EP0978625A2 - Percussive drill - Google Patents
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- EP0978625A2 EP0978625A2 EP99115321A EP99115321A EP0978625A2 EP 0978625 A2 EP0978625 A2 EP 0978625A2 EP 99115321 A EP99115321 A EP 99115321A EP 99115321 A EP99115321 A EP 99115321A EP 0978625 A2 EP0978625 A2 EP 0978625A2
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- piston
- sleeve
- outer tube
- hammer drill
- hammer
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- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
- E21B4/14—Fluid operated hammers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25D—PERCUSSIVE TOOLS
- B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
- B25D9/06—Means for driving the impulse member
- B25D9/08—Means for driving the impulse member comprising a built-in air compressor, i.e. the tool being driven by air pressure
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- B25D9/14—Control devices for the reciprocating piston
- B25D9/16—Valve arrangements therefor
- B25D9/20—Valve arrangements therefor involving a tubular-type slide valve
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- B25D2209/00—Details of portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
- B25D2209/005—Details of portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously having a tubular-slide valve, which is coaxial with the piston
Definitions
- EP-A2-0 837 214 For compressed air control, according to EP-A2-0 837 214, is between a sleeve attachment a cylinder liner guiding the percussion piston and a cylinder sleeve located above it the outer tube along a welding zone circumferentially welded threaded sleeve there is an annular gap.
- the top end of the firing pin forms one with the Control pin cooperating shut-off device, in particular a slide valve, so that air currents coming from above and below are directed past each other.
- the structure is due to numerous individual parts it is still complex and therefore expensive to manufacture.
- the invention further provides that the Percussion piston has an annular groove in its upper area, from which over the Circumferentially distributed axial bores that end in the top face of the piston, and that the percussion piston with a further annular groove below the upper annular groove has the same dimensions, from the axial bores distributed over the circumference emanate from the bottom of the piston.
- the Percussion piston has an annular groove in its upper area, from which over the Circumferentially distributed axial bores that end in the top face of the piston, and that the percussion piston with a further annular groove below the upper annular groove has the same dimensions, from the axial bores distributed over the circumference emanate from the bottom of the piston.
- a generally designated 10 hammer drill as can be seen from Fig. 1, one Screw cap 11 with a central passage 12 and a threaded connection 13, with the interposition of a sealing ring 14 for connecting a main hammer body serves.
- a strainer insert 16 is inserted prevents the penetration of drilling residues or other contaminants.
- the shaft 44 carries an upwardly convex flange or Plate head 41 with e.g. twelve passages 48 arranged close to the circumference. These are directed slightly obliquely outwards and stand with the upper ends of the arch slits 24 of the cover plate 26 opposite the flow.
- the control pin 40 is provided with a step 49, one on the circumference Has groove 43 for receiving a sealing ring 53.
- the buffer sleeve 85 is seated in the outer tube 15 and is opposite this sealed by means of outer sealing rings R (see FIGS. 1 and 2). It is on its inner circumference approximately at the level of the sealing rings R with a circumferential groove 85 ', of which four Ventilation grooves distributed over the circumference and directed axially downwards in the direction of the holding ring 86 85 ".
- each the percussion piston 75 in its impact position, in which its lower end on the Surface 89 of the drill bit 90 hits.
- the lower slide valve 79, 97 is closed.
- annular space 94 surrounding the drill bit head 91, which via the lower axial bores 78 'or the lower annular groove 76' in the percussion piston 75 as well as through the lower passages 72 'in the cylinder liner 70 and the volume reservoir of the outer channels 60, 60 'briefly fluidly connected to the annular gap 54 is.
- the upper passages 72 of the cylinder liner 70 are in this position Piston 75 tightly closed by its outer surface.
- the impact stroke begins, i.e. the air compressed in chamber 83 initiates the downward movement. If the lower control edge 81 of the upper annular groove 76, the upper passages 22 of the cylinder liner 70 releases, the full pressure still present at the passage 12 reaches the Compression chamber 83. The piston 75 is additionally accelerated downwards until it hits the impact surface 89 of the drill bit 90 with full force. While this downward movement, the upper passages 22 have already been closed again and the upper slide valve 100, 44 opened so that the out of the chamber 83 relaxing air through the passage 92 for blowing into the drill bit 90 reached.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatisch angetriebenen Bohrhammer, insbesondere Tieflochhammer, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a pneumatically driven rotary hammer, in particular Deep hole hammer, according to the preamble of claim 1.
Herkömmliche Bohrgeräte hämmern im ventilgesteuerten Aussetz- oder Dauerbetrieb mit einem am Fußteil angeordneten Bohrmeißel, der Durchlässe für die Druckluft hat, die am Bohrlochgrund umgelenkt wird und losgeschlagenes Bohrklein nach oben fördert. Bei einem Im-Loch-Bohrhammer z.B. nach DE-A-27 05 191 gleitet ein Kolben in einem Gehäuse, das innerhalb eines Außenrohres befestigt ist, was aber problematisch und störungsanfällig sein kann. Ähnliches gilt für sog. ventillose Bohrhämmer.Conventional drills hammer in valve-controlled intermittent or continuous operation with a drill bit arranged on the foot part, which has passages for the compressed air, which is redirected at the bottom of the borehole and the cuttings that have been struck up promotes. With an in-hole hammer drill e.g. according to DE-A-27 05 191 a piston slides in a housing that is attached within an outer tube, which is problematic and can be prone to failure. The same applies to so-called valveless rotary hammers.
Ein aus DE-U-92 02 336 bekannter Bohrhammer der eingangs genannten Art 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. Dieser ist so ausgebildet, daß er einen Luftumlenkraum nach Bedarf freigibt oder - gegebenenfalls teilweise - verschließt. Allerdings kann der Hals der mit dem Rohrkörper antriebsverbundenen Welle infolge relativ schwacher Querschnitte bruchgefährdet sein, zumal die Bohrhammerlänge mit großem Hebelarm daran angreift. Gleiches gilt für einen sie führenden Rohrkopf, der am Umfang mit einer Anzahl Bohrungen versehen ist. A known from DE-U-92 02 336 hammer drill of the type mentioned has for Blown air metering a rotatably driven tubular body and a slidable, a shaft having a central passage, the lower end of which is connected to the tubular body a shut-off device, e.g. forms a slide. This is designed so that it releases an air deflection space as required or - if necessary partially - closes. However, the neck of the drive connected to the tubular body Shaft may be prone to breakage due to relatively weak cross-sections, especially as the length of the hammer drill attacks it with a large lever arm. The same applies to a leader Pipe head with a number of holes on the circumference.
Zur Druckluftsteuerung ist gemäß EP-A2-0 837 214 zwischen einem Büchsenaufsatz einer den Schlagkolben führenden Zylinderbüchse und einer darüber befindlichen, mit dem Außenrohr entlang einer Schweißzone umfangsverschweißten Gewindebüchse ein Ringspalt vorhanden. Das obere Ende des Schlagbolzens bildet ein mit dem Steuerzapfen zusammenwirkendes Absperrorgan, insbesondere ein Schieberventil, so daß von oben und unten kommende Luftströme aneinander vorbeigelenkt werden. Trotz verringerter Bruchgefährdung und Wegfall eines Zentralrohrs ist der Aufbau aufgrund zahlreicher Einzelteile noch immer aufwendig und daher teuer in der Herstellung.For compressed air control, according to EP-A2-0 837 214, is between a sleeve attachment a cylinder liner guiding the percussion piston and a cylinder sleeve located above it the outer tube along a welding zone circumferentially welded threaded sleeve there is an annular gap. The top end of the firing pin forms one with the Control pin cooperating shut-off device, in particular a slide valve, so that air currents coming from above and below are directed past each other. Despite the reduced risk of breakage and the omission of a central tube, the structure is due to numerous individual parts it is still complex and therefore expensive to manufacture.
Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu verbessern und einen Bohrhammer zu entwickeln, der besonders einfach aufgebaut und kostengünstig zu fertigen ist. Der Bohrhammer soll bei großer Leistung lange Standzeiten erbringen und auch bei erhöhter Schlagfrequenz mit niedrigem Druckluft-Verbrauch auskommen. Er soll femer vibrationsfrei- und rückschlagarm arbeiten.It is an important object of the invention to overcome these and other disadvantages of the prior art Improve technology and develop a hammer drill that is particularly easy is built and inexpensive to manufacture. The hammer drill is said to perform well long service life and even with an increased stroke frequency with low Compressed air consumption. It should also have low vibration and no kickback work.
Bei 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 einem an die Schraubkappe anschließenden Außenrohr, in dessen Innenumfang
eine Zylinderbüchse eingesetzt ist, mit einem in der Zylinderbüchse geführten Schlagkolben,
welcher die Kopffläche einer am Außenrohr unten axialverschieblich gehalterten
Bohrkrone beaufschlagt, sowie mit einem in eine Zentralbohrung des Kolbens
hineinragenden Steuerzapfen, wobei zwischen der kolbenführenden Zylinderbüchse,
die mit einem Büchsenaufsatz einstückig und mit dem Außenrohr zumindest teilweise
formschlüssig zu einer Einheit fest verbunden ist, einer sich auf dem Büchsenaufsatz
abstützenden Hülse und einer darüber befindlichen, mit dem Außenrohr entlang einer
Schweißzone umfangsverschweißten Gewindebüchse ein Ringspalt vorhanden ist, und
wobei das obere Ende des Schlagkolbens ein mit dem Steuerzapfen zusammenwirkendes
Absperrorgan bildet, insbesondere ein Schieberventil, ist laut Anspruch 1
erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Steuerzapfen einstückig ausgebildet ist, einen
durchgehenden Schaft und ein sich daran über eine Durchmesserstufe anschließendes,
verjüngt ausgebildetes Endstück aufweist und mit einer Sacklochbohrung sowie
zwei seitlichen Zuluftbohrungen versehen ist. Femer sieht die Erfindung vor, daß der
Schlagkolben in seinem oberen Bereich eine Ringnut aufweist, von der aus über den
Umfang verteilte Axialbohrungen ausgehen, die in der Kopffläche des Kolbens enden,
und daß der Schlagkolben unterhalb der oberen Ringnut eine weitere Ringnut mit
gleichen Abmessungen aufweist, von der aus über den Umfang verteilte Axialbohrungen
ausgehen, die im Boden des Kolbens enden. - Bevorzugte Ausgestaltungen sind
Gegenstand der Ansprüche 2 bis 17.In the case of a pneumatically driven hammer drill, in particular a deep hole hammer,
with a screw cap for connection to a compressed air source and, if necessary
Drill pipe, with a check valve protruding from below into the screw cap,
with an outer tube connected to the screw cap, in the inner circumference
a cylinder liner is inserted, with a percussion piston guided in the cylinder liner,
which the head surface of an axially displaceably held on the outer tube below
Drill bit applied, as well as in a central bore of the piston
protruding control pin, whereby between the piston-guiding cylinder liner,
the one piece with a sleeve attachment and at least partially with the outer tube
is positively connected to a unit, one on the rifle attachment
supporting sleeve and an overlying, with the outer tube along a
Welding zone circumferentially welded threaded sleeve there is an annular gap, and
the upper end of the percussion piston cooperating with the control pin
Shut-off device forms, in particular a slide valve, is according to claim 1
provided according to the invention that the control pin is integrally formed, one
continuous shaft and a subsequent diameter step
has tapered end piece and with a blind hole as well
two side supply air holes. The invention further provides that the
Percussion piston has an annular groove in its upper area, from which over the
Circumferentially distributed axial bores that end in the top face of the piston,
and that the percussion piston with a further annular groove below the upper annular groove
has the same dimensions, from the axial bores distributed over the circumference
emanate from the bottom of the piston. - Preferred configurations are
Subject matter of
Wichtige Vorteile des erfindungsgemäßen Bohrhammers beruhen auf seinem äußerst einfachen und robusten Aufbau, der insgesamt mit nur wenigen Bauteilen auskommt. Fertigung und Wartung sind dadurch gegenüber herkömmlichen Konstruktionen wesentlich verbessert. Darüber hinaus ist die Bruchgefahr deutlich verringert, so daß selbst bei konstant hohen Leistungen lange Standzeiten erreicht werden. Durch die besondere Anbindung und Ansteuerung eines inneren Kompressionsvolumens entsteht oberhalb des Schlagkolbens eine zusätzliche Kompression, was das Bohrverhalten deutlich verbessert. Dazu trägt insbesondere bei, daß Radialbohrungen die Sacklochbohrung mit dem Kompressionsraum verbinden und daß die obere Ventilfläche des Kolbens diese Bohrungen beim Aufwärtshub verschließt und sie beim Abwärtshub wieder freigibt. Schlagzahl und Schlagkraft werden dadurch erhöht. Gleichzeitig ist während des Bohrbetriebs stets ein erschütterungsarmes Arbeiten gewährleistet.Important advantages of the rotary hammer according to the invention are based on its extreme simple and robust construction that only needs a few components. Manufacturing and maintenance are thus compared to conventional designs significantly improved. In addition, the risk of breakage is significantly reduced, so that long service lives can be achieved even with consistently high outputs. Through the special connection and control of an internal compression volume there is an additional compression above the percussion piston, which affects the drilling behavior clearly improved. This contributes in particular that the radial bores Connect the blind hole with the compression space and that the upper valve surface of the piston closes these holes on the upstroke and closes them on Releases the downstroke. This increases the number of blows and power. At the same time, there is always low-vibration work during drilling operations guaranteed.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Längsschnittansicht eines Aussetz-Bohrhammers in Arbeitsstellung,
- Fig. 2
- eine Längsschnittansicht eines Aussetz-Bohrhammers in Ausblasstellung,
- Fig. 3
- eine Längsschnittansicht eines Dauerschlägers mit hängender Bohrkrone,
- Fig. 4
- eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Schlagkolbens eines Dauerschlägers,
- Fig. 5
- eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Aussetzhammers,
- Fig. 6
- eine Seitenansicht, teilweise im Axialschnitt, einer Zylinderbuchse mit Büchsenaufsatz und
- Fig. 7
- eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht zu Fig. 1.
- Fig. 1
- 2 shows a longitudinal sectional view of a drilling hammer in the working position,
- Fig. 2
- 2 shows a longitudinal sectional view of a drop hammer in the blow-out position,
- Fig. 3
- 2 shows a longitudinal sectional view of a permanent racket with a hanging drill bit,
- Fig. 4
- a side view, partially in section, of the percussion piston of a permanent racket,
- Fig. 5
- a side view, partly in section, of the drop hammer,
- Fig. 6
- a side view, partially in axial section, a cylinder liner with sleeve attachment and
- Fig. 7
- an enlarged partial longitudinal sectional view of FIG. 1st
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 eines Haupt-Hammerkörpers
dient. In der Schraubkappe 11 ist ein Siebeinsatz 16 eingesetzt, der
das Eindringen von Bohrrückständen oder sonstigen Verunreinigungen verhindert.A generally designated 10 hammer drill, as can be seen from Fig. 1, one
Der Haupt-Hammerkörper hat ein Außenrohr 15, das mit der Schraubkappe 11 über
eine Gewindebüchse 50 verschraubbar ist, die entlang einer zylindrischen Schweißzone
S (Fig. 7) mit dem Außenrohr 15 verschweißt ist, in dem eine Zylinderbüchse 70
koaxial sitzt. Diese liegt mit umfangsseitig verlaufenden Längsrippen 71 formschlüssig
am Innenumfang des Außenrohres 15 an und führt im Inneren einen Schlagkolben 75,
der im Bohrbetrieb die Kopffläche 89 einer am Außenrohr 15 unten axialverschieblich
gehalterten Bohrkrone 90 beaufschlagt. Die linke Seite von Fig. 1 zeigt einen Aussetzhammer
in Schlagstellung, während die rechte Seite die anschließende Aufwärtsbewegung
des Kolbens 75 darstellt.The main hammer body has an
Das Außenrohr 15 weist im unteren Bereich von Schweißzone S und Gewindebuchse
50 über den Umfang verteilt längsverlaufende Außenrillen 17 auf (siehe Fig. 7), die
dem Ansatz eines Werkzeugs bei der Verschraubung des Haupt-Hammerkörpers mit
der Kappe 11 dienen. Letztere umschließt ein nach oben gerichtetes Rückschlagventil
30, das auf einem Schaft 28 geführt ist und mittels einer Ventilfeder 29 zu einem
Ventilsitz 18 hin belastet wird.The
Die Zylinderbüchse 70 ist einstückig gefertigt. Wie man in Fig. 6 erkennt, hat das
Büchsen-Oberteil 55 ebenfalls äußere Längsrippen 71', so daß zwischen dem Innenumfang
des Außenrohrs 15 und dem Zylindermantel der Zylinderbüchse 70 druckluftführende
Außenkanäle bzw. Längsschlitze 60' gebildet sind. Dabei sind die Längsschlitze
60' tiefer als diejenigen (60) im unteren Bereich ausgebildet, um größeren
Luftdurchsatz zu gewährleisten. Zwischen den oberen Rippen 71' und oberen Durchlässen
72 ist die Büchse 70 glatt zylindrisch gestaltet, d.h. hier fehlen Rippen, die den
Luftdurchsatz behindern könnten. Zusätzliche Querrillen 77 im Außenumfang des
Schlagkolbens 75 (Fig. 4 und 5) verbessern die Gleiteigenschaften des Kolbens 75
innerhalb der Zylinderbüchse 70.The
Das Rückschlagventil 30 wird von einer Deckelplatte 26 getragen, die innerhalb der
Gewindebüchse 50 bodenseitig in die Schraubkappe 11 eingreift (Fig. 1). Sie hat am
Umfang einen axial und/oder radial einspringenden Bund 27 und ist mit vorzugsweise
axial verlaufenden Durchlässen 24 versehen, z.B. mit einem Kranz von vier (nicht
dargestellten) Bogenschlitzen oder mit konzentrisch angeordneten Bohrlöchern. An die
Deckelplatte 26 schließt sich unter Bildung einer Verteilerkammer 56 ein Steuerzapfen
40 an, der mit einem koaxial zu dem Außenrohr 15 und der Zylinderbüchse 70 verlaufenden
Schaft 44 und einem sich daran über eine Durchmesserstufe 46 anschließenden,
verjüngten Endstück 47 in eine Zentralbohrung 82 des in der Zylinderbüchse 70
geführten Schlagkolbens 75 hineinragt. Schaft 44, Durchmesserstufe 46 und Endstück
47 sind einstückig sowie mit einer Sacklochbohrung 45 und mit zwei Radialbohrungen
105 versehen. Die Durchmesserstufe 46 bildet nach oben hin eine Steuerkante 106.The
An seinem oberen Ende trägt der Schaft 44 einen nach oben konvexen Flansch oder
Tellerkopf 41 mit z.B. zwