the percussion piston in addition to control and other facilities.
- the Tool guide Due to the rough working conditions and the high Shredding performance is the tool guide considerable Exposed to stress, especially kicking - conditionally too due to the relatively large play of the tool in the transverse direction - high edge pressures; these not only affect the Shredding performance but lead to a significant Wear in the area of the tool itself and the Tool guide with the result that this and / or this under Is damaged or fails completely.
- the Tool guidance from a continuous guide section or from several spatially separated guide sections exist over which or which the tool in Is supported in the transverse direction on its associated housing.
- German patent specification 860 630 has already made the proposal for pneumatic hammers or the like to support the hammer part indirectly or directly on the housing via soft rubber intermediate layers.
- this training is not suitable to absorb the transverse forces emanating from the tool itself and to withstand this for a long time due to the tendency of the chisel to tilt.
- the invention has for its object to provide a tool guide on a pressure medium operated impact device, which is designed such that each associated guide section can adapt to the position of the tool within its housing without any canting. Furthermore, the tool guide should be such that its guide components are not substantially stressed by sliding friction even when large transverse forces occur. Moreover, the new design is intended to ensure that the play between the tool and each guide section can be compensated for without the occurrence of significant forces.
- each leadership section sits down composed of a guide element and a bearing component, wherein the bearing component in contact with the guide element from a softer, elastic material than the guide element self.
- apex diameter is to be understood as the linear area in which either a tiltable outer surface reaches its largest diameter or a tiltable inner surface reaches its smallest diameter.
- the subject matter of the invention is designed in such a way that each tiltable longitudinal surface lies opposite a counter surface which, viewed in longitudinal section, runs essentially in a straight line.
- the counter surface facing the tiltable longitudinal surface is designed in such a way that it allows the rolling tiltable longitudinal surface to roll.
- the counter surface is straight in longitudinal section; however, it can also have a curvature permitting the rolling movement - in particular a relatively large radius of curvature in longitudinal section.
- the basic idea of the invention is, after all, to form the longitudinal surface of one of the two interacting guide components, taking into account the progressive effect of Hertzian contact; this progressive effect consists in the fact that with increasing loading of the relevant guide component in the transverse direction, an ever larger area contributes to the power transmission. Furthermore, due to the above-mentioned design, only a movement with compressive stress, at least similar to a rolling process, occurs, but practically no stress due to sliding friction, which would result in a far higher material stress.
- the eccentric position of the vertices has the effect that a tilting moment additionally acts on the guide section in question and thus supports its positional adaptation to the position of the tool.
- the internal guide element can consist of a metallic material which on the one hand is sufficiently wear-resistant and on the other hand has the required lubricity, in particular steel with a sliding coating. Since the power transmission always takes place with the interposition of the elastic bearing component, this leads to a softer increase in force, which in particular also protects the tool and the respective guide element together with the bearing component.
- the interacting management components as follows be formed, the one facing the tiltable longitudinal surface Longitudinal section of the opposite surface is straight or slightly curved:
- the Vertices of the tiltable longitudinal surface in the direction of the Stop are shifted (claim 5).
- the vertices of both tiltable longitudinal surfaces are expediently displaced in the direction of the center plane between the guide sections.
- the tiltable longitudinal surface of only one guide section can also be arranged correspondingly off-center.
- the longitudinal surface in question is preferably designed to be tiltable in such a way that its apex is displaced by a maximum of 45% of the axial length of the guide component (claim 7).
- the vertices can be shifted off-center by 10% to 30% of the axis length of the guide component (claim 8).
- the difference between the largest and smallest diameters of the tiltable longitudinal surface is at least 0.5 millimeters (claim 9).
- the tiltable longitudinal surface can be spherical (claim 10).
- spherical longitudinal surface "is to be understood as meaning a surface of the guide component in question which - seen in the longitudinal section of the guide component - is rounded.
- the associated center of rounding can lie inside or outside the spherical guide component, so that the geometric conditions associated therewith can be largely freely adapted to the other structural requirements. In normal cases it will be sufficient for the spherical longitudinal surface to have a constant curvature.
- curvature of the spherical longitudinal surface in the vicinity of the apex is smaller than in the adjoining areas (claim 11). Due to the larger radius of curvature in the vicinity of the apex or the apex diameter, the larger the surface that is involved in the Kratt transmission, the faster the load in the transverse direction becomes available.
- the tiltable longitudinal surface can, however, also be composed of two longitudinal sections with opposite taper, which merge into one another in terms of the apex diameter (claim 12).
- the respective longitudinal sections that belong together — viewed in the longitudinal section — are each formed in a straight line and form an angled longitudinal surface with one another.
- the tiltable longitudinal surface can also have a different shape within the scope of the invention, provided that this does not hinder the tilting or pivoting movement of the guide section in question, which is necessary for the positional adjustment, and is suitable for absorbing the transverse forces caused by the tool.
- the material for the bearing component should have a high compressive strength and toughness as well as a high temperature resistance with sufficient elasticity.
- thermosets can be considered as bearing component materials.
- elastomers such as, in particular, polyurethane
- thermosets can be considered as bearing component materials.
- PA 12 G twelve-fold cross-linked, cast polyamide
- resin-based fabric composite materials claim 14.
- the latter materials from the group of thermosets can consist of glass, carbon or natural fibers, which are impregnated with a suitable resin.
- the guide sections can also be made from Individual segments exist that are movable relative to each other in the Tool housing are held. It is particularly so conceivable, the guide sections with a suitable design of the Tool cross-section and the tool housing from several to build plate-shaped individual segments that are relative to each other are mobile.
- each guide section must be suitably fixed in the axial direction with respect to their housing; this fixation must be designed so that it does not affect the function of the guide section.
- each existing guide section can be secured in its position with respect to the housing by means of a bolt or the like, which also engages in the inner guide element with suitable play.
- the hydraulic excavator 1 shown in Fig. 1 is equipped with a supply unit 2 (consisting essentially of a diesel engine, not shown, and a hydraulic pump driven by this), which - as known for example from the document DE 40 36 918 A1 - via a pressure and a return line is connected to a pressure medium operated impact device 3.
- the latter is held adjustable on the boom 4 of the hydraulic excavator.
- the striking device 3 has, as a guide unit, a supporting frame 5 which is articulated with respect to the boom and in which a pressure medium-operated striking mechanism 6 (partially shown in FIG. 2) is supported.
- a pressure medium-operated striking mechanism 6 partially shown in FIG. 2
- a tool in the form of a chisel 7 protrudes from the supporting frame 5, on which the above-mentioned percussion mechanism acts via its percussion piston 8 in a manner known per se.
- the latter is shown in Fig. 2 on the one hand in the return stroke position (left) and on the other hand in the impact position (right).
- the striking mechanism 6 forming part of the striking device 3 can be of any desired design within the scope of the invention, in particular also with regard to its control.
- the striking mechanism housing 9 - which, among other things, receives the striking piston 8 - is connected as an extension to a housing 10 in which the chisel 7 is supported in a longitudinally movable manner via two guide sections 11 and 12; these are each secured by a bolt 13 against displacement in the axial direction.
- the guide sections 11 and 12 are only shown schematically in FIG. 2 for reasons of clarity; their structure and function will be explained in more detail below.
- the holder by which the chisel 7 is secured against falling out of the housing 10 is also not shown in FIG. 2; in the simplest case, it consists of a bolt or projection which is arranged between the guide sections 11 and 12 and defines the freedom of movement of the chisel 7 in the direction of its extension movement (arrow 14).
- each guide section 11 or 12 each has two interacting guide components, namely a bush-like guide element 16 which is internal to the chisel 7 and an outer bush-like bearing component 17 which also bears against the housing 10.
- the latter consists of a softer material than the metallic guide element 16, namely from a twelve-times cross-linked, cast polyamide.
- the guide components 16, 17 of each guide section 11, 12 are fixed in the axial direction in the manner already mentioned.
- All of the embodiments of the The subject of the invention has in common that one of the two each cooperating guide components 16, 17 a crowned Has longitudinal surface and that the chisel 7 facing Inner surface 16a of the guide element 16 - viewed in longitudinal section - Except for their end portions 16b and 16c even trained, i.e. forms the shape of a cylinder.
- the above Representations continue - just like FIGS. 7 and 8 - recognize that the facing the tiltable longitudinal surface Counter surface, so possibly also the inner wall of the housing 10, is linear in longitudinal section, so that a Rolling movement is made possible.
- each guide element 16 is assigned a bearing component 17 in the form of a likewise cylindrical bushing, the outer surface 17b of which facing the housing 10 is spherical. This configuration enables the respective interacting guide components 16 and 17 to be fastened directly to one another.
- the bearing sections 11 and 12 - due to the spherical design of an associated guide component 16 or 17 - can adapt to an inclination of the chisel 7 caused by the guide play, thereby causing canting processes between the parts 7 and 16 are practically excluded.
- the spherical design of the longitudinal surfaces 16d, 17a and 17b also has the consequence that the surface cooperating in the power transmission becomes larger as the stress in the transverse direction of the chisel 7 increases.
- FIGS. 3 to 5 correspond in that the vertices SP (cf. FIG. 6) of the respective spherical longitudinal surface of a guide component are arranged eccentrically with respect to the extent of the longitudinal surface in the longitudinal direction, that is, they lie around a distance e with respect to the transverse median plane 18 of the guide component in question.
- the tool guide - as shown in FIGS. 2 to 5 - has two separate guide sections 11 and 12, the vertices SP of the spherical longitudinal surface 16d or 17a or 17b each lie in the direction of the central plane 19 (cf. FIG. 3 ) moved between the guide sections 11 and 12.
- the vertices SP of the spherical longitudinal surface are shifted off-center in the direction of the stop 15 shown in FIG. 2, ie to the right in FIG. 6.
- the degree of crowning corresponds to the difference between the Largest and smallest diameters of the spherical longitudinal surface in question 16d, 17a and 17b, respectively; it is - depending on the length of the Guide section and the size of the game between this and the tool - at least 0.5 millimeters.
- the crowning (not shown to scale) corresponds to the difference between the largest diameter DG and the smallest diameter DK of the spherical outer surface 17b; it is several millimeters. Furthermore, the representation in question reveals that the distance e - based on the axis length L of the bearing component 17 - amounts to 10%.
- the spherical longitudinal surface (cf. FIGS. 3 to 5) can in principle have a constant, constant curvature. Deviating from this, however, there is also the possibility of designing the spherical longitudinal surface 16d, 17a or 17b to be differently curved over its longitudinal extent. In this context, it can be seen from FIG. 6 that the spherical outer surface 17b has a smaller curvature in the vicinity of the vertices SP than in the regions adjoining it. This configuration is indicated by the radii of curvature RSP or R1 and R2, the radius of curvature RSP being greater than the radii of curvature R1 and R2.
- the tool guide is equipped with two spatially separate guide sections, these can, if necessary, also be designed differently with regard to the configuration of the spherical longitudinal surface - in particular with regard to the size of the crown and the position of the vertices SP.
- the tiltable or pivotable longitudinal surfaces ie the outer surface of the guide element 16 or the inner surface or the outer surface of the bearing component 17
- the tiltable or pivotable longitudinal surface can be shaped or configured differently than shown in FIGS. 3 to 6.
- 7 and 8 show in this connection an embodiment with a bearing component 17, the tiltable or pivotable longitudinal surface of which is composed of two longitudinal sections 17c and 17d with opposite taper; these longitudinal sections merge into one another in the apex diameter - on which the apex points SP are arranged (cf. FIG. 8).
- the longitudinal sections 17c and 17d are then - viewed in the longitudinal section (FIG.
- the distance e (shown in FIG. 8) is 20% of the axis length L of the guide section 12.
- the distance between the vertices of the guide sections 11 and 12 is with LS “denotes the guide play between the guide elements 16 and the chisel 7 S ".
- the tiltable or swiveling longitudinal surface in the present case: the bearing component 17
- sinA S / LS you choose the angle at which the guide play between the chisel 7 and the guide sections 11, 12 is balanced and thus a linear contact between the parts 7 and 11 and 12 is achieved.
- the inclination of the larger longitudinal section 17c is formed in accordance with the angle A.
- the shorter longitudinal section 17d is formed inclined according to the angle B.
- the angle B “larger than the angle A "so that the tilting or pivoting movement of the guide sections 11 and 12 is not hindered to adapt to the position of the chisel 7.
- the relevant tiltable or pivotable longitudinal surface (as explained with reference to FIGS. 3 to 6) can also be spherical, the course of the crowning overall approximating the angle A "and B ". 8 therefore also shows the radii of curvature RSP, R1 and R2 for the case of a spherical longitudinal surface in question.
- the tilting or swiveling longitudinal surfaces also from a larger number of sub-areas with different Radii of curvature or different inclinations (accordingly 7 and 8).
- the tilting or swiveling design of the guide sections 11 and 12 with the participation of the elastically deformable bearing component 17 has the consequence that the latter under the influence of the chisel 7th outgoing lateral forces finally deformed so far that for the Power transmission in the direction of the housing 10 is sufficient large area is available.
- the guide element 16 which interacts directly with the chisel 7, should consist of a highly wear-resistant, metallic material which can withstand an abrupt load and, in cooperation with the chisel 7, has sufficient sliding properties. If necessary, the guide element 16 can also have a sliding coating on its inner surface facing the chisel.
- the invention is advantageous in that it uses simple means Care is taken that between the interacting Management components 16 and 17 on the occasion of the adjustment to the Inclined position of the tool 7 only with a kind of rolling motion Pressure load takes place, only the more wear-resistant Guide component directly with the moving tool is in contact.
- the rolling motion is also thereby allows the facing the tiltable longitudinal surface Counter surface is designed accordingly, i.e. normally - in Seen longitudinal section - runs straight.
- the bearing component 17 consisting of a softer material forms thereby a flexible covering of the inside Guide element 16; this configuration has the consequence that the area involved in the power transmission increases with increasing Stress in the transverse direction of the guide section accordingly enlarged.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugführung an einer druckmittelbetriebenen Schlagvorrichtung, insbesondere Hydraulikhammer, mit einem Gehäuse, in dem sich das Werkzeug in Längsrichtung beweglich über zumindest einen Führungsabschnitt mit jeweils zumindest einem buchsenartigen Führungselement und einem ebenfalls buchsenartigen Lagerbauteil in Querrichtung elastisch abstützt, und das einen Anschlag aufweist, welcher den Bewegungsspielraum des Werkzeugs entgegen seiner Ausfahrbewegung begrenzt. Jeweils einer der beiden zusammenwirkenden Führungsbestandteile - Führungselement und Lagerbauteil - weist eine kippfähige Längsfläche mit einem linienhaften Scheiteldurchmesser auf, an den sich seitlich Flächenabschnitte mit davon abweichendem, sich in Längsrichtung veränderndem Durchmesser anschließen. Ferner ist die dem Werkzeug zugewandte Innenfläche des Führungselements - im Längsschnitt betrachtet - mit Ausnahme allenfalls ihrer stirnseitigen Endabschnitte geradlinig ausgebildet.The invention relates to a tool guide on a pressure medium-operated impact device, in particular Hydraulic hammer, with a housing in which the tool is in Movable in the longitudinal direction with at least one guide section in each case at least one bush-like guide element and one also bush-like bearing component elastic in the transverse direction supports, and which has a stop which the Tool freedom of movement against its Extending movement limited. One of the two interacting leadership components - leadership element and Bearing component - has a tiltable longitudinal surface with a linear one Vertex diameter, on the side of which surface sections with deviating, changing in the longitudinal direction Connect the diameter. Furthermore, the one facing the tool Inner surface of the guide element - viewed in longitudinal section - with Except for their front end sections, if necessary, straight educated.
Druckmittelbetriebene Schlagvorrichtungen - die insbesondere zum Zerkleinern von Gestein, Beton oder sonstigem Baustoff dienen - werden mit Rücksicht auf die geforderte hohe Zerkleinerungsleistung in den meisten Fällen als Zusatz- oder Anbaugeräte für Baumaschinen wie beispielsweise Bagger, Lader oder sonstige Trägereinheiten eingesetzt. Ein derartiger Anwendungsfall ist beispielsweise in der Druckschrift DE 40 36 918 A1 dargestellt und beschrieben, wobei die Schlagvorrichtung an dem Ausleger eines Hydraulikbaggers befestigt und über diesen mit Arbeitsenergie versorgt wird. Das Werkzeug, auf welches die Schlagvorrichtung über einen hin- und herbewegten Schlagkolben auf das zu zerkleinernde Material einwirkt, ist normalerweise als in einem Gehäuse beweglich gehaltener Meißel ausgebildet. Das Gehäuse bildet einen Bestandteil oder die Verlängerung des Schlagwerkgehäuses, welches den Schlagkolben nebst Steuerung und sonstigen Einrichtungen aufnimmt.Hydraulic-operated impact devices - which in particular for Serve to crush stone, concrete or other building material - are taken into account with regard to the high shredding capacity required in most cases as additional or add-on equipment for construction machines such as excavators, loaders or other carrier units used. Such an application is for example in the Document DE 40 36 918 A1 shown and described, the Impact device attached to the boom of a hydraulic excavator and is supplied with energy from it. The tool on which the impact device moves back and forth the impacted piston acts on the material to be shredded, is usually a chisel held movably in a housing educated. The housing forms part or the Extension of the striking mechanism housing, which holds the percussion piston in addition to control and other facilities.
Bedingt durch die rauhen Arbeitsbedingungen und die hohe Zerkleinerungsleistung ist die Werkzeugführung erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt, insbesondere treten - bedingt auch durch das verhältnismäßig große Spiel des Werkzeugs in Querrichtung - hohe Kantenpressungen auf; diese beeinträchtigen nicht nur die Zerkleinerungsleistung, sondern führen zu einem erheblichen Verschleiß im Bereich des Werkzeugs selbst und der Werkzeugführung mit der Folge, daß dieses und/oder diese unter Umständen beschädigt wird oder ganz ausfällt. Abhängig von den konstruktiven Gegebenheiten kann die Werkzeugführung aus einem durchgehenden Führungsabschnitt oder aus mehreren räumlich voneinander getrennten Führungsabschnitten bestehen, über welchen bzw. welche sich das Werkzeug in Querrichtung an seinem zugehörigen Gehäuse abstützt.Due to the rough working conditions and the high Shredding performance is the tool guide considerable Exposed to stress, especially kicking - conditionally too due to the relatively large play of the tool in the transverse direction - high edge pressures; these not only affect the Shredding performance but lead to a significant Wear in the area of the tool itself and the Tool guide with the result that this and / or this under Is damaged or fails completely. Depending on the structural conditions, the Tool guidance from a continuous guide section or from several spatially separated guide sections exist over which or which the tool in Is supported in the transverse direction on its associated housing.
Zur Beseitigung der zuvor erwähnten Nachteile ist mit der Druckschrift
DE-U1-90 11 245 bereits der Vorschlag unterbreitet worden, bei einer
Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung den Meißel über zwei
Gleitschwenklager beweglich in seinem Gehäuse abzustützen. Die
beiden Gleitschwenklager sind dabei gemeinsam in einem als
Meißelaufnahme dienenden Innengehäuse gehalten, welches
seinerseits über elastische Mittel innerhalb des Gehäuses der
druckmittelbetriebenen Schlagvorrichtung angeordnet ist. Weiterhin
sind die die Gleitschwenklager mitbildenden Führungsringe derart
ausgestaltet, daß ihre auf dem Scheiteldurchmesser liegenden
Scheitelpunkte den Größtdurchmesser einer kippfähigen Außenfläche
darstellen.
Der Nachteil dieser bekannten Werkzeugführung besteht darin, daß
die durch die Gleitschwenklager gebildeten Führungsabschnitte aus
konstruktiven Gründen nur eine verhältnismäßig geringe
Längserstreckung aufweisen können, so daß sich eine ungünstig hohe
Flächenbelastung der Lagerabschnitte normalerweise nicht vermeiden
läßt. Darüber hinaus ergeben sich ungünstig hohe Belastungen mit
sehr steilem Kraftanstieg dadurch, daß die Kraftübertragung zwischen
dem Meißel und seinem Gehäuse rein metallisch vor sich geht.In order to eliminate the disadvantages mentioned above, the proposal has already been made in document DE-U1-90 11 245 to support the chisel movably in its housing by means of two sliding pivot bearings in a device of the type mentioned at the outset. The two sliding pivot bearings are held together in an inner housing serving as a chisel receptacle, which in turn is arranged via elastic means within the housing of the pressure medium-operated impact device. Furthermore, the guide rings forming the sliding pivot bearings are designed in such a way that their vertices lying on the apex diameter represent the largest diameter of a tiltable outer surface.
The disadvantage of this known tool guide is that the guide sections formed by the sliding pivot bearings can have only a relatively small longitudinal extension for design reasons, so that an unfavorably high surface loading of the bearing sections cannot normally be avoided. In addition, there are unfavorably high loads with a very steep increase in power due to the fact that the power transmission between the chisel and its housing is purely metallic.
Aus der Druckschrift DE-U1-295 10 818 ist die Verwendung einer
metallischen Meißelbuchse bekannt, die auf der dem Meißel
zugewandten Seite eine Führungsbuchse aus weicherem, nicht
metallischem Material aufweist; zur Sicherstellung einer
Notlaufschmierung besteht die innenliegende Führungsbuchse aus
reibungsmindernden Bestandteilen oder sind in die Führungsbuchse
derartige Bestandteile eingelagert.
Der Nachteil dieser bekannten Werkzeugführung ist darin zu sehen,
daß der Meißel unmittelbar auf die nichtmetallische Führungsbuchse
einwirkt; diese ist dementsprechend verschleißbeansprucht mit der
Folge, daß der Bewegungsspielraum des Meißels in Querrichtung
unter Umständen in verhältnismäßig kurzer Zeit einen unzulässigen
Wert annimmt. From the document DE-U1-295 10 818 the use of a metallic chisel bush is known which has a guide bush made of softer, non-metallic material on the side facing the chisel; To ensure emergency lubrication, the internal guide bushing consists of friction-reducing components or such components are embedded in the guide bushing.
The disadvantage of this known tool guide is the fact that the chisel acts directly on the non-metallic guide bush; This is accordingly subject to wear, with the result that the latitude of movement of the chisel in the transverse direction may assume an impermissible value in a relatively short time.
Mit der deutschen Patentschrift 860 630 ist - unter dem Gesichtspunkt
der Stoßdämpfung - für Drucklufthämmer oder dergleichen bereits der
Vorschlag unterbreitet worden, das Hammerteil über
Weichgummizwischenlagen mittelbar oder unmittelbar am Gehäuse
abzustützen.
Diese Ausbildung ist jedoch nicht geeignet, die vom Werkzeug selbst
ausgehenden Querkräfte aufzunehmen und diesen - bedingt durch die
Verkantungstendenz des Meißels - längere Zeit standzuhalten.From the point of view of shock absorption, the German patent specification 860 630 has already made the proposal for pneumatic hammers or the like to support the hammer part indirectly or directly on the housing via soft rubber intermediate layers.
However, this training is not suitable to absorb the transverse forces emanating from the tool itself and to withstand this for a long time due to the tendency of the chisel to tilt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugführung an
einer druckmittelbetriebenen Schlagvorrichtung anzugeben, die derart
ausgebildet ist, daß sich jeder zugehörige Führungsabschnitt ohne
Verkantungserscheinungen der Lage des Werkzeugs innerhalb seines
Gehäuses anpassen kann.
Weiterhin soll die Werkzeugführung derart beschaffen sein, daß ihre
Führungsbestandteile auch bei Auftreten großer Querkräfte im
wesentlichen nicht durch Gleitreibung beansprucht werden.
Im übrigen soll durch die neuartige Ausgestaltung sichergestellt
werden, daß sich das Spiel zwischen dem Werkzeug und jedem
Führungsabschnitt ohne Auftreten ins Gewicht fallender Kräfte
ausgleichen läßt.The invention has for its object to provide a tool guide on a pressure medium operated impact device, which is designed such that each associated guide section can adapt to the position of the tool within its housing without any canting.
Furthermore, the tool guide should be such that its guide components are not substantially stressed by sliding friction even when large transverse forces occur.
Moreover, the new design is intended to ensure that the play between the tool and each guide section can be compensated for without the occurrence of significant forces.
Die Aufgabe wird durch eine Werkzeugführung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach setzt sich jeder Führungsabschnitt jeweils aus einem Führungselement und einem Lagerbauteil zusammen, wobei das an dem Führungselement anliegende Lagerbauteil aus einem weicheren, elastischen Werkstoff besteht als das Führungselement selbst. The task is carried out by a tool guide with the characteristics of Claim 1 solved. After that, each leadership section sits down composed of a guide element and a bearing component, wherein the bearing component in contact with the guide element from a softer, elastic material than the guide element self.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die auf dem
Scheiteldurchmesser liegenden Scheitelpunkte zumindest einer
kippfähigen Längsfläche bezüglich deren Erstreckung in Längsrichtung
außermittig angeordnet sind; unter Scheiteldurchmesser ist der
linienhafte Bereich zu verstehen, in dem entweder eine kippfähige
Außenfläche ihren Größtdurchmesser oder eine kippfähige Innenfläche
ihren Kleinstdurchmesser erreicht. Ferner ist der
Erfindungsgegenstand derart ausgestaltet, daß jede kippfähige
Längsfläche einer Gegenfläche gegenüberliegt, die - im Längsschnitt
betrachtet - im wesentlichen geradlinig verläuft.
Wesentlich ist in diesem Zusammenhang eine derartige Ausbildung der
der kippfähigen Längsfläche zugewandten Gegenfläche, die eine
Abrollbewegung der kippfähigen Längsfläche zuläßt. Im einfachsten
Fall ist die Gegenfläche im Längsschnitt geradlinig ausgebildet; sie
kann jedoch auch eine die Abrollbewegung zulassende Krümmung -
insbesondere einen verhältnismäßig großen Krümmungsradius im
Längsschnitt - aufweisen.Another feature of the invention is that the vertices lying on the apex diameter of at least one tiltable longitudinal surface are arranged eccentrically with respect to their extension in the longitudinal direction; apex diameter is to be understood as the linear area in which either a tiltable outer surface reaches its largest diameter or a tiltable inner surface reaches its smallest diameter. Furthermore, the subject matter of the invention is designed in such a way that each tiltable longitudinal surface lies opposite a counter surface which, viewed in longitudinal section, runs essentially in a straight line.
It is essential in this context that the counter surface facing the tiltable longitudinal surface is designed in such a way that it allows the rolling tiltable longitudinal surface to roll. In the simplest case, the counter surface is straight in longitudinal section; however, it can also have a curvature permitting the rolling movement - in particular a relatively large radius of curvature in longitudinal section.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht nach alledem darin, die
Längsfläche jeweils eines der beiden zusammenwirkenden
Führungsbestandteile unter Berücksichtigung der progressiven
Wirkung des Hertz'schen Kontakts auszubilden; diese progressive
Wirkung besteht darin, daß mit zunehmender Belastung des
betreffenden Führungsbestandteils in Querrichtung eine immer größere
Fläche an der Kraftübertragung mitwirkt.
Weiterhin tritt aufgrund der erwähnten Ausbildung nur eine einem
Abrollvorgang zumindest ähnliche Bewegung mit Druckbeanspruchung,
jedoch praktisch keine Beanspruchung durch Gleitreibung auf, die eine
weitaus höhere Materialbeanspruchung zur Folge hätte. The basic idea of the invention is, after all, to form the longitudinal surface of one of the two interacting guide components, taking into account the progressive effect of Hertzian contact; this progressive effect consists in the fact that with increasing loading of the relevant guide component in the transverse direction, an ever larger area contributes to the power transmission.
Furthermore, due to the above-mentioned design, only a movement with compressive stress, at least similar to a rolling process, occurs, but practically no stress due to sliding friction, which would result in a far higher material stress.
Die außermittige Lage der Scheitelpunkte hat zur Folge, daß auf den
betreffenden Führungsabschnitt zusätzlich ein Kippmoment einwirkt
und somit dessen Lageanpassung an die Lage des Werkzeugs
unterstützt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht
darin, daß das innenliegende Führungselement aus einem
metallischen Werkstoff bestehen kann, der einerseits ausreichend
verschleißfest ist und andererseits die erforderliche Gleitfähigkeit
aufweist, insbesondere Stahl mit einer Gleitbeschichtung. Da die
Kraftübertragung in jedem Fall unter Zwischenschaltung des
elastischen Lagerbauteils vor sich geht, führt dies zu einem weicheren
Kraftanstieg, wodurch insbesondere auch das Werkzeug und das
jeweilige Führungselement nebst Lagerbauteil geschont werden.The eccentric position of the vertices has the effect that a tilting moment additionally acts on the guide section in question and thus supports its positional adaptation to the position of the tool.
Another advantage of the configuration according to the invention is that the internal guide element can consist of a metallic material which on the one hand is sufficiently wear-resistant and on the other hand has the required lubricity, in particular steel with a sliding coating. Since the power transmission always takes place with the interposition of the elastic bearing component, this leads to a softer increase in force, which in particular also protects the tool and the respective guide element together with the bearing component.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre können die zusammenwirkenden Fürungsbestandteile folgendermaßen ausgebildet sein, wobei die der kippfähigen Längsfläche zugewandte Gegenfläche im Längsschnitt geradlinig oder leicht gekrümmt verläuft:Within the framework of the teaching according to the invention, the interacting management components as follows be formed, the one facing the tiltable longitudinal surface Longitudinal section of the opposite surface is straight or slightly curved:
Entweder ist die dem Lagerbauteil zugewandte Außenfläche des Führungselements kippfähig ausgebildet (Anspruch 2) oder eine der beiden Längsflächen des Lagerbauteils (Innenfläche oder Außenfläche) ist entsprechend geformt (Anspruch 3 bzw. 4).Either the outer surface of the bearing component facing the Guide element formed tiltable (claim 2) or one of the both longitudinal surfaces of the bearing component (inner surface or Outer surface) is shaped accordingly (claim 3 or 4).
Falls die Meißelführung lediglich einen Führungsabschnitt (mit einem Führungselement nebst Lagerbauteil) aufweist, sollten die Scheitelpunkte der kippfähigen Längsfläche in Richtung auf den Anschlag (d.h. in Richtung auf das Schlagwerk der Schlagvorrichtung) verschoben liegen (Anspruch 5). If the chisel guide only has one guide section (with a Guide element and bearing component), the Vertices of the tiltable longitudinal surface in the direction of the Stop (i.e. towards the striking mechanism of the striking device) are shifted (claim 5).
Bei Ausführungsformen mit zwei voneinander getrennten
Führungsabschnitten liegen zweckmäßig die Scheitelpunkte beider
kippfähiger Längsflächen in Richtung auf die Mittelebene zwischen den
Führungsabschnitten verschoben (Anspruch 6).
Im Rahmen der Erfindung kann jedoch auch die kippfähige Längsfläche
nur eines Führungsabschnitts entsprechend außermittig angeordnet
sein.In embodiments with two guide sections separated from one another, the vertices of both tiltable longitudinal surfaces are expediently displaced in the direction of the center plane between the guide sections.
Within the scope of the invention, however, the tiltable longitudinal surface of only one guide section can also be arranged correspondingly off-center.
Vorzugsweise ist die betreffende Längsfläche in der Weise kippfähig
ausgebildet, daß ihr Scheitelpunkt maximal um 45 % der Achslänge
des Führungsbestandteils verschoben liegen (Anspruch 7).
Insbesondere können die Scheitelpunkte um 10 % bis 30 % der
Achslänge des Führungsbestandteils außermittig verschoben liegen
(Anspruch 8).The longitudinal surface in question is preferably designed to be tiltable in such a way that its apex is displaced by a maximum of 45% of the axial length of the guide component (claim 7).
In particular, the vertices can be shifted off-center by 10% to 30% of the axis length of the guide component (claim 8).
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstands
beträgt der Unterschied zwischen dem Größt- und Kleinstdurchmesser
der kippfähigen Längsfläche mindestens 0,5 Millimeter (Anspruch 9).
Im Rahmen der Erfindung kann die kippfähige Längsfläche ballig
ausgebildet sein (Anspruch 10). Unter balliger Längsfläche" ist dabei
eine Fläche des betreffenden Führungsbestandteils zu verstehen, die -
im Längsschnitt des Führungsbestandteils gesehen - gerundet ist.
Der jeweils zugehörige Rundungsmittelpunkt kann innerhalb oder
außerhalb des balligen Führungsbestandteils liegen, so daß sich die
damit im Zusammenhang stehenden geometrischen Bedingungen den
sonstigen konstruktiven Erfordernissen weitestgehend frei anpassen
lassen.
Im Normalfall wird es ausreichend sein, daß die ballige Längsfläche
eine konstante Krümmung aufweist. Unter Umständen lassen sich
zusätzlich Vorteile dadurch erzielen, daß die Krümmung der balligen
Längsfläche in der Nähe der Scheitelpunkte, d. h. in der näheren
Umgebung des jeweiligen Größt- oder Kleinstdurchmessers, kleiner ist
als in den sich daran anschließenden Bereichen (Anspruch 11).
Aufgrund des größeren Krümmungsradius in der Nähe der
Scheitelpunkte bzw. des Scheiteldurchmessers steht mit zunehmender
Beanspruchung in Querrichtung schneller eine größere an der
Krattübertragung mitwirkende Fläche zur Verfügung.In an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, the difference between the largest and smallest diameters of the tiltable longitudinal surface is at least 0.5 millimeters (claim 9).
In the context of the invention, the tiltable longitudinal surface can be spherical (claim 10). Under spherical longitudinal surface "is to be understood as meaning a surface of the guide component in question which - seen in the longitudinal section of the guide component - is rounded.
The associated center of rounding can lie inside or outside the spherical guide component, so that the geometric conditions associated therewith can be largely freely adapted to the other structural requirements.
In normal cases it will be sufficient for the spherical longitudinal surface to have a constant curvature. Under certain circumstances, additional advantages can be achieved in that the curvature of the spherical longitudinal surface in the vicinity of the apex, that is to say in the vicinity of the respective largest or smallest diameter, is smaller than in the adjoining areas (claim 11).
Due to the larger radius of curvature in the vicinity of the apex or the apex diameter, the larger the surface that is involved in the Kratt transmission, the faster the load in the transverse direction becomes available.
Die kippfähige Längsfläche kann sich jedoch auch aus zwei
Längsabschnitten mit gegenläufiger Konizität zusammensetzen, die in
dem Scheiteldurchmesser ineinander übergehen (Anspruch 12). Bei
dieser Ausgestaltung sind die jeweils zusammengehörigen
Längsabschnitte - im Längsschnitt betrachtet - jeweils geradlinig
ausgebildet und bilden miteinander eine angewinkelte Längsfläche.
Grundsätzlich kann die kippfähige Längsfläche im Rahmen der
Erfindung auch eine andersartige Form aufweisen, sofern diese die für
die Lageanpassung erforderliche Kipp- oder Schwenkbewegung des
betreffenden Führungsabschnitts nicht behindert und geeignet ist, die
durch das Werkzeug hervorgerufenen Querkräfte aufzunehmen.
Mit Rücksicht auf die hohe Beanspruchung im Bereich der
Werkzeugführung sollte der Werkstoff für das Lagerbauteil eine hohe
Druckbelastbarkeit und Zähigkeit sowie eine hohe
Temperaturbeständigkeit bei gleichzeitig ausreichender Elastizität
aufweisen. Als Lagerbauteil-Werkstoffe kommen Thermoplaste (wie
insbesondere Polyamid oder Polyäthylen), Elastomere (wie
insbesondere Polyurethan) oder Duroplaste in Betracht.
Günstige Eigenschaften zeigen in diesem Zusammenhang
hochvernetzte Kunststoffe (Anspruch 13), beispielsweise zwölffach
vernetztes, gegossenes Polyamid (PA 12 G) oder
Gewebeverbundwerkstoffe auf Harzbasis (Anspruch 14). Die zuletzt
genannten Werkstoffe aus der Gruppe der Duroplaste können aus
Glas-, Kohle- oder Naturfasern bestehen, die mit einem geeigneten
Harz getränkt sind.The tiltable longitudinal surface can, however, also be composed of two longitudinal sections with opposite taper, which merge into one another in terms of the apex diameter (claim 12). In this embodiment, the respective longitudinal sections that belong together — viewed in the longitudinal section — are each formed in a straight line and form an angled longitudinal surface with one another.
In principle, the tiltable longitudinal surface can also have a different shape within the scope of the invention, provided that this does not hinder the tilting or pivoting movement of the guide section in question, which is necessary for the positional adjustment, and is suitable for absorbing the transverse forces caused by the tool.
In view of the high stress in the area of the tool guide, the material for the bearing component should have a high compressive strength and toughness as well as a high temperature resistance with sufficient elasticity. Thermoplastic materials (such as, in particular, polyamide or polyethylene), elastomers (such as, in particular, polyurethane) or thermosets can be considered as bearing component materials. Favorable properties show in this context
highly cross-linked plastics (claim 13), for example twelve-fold cross-linked, cast polyamide (PA 12 G) or resin-based fabric composite materials (claim 14). The latter materials from the group of thermosets can consist of glass, carbon or natural fibers, which are impregnated with a suitable resin.
Unter Umständen können die Führungsabschnitte auch aus Einzelsegmenten bestehen, die relativ zueinander beweglich in dem Werkzeug-Gehäuse gehalten sind. Dabei ist es insbesondere auch denkbar, die Führungsabschnitte bei geeigneter Ausgestaltung des Werkzeugquerschnitts und des Werkzeug-Gehäuses aus mehreren plattenförmigen Einzelsegmenten aufzubauen, die relativ zueinander beweglich sind.Under certain circumstances, the guide sections can also be made from Individual segments exist that are movable relative to each other in the Tool housing are held. It is particularly so conceivable, the guide sections with a suitable design of the Tool cross-section and the tool housing from several to build plate-shaped individual segments that are relative to each other are mobile.
Es versteht sich von selbst, daß die Bestandteile jedes
Führungsabschnitts bezüglich ihres Gehäuses in geeigneter Weise in
axialer Richtung fixiert sein müssen; diese Fixierung muß dabei so
ausgebildet sein, daß sie die Funktion des Führungsabschnitts nicht
beeinträchtigt.
Im einfachsten Fall kann jeder vorhandene Führungsabschnitt mittels
eines Bolzens oder dergleichen in seiner Lage bezüglich des
Gehäuses gesichert werden, welcher mit geeignetem Spiel auch in das
innenliegende Führungselement eingreift.It goes without saying that the components of each guide section must be suitably fixed in the axial direction with respect to their housing; this fixation must be designed so that it does not affect the function of the guide section.
In the simplest case, each existing guide section can be secured in its position with respect to the housing by means of a bolt or the like, which also engages in the inner guide element with suitable play.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert:The invention is illustrated below with reference to the drawing Exemplary embodiments explained in detail:
Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisiert ein als Hydraulikbagger ausgebildetes Trägergerät, an dem eine druckmittelbetriebene Schlagvorrichtung anstellbar angebracht ist;
- Fig. 2
- in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab schematisiert einen Vertikalschnitt des unteren Teils der Schlagvorrichtung;
- Fig. 3
- ein Schemabild einer Werkzeugführung mit zwei voneinander getrennten Führungsabschnitten, die jeweils ein innenliegendes Führungselement mit balliger Außenfläche aufweisen;
- Fig. 4
- ein Schemabild einer Werkzeugführung mit zwei voneinander getrennten Führungsabschnitten, die jeweils ein Lagerbauteil mit balliger Innenfläche aufweisen;
- Fig. 5
- ein Schemabild einer Werkzeugführung mit zwei voneinander getrennten Führungsabschnitten, die jeweils ein Lagerbauteil mit balliger Außenfläche aufweisen, und
- Fig. 6
- einen Vertikalschnitt eines Führungsabschnitts in der Ausgestaltung gemäß Fig. 5.
- Fig. 7
- ein Schemabild einer Werkzeugführung in einer der Fig. 5 entsprechenden Ausgestaltung, wobei die Außenfläche des Lagerbauteils zwei Längsabschnitte mit gegenläufiger Konizität aufweist, die in dem Scheiteldurchmesser ineinander übergehen, und
- Fig. 8
- einen vertikalen Teilschnitt durch den in Fig. 7
dargestellten Führungsabschnitt 12 in verändertem Maßstab.
- Fig. 1
- schematically shows a carrier device designed as a hydraulic excavator, on which a pressure medium-operated impact device is adjustably attached;
- Fig. 2
- in an enlarged scale compared to FIG. 1, a schematic vertical section of the lower part of the impact device;
- Fig. 3
- a schematic image of a tool guide with two separate guide sections, each having an inner guide element with a spherical outer surface;
- Fig. 4
- a schematic image of a tool guide with two separate guide sections, each having a bearing component with a spherical inner surface;
- Fig. 5
- a schematic image of a tool guide with two separate guide sections, each having a bearing component with a spherical outer surface, and
- Fig. 6
- 5 shows a vertical section of a guide section in the configuration according to FIG. 5.
- Fig. 7
- 5 shows a schematic image of a tool guide in an embodiment corresponding to FIG. 5, the outer surface of the bearing component having two longitudinal sections with opposite taper, which merge into one another in the apex diameter, and
- Fig. 8
- a vertical partial section through the
guide section 12 shown in Fig. 7 in a changed scale.
Der in Fig. 1 dargestellte Hydraulikbagger 1 ist mit einer
Versorgungseinheit 2 (bestehend im wesentlichen aus einem nicht
dargestellten Dieselmotor und einer von diesem angetriebenen
Hydraulikpumpe) ausgestattet, die - wie beispielsweise aus der
Druckschrift DE 40 36 918 A1 bekannt - über eine Druck- und eine
Rücklaufleitung an eine druckmittelbetriebene Schlagvorrichtung 3
angeschlossen ist. Letztere ist anstellbar an dem Ausleger 4 des
Hydraulikbaggers gehalten.
Die Schlagvorrichtung 3 weist als Führungseinheit einen bezüglich des
Auslegers gelenkig angebrachten Tragrahmen 5 auf, in dem ein (in
Fig. 2 teilweise dargestelltes) druckmittelbetriebenes Schlagwerk 6
abgestützt ist.
Wie Fig. 1 weiterhin erkennen läßt, ragt aus dem Tragrahmen 5 ein
Werkzeug in Gestalt eines Meißels 7 heraus, auf welches das
erwähnte Schlagwerk über seinen Schlagkolben 8 in an sich bekannter
Weise einwirkt. Letzterer ist in Fig. 2 einerseits in der Rückhubstellung
(links) und andererseits in der Aufschlagstellung (rechts) dargestellt.The hydraulic excavator 1 shown in Fig. 1 is equipped with a supply unit 2 (consisting essentially of a diesel engine, not shown, and a hydraulic pump driven by this), which - as known for example from the document DE 40 36 918 A1 - via a pressure and a return line is connected to a pressure medium operated
The
As can also be seen in FIG. 1, a tool in the form of a
Das einen Bestandteil der Schlagvorrichtung 3 bildende Schlagwerk 6
kann im Rahmen der Erfindung, insbesondere auch hinsichtlich seiner
Steuerung, an sich beliebig ausgebildet sein.
Wie Fig. 2 erkennen läßt, schließt sich an das Schlagwerkgehäuse 9 -
welches unter anderem den Schlagkolben 8 aufnimmt - als
Verlängerung ein Gehäuse 10 an, in dem sich der Meißel 7 in
Längsrichtung beweglich über zwei Führungsabschnitte 11 und 12
abstützt; diese sind jeweils über einen Bolzen 13 gegen eine
Verschiebung in Achsrichtung gesichert. The
As can be seen in FIG. 2, the striking mechanism housing 9 - which, among other things, receives the striking piston 8 - is connected as an extension to a
Der Bewegungsspielraum des Meißels 7 entgegen seiner
Ausfahrbewegung (angedeutet durch einen Pfeil 14) ist durch einen
Anschlag 15 begrenzt, der seinerseits im Gehäuse 10 befestigt ist.The freedom of movement of the
Die Führungsabschnitte 11 und 12 sind in Fig. 2 aus Gründen der
Übersichtlichkeit lediglich schematisch dargestellt; ihr Aufbau und ihre
Funktion werden im folgenden näher erläutert werden.
Die Halterung, durch welche der Meißel 7 gegen Herausfallen aus dem
Gehäuse 10 gesichert ist, ist in Fig. 2 ebenfalls nicht dargestellt; sie
besteht im einfachsten Fall aus einem Bolzen oder Vorsprung, welcher
zwischen den Führungsabschnitten 11 und 12 angeordnet ist und den
Bewegungsspielraum des Meißels 7 in Richtung seiner
Ausfahrbewegung (Pfeil 14) festlegt.The
The holder by which the
Ausweislich der Fig. 3 bis 6 weist jeder Führungsabschnitt 11 bzw. 12
jeweils zwei zusammenwirkende Führungsbestandteile auf, nämlich ein
bezüglich des Meißels 7 innenliegendes buchsenartiges
Führungselement 16 und ein äußeres, auch an dem Gehäuse 10
anliegendes buchsenartiges Lagerbauteil 17. Letzteres besteht aus
einem weicheren Werkstoff als das metallische Führungselement 16,
nämlich aus einem zwölfach vernetzten, gegossenen Polyamid.
Die Führungsbestandteile 16, 17 jedes Führungsabschnitts 11, 12 sind
in der bereits erwähnten Weise in axialer Richtung fixiert.3 to 6, each
The
Allen in Fig. 3 bis 6 dargestellten Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes ist gemeinsam, daß jeweils einer der beiden
jeweils zusammenwirkenden Führungsbestandteile 16, 17 eine ballige
Längsfläche aufweist und daß die dem Meißel 7 zugewandte
Innenfläche 16a des Führungselements 16 - im Längsschnitt betrachtet
- mit Ausnahme ihrer stirnseitigen Endabschnitte 16b und 16c eben
ausgebildet ist, d.h. die Form eines Zylinders bildet. Die genannten
Darstellungen lassen weiterhin - ebenso wie die Fig. 7 und 8 -
erkennen, daß die der kippfähigen Längsfläche zugewandte
Gegenfläche, also gegebenenfalls auch die Innenwand des Gehäuses
10, im Längsschnitt geradlinig ausgestaltet ist, so daß eine
Abrollbewegung ermöglicht wird.All of the embodiments of the
The subject of the invention has in common that one of the two
each cooperating
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die dem Lagerbauteil 17
zugewandte Außenfläche 16d des Führungselements 16 ballig
ausgebildet, d.h. sie weist - im Längsquerschnitt gesehen - eine stetige
Rundung auf.3 is the bearing component 17th
facing
Im Gegensatz dazu ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 die dem
Führungselement 16 zugewandte Innenfläche 17a jedes Lagerbauteils
17 ballig ausgebildet, während das Führungselement 16 jeweils die
Form einer zylindrischen Buchse aufweist.In contrast, in the embodiment according to FIG. 4 the
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist jedem Führungselement
16 in Form einer ebenfalls zylindrischen Buchse ein Lagerbauteil 17
zugeordnet, dessen dem Gehäuse 10 zugewandte Außenfläche 17b
ballig ausgebildet ist.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die jeweils zusammenwirkenden
Führungsbestandteile 16 und 17 unmittelbar aneinander zu befestigen.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, each
This configuration enables the respective interacting
Wie die Fig. 3 bis 5 weiterhin erkennen lassen, können sich die
Lagerabschnitte 11 und 12 - bedingt durch die ballige Ausgestaltung
jeweils eines zugehörigen Führungsbestandteils 16 bzw. 17 - einer
durch das Führungsspiel bedingten Schrägstellung des Meißels 7
anpassen, wodurch Verkantungsvorgänge zwischen den Teilen 7 und
16 praktisch ausgeschlossen werden. Bedingt dadurch, daß der aus
weicherem Material bestehende Führungsbestandteil 17 außerhalb des
Bereichs des Meißels 7 angeordnet ist, stützt sich dieser ausschließlich
jeweils an dem verschleißfesteren Führungselement 16 ab.
Die ballige Ausbildung der Längsflächen 16d, 17a bzw. 17b hat auch
zur Folge, daß mit größer werdender Beanspruchung in Querrichtung
des Meißels 7 die an der Kraftübertragung mitwirkende Fläche größer
wird.3 to 5 can also be seen, the bearing
The spherical design of the
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen (Fig. 3 bis 5) stimmen
insofern überein, als die Scheitelpunkte SP (vgl. dazu Fig. 6) der
jeweils ballig ausgebildeten Längsfläche eines Führungsbestandteils
jeweils bezüglich der Erstreckung der Längsfläche in Längsrichtung
außermittig angeordnet ist, d.h. sie liegen um einen Abstand e
bezüglich der Quermittelebene 18 des betreffenden
Führungsbestandteils verschoben.
Falls die Werkzeugführung - wie in Fig. 2 bis 5 dargestellt - zwei
voneinander getrennte Führungsabschnitte 11 und 12 aufweist, liegen
die Scheitelpunkte SP der balligen Längsfläche 16d bzw. 17a bzw. 17b
jeweils in Richtung auf die Mittelebene 19 (vgl. dazu Fig. 3) zwischen
den Führungsabschnitten 11 und 12 verschoben.
Sofern die Werkzeugführung lediglich einen Führungsabschnitt 11
aufweist (wie in Fig. 6 dargestellt), liegen die Scheitelpunkte SP der
balligen Längsfläche in Richtung auf den in Fig. 2 dargestellten
Anschlag 15 außermittig verschoben, d.h. in Fig. 6 nach rechts.The above-described embodiments (FIGS. 3 to 5) correspond in that the vertices SP (cf. FIG. 6) of the respective spherical longitudinal surface of a guide component are arranged eccentrically with respect to the extent of the longitudinal surface in the longitudinal direction, that is, they lie around a distance e with respect to the transverse
If the tool guide - as shown in FIGS. 2 to 5 - has two
If the tool guide has only one guide section 11 (as shown in FIG. 6), the vertices SP of the spherical longitudinal surface are shifted off-center in the direction of the
Abhängig davon, welche Längsfläche eines Führungsbestandteils 16
bzw. 17 ballig ausgebildet ist, liegen die zum Scheiteldurchmesser
gehörigen Scheitelpunkte SP auf dem Größtdurchmesser - Längsfläche
16d bzw. 17b in Fig. 3 bzw. 5 - oder auf dem Kleinstdurchmesser -
Innenfläche 17a in Fig. 4 - des Führungsbestandteils 16 oder 17. Depending on which longitudinal surface of a
Das Ausmaß der Balligkeit entspricht dem Unterschied zwischen dem
Größt- und Kleinstdurchmesser der betreffenden balligen Längsfläche
16d, 17a bzw. 17b; es beträgt - abhängig von der Länge des
Führungsabschnitts und von der Größe des Spiels zwischen diesem
und dem Werkzeug - mindestens 0,5 Millimeter.The degree of crowning corresponds to the difference between the
Largest and smallest diameters of the spherical longitudinal surface in
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 entspricht die (nicht
maßstäblich dargestellte) Balligkeit dem Unterschied zwischen dem
Größtdurchmesser DG und dem Kleinstdurchmesser DK der balligen
Außenfläche 17b; sie beträgt mehrere Millimeter.
Ferner läßt die in Rede stehende Darstellung erkennen, daß der
Abstand e - bezogen auf die Achslänge L des Lagerbauteils 17 - sich
auf 10 % beläuft.In the exemplary embodiment according to FIG. 6, the crowning (not shown to scale) corresponds to the difference between the largest diameter DG and the smallest diameter DK of the spherical outer surface 17b; it is several millimeters.
Furthermore, the representation in question reveals that the distance e - based on the axis length L of the bearing component 17 - amounts to 10%.
Die ballige Längsfläche (vgl. dazu Fig. 3 bis 5) kann grundsätzlich eine
gleichbleibende, stetige Krümmung aufweisen. Davon abweichend
besteht jedoch auch die Möglichkeit, die ballige Längsfläche 16d, 17a
bzw. 17b über ihre Längserstreckung unterschiedlich gekrümmt
auszubilden.
Aus Fig. 6 ist in diesem Zusammenhang ersichtlich, daß die ballige
Außenfläche 17b in der näheren Umgebung der Scheitelpunkte SP
eine kleinere Krümmung aufweist als in den sich daran anschließenden
Bereichen. Diese Ausgestaltung ist angedeutet durch die
Krümmungsradien RSP bzw. R1 und R2, wobei der Krümmungsradius
RSP größer ist als die Krümmungsradien R1 und R2.
Falls die Werkzeugführung mit zwei räumlich voneinander getrennten
Führungsabschnitten ausgestattet ist, können diese erforderlichenfalls
hinsichtlich der Ausbildung der balligen Längsfläche - insbesondere
hinsichtlich der Größe der Balligkeit und der Lage der Scheitelpunkte
SP - auch unterschiedlich ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang
ist es beispielsweise möglich, lediglich den höher belasteten
Führungsabschnitt in der Weise auszugestalten, daß die
Scheitelpunkte SP in der beschriebenen Weise außermittig liegen.
Ferner ist es möglich, lediglich die ballige Längsfläche des höher
belasteten Führungsabschnitts über ihre Längserstreckung
unterschiedlich gekrümmt auszubilden.The spherical longitudinal surface (cf. FIGS. 3 to 5) can in principle have a constant, constant curvature. Deviating from this, however, there is also the possibility of designing the spherical
In this context, it can be seen from FIG. 6 that the spherical outer surface 17b has a smaller curvature in the vicinity of the vertices SP than in the regions adjoining it. This configuration is indicated by the radii of curvature RSP or R1 and R2, the radius of curvature RSP being greater than the radii of curvature R1 and R2.
If the tool guide is equipped with two spatially separate guide sections, these can, if necessary, also be designed differently with regard to the configuration of the spherical longitudinal surface - in particular with regard to the size of the crown and the position of the vertices SP. In this connection, it is possible, for example, to design only the guide section which is subject to higher loads in such a way that the vertices SP are eccentric in the manner described. Furthermore, it is possible to design only the spherical longitudinal surface of the guide section which is subject to higher loads to have different curvatures over its longitudinal extent.
Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung die kippfähigen oder
schwenkfähigen Längsflächen (d. h. die Außenfläche des
Führungselements 16 bzw. die Innenfläche oder die Außenfläche des
Lagerbauteils 17) andersartig geformt oder ausgestaltet sein als in den
Fig. 3 bis 6 dargestellt.
Die Fig. 7 und 8 zeigen in diesem Zusammenhang eine
Ausführungsform mit einem Lagerbauteil 17, dessen kipp- oder
schwenkfähige Längsfläche sich jeweils aus zwei Längsabschnitten
17c und 17d mit gegenläufiger Konizität zusammensetzt; diese
Längsabschnitte gehen in dem Scheiteldurchmesser - auf dem die
Scheitelpunkte SP angeordnet sind (vgl. dazu Fig. 8) - ineinander über.
Die Längsabschnitte 17c und 17 d sind danach - im Längsschnitt
(Fig. 8) betrachtet - geradlinig ausgebildet mit der Folge, daß der
Durchmesser der Außenfläche des Lagerbauteils 17 - ausgehend vom
Scheiteldurchmesser mit den zugehörigen Scheitelpunkten SP - in
beiden Richtungen (d. h. in Fig. 8 nach links bzw. rechts) geradlinig
abnimmt.Basically, within the scope of the invention, the tiltable or pivotable longitudinal surfaces (ie the outer surface of the
7 and 8 show in this connection an embodiment with a
In Fig. 7 und 8 sind zusätzlich einige Bemessungsdaten dargestellt,
anhand derer die Form der kipp- oder schwenkfähigen Längsfläche
festgelegt werden kann; dabei beträgt der (in Fig. 8 dargestellte)
Abstand e 20 % der Achslänge L des Führungsabschnitts 12.
Der Abstand zwischen den Scheitelpunkten der Führungsabschnitte 11
und 12 ist mit
The distance between the vertices of the
Zur Auslegung der kipp- oder schwenkfähigen Längsfläche (im
vorliegenden Fall: des Lagerbauteils 17) wählt man normalerweise für
das Führungsspiel S einen etwas größeren Wert als im Neuzustand,
um einem zu erwartenden Anfangsverschleiß der Führungsabschnitte
Rechnung zu tragen.
Nach der Gleichung
According to the equation
Ausgehend von den zuvor erwähnten Auslegungskriterien kann die
betreffende kipp- oder schwenkfähige Längsfläche (wie anhand der
Fig. 3 bis 6 erläutert) auch ballig ausgebildet sein, wobei der Verlauf
der Balligkeit insgesamt eine Annäherung an die Winkel
In Fig. 8 sind daher auch die Krümmungsradien RSP, R1 und R2
angedeutet für den Fall einer ballig ausgebildeten betreffenden
Längsfläche.On the basis of the design criteria mentioned above, the relevant tiltable or pivotable longitudinal surface (as explained with reference to FIGS. 3 to 6) can also be spherical, the course of the crowning overall approximating the angle
8 therefore also shows the radii of curvature RSP, R1 and R2 for the case of a spherical longitudinal surface in question.
Grundsätzlich können die kipp- oder schwenkfähigen Längsflächen auch aus einer größeren Anzahl Teilflächen mit unterschiedlichen Krümmungsradien oder unterschiedlichen Neigungen (entsprechend Fig. 7 und 8) ausgestattet sein. Basically, the tilting or swiveling longitudinal surfaces also from a larger number of sub-areas with different Radii of curvature or different inclinations (accordingly 7 and 8).
Die kipp- oder schwenkfähige Ausgestaltung der Führungsabschnitte
11 und 12 unter Mitwirkung des elastisch verformbaren Lagerbauteils
17 hat zur Folge, daß letzteres sich unter Einwirkung der vom Meißel 7
ausgehenden Querkräfte schließlich so weit verformt, daß für die
Kraftübertragung in Richtung auf das Gehäuse 10 eine ausreichend
große Fläche zur Verfügung steht.The tilting or swiveling design of the
Das unmittelbar mit dem Meißel 7 zusammenwirkende
Führungselement 16 sollte aus einem hochverschleißfesten,
metallischen Werkstoff bestehen, der einer schlagartigen
Beanspruchung widerstehen kann und im Zusammenwirken mit dem
Meißel 7 ausreichende Gleiteigenschaften aufweist.
Erforderlichenfalls kann das Führungselement 16 auf seiner dem
Meißel zugewandten Innenfläche auch eine Gleit-Beschichtung
aufweisen.The
If necessary, the
Die Erfindung ist insofern von Vorteil, als mit einfachen Mitteln dafür
Sorge getragen wird, daß zwischen den zusammenwirkenden
Führungsbestandteilen 16 und 17 anläßlich der Anpassung an die
Schräglage des Werkzeugs 7 lediglich eine Art Abrollbewegung mit
Druckbelastung stattfindet, wobei lediglich der verschleißfestere
Führungsbestandteil unmittelbar mit dem sich bewegenden Werkzeug
in Kontakt steht. Die Abrollbewegung wird dabei auch dadurch
ermöglicht, daß die der kippfähigen Längsfläche zugewandte
Gegenfläche entsprechend ausgebildet ist, d.h. im Normalfall - im
Längsschnitt gesehen - geradlinig verläuft.The invention is advantageous in that it uses simple means
Care is taken that between the interacting
Das aus einem weicheren Werkstoff bestehende Lagerbauteil 17 bildet
dabei eine nachgiebige Ummantelung des innenliegenden
Führungselements 16; diese Ausgestaltung hat zur Folge, daß die an
der Kraftübertragung mitwirkende Fläche sich mit zunehmender
Beanspruchung in Querrichtung des Führungsabschnitts entsprechend
vergrößert.The bearing
Claims (14)
wobei jeweils einer der beiden zusammenwirkenden Führungsbestandteile - Führungselement (16) und Lagerbauteil (17) - eine kippfähige Längsfläche (16d, 17a bis d) mit einem linienhaften Scheiteldurchmesser (Scheitelpunkte SP) aufweist, an den sich seitlich Flächenabschnitte (17c 17d) mit davon abweichendem, sich in Längsrichtung veränderndem Durchmesser anschließen, und wobei die dem Werkzeug (7) zugewandte Innenfläche (16a) des Führungselements (16) - im Längsschnitt betrachtet - mit Ausnahme allenfalls ihrer stirnseitigen Endabschnitte (16b, 16c) geradlinig ausgebildet ist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
one of the two interacting guide components - guide element (16) and bearing component (17) - has a tiltable longitudinal surface (16d, 17a to d) with a linear apex diameter (apex SP), on which surface sections (17c 17d) laterally deviate from it , connecting in the longitudinal direction changing diameter, and the inner surface (16a) of the guide element (16) facing the tool (7) - viewed in longitudinal section - with the exception of possibly its front end sections (16b, 16c) being rectilinear,
characterized by the following features:
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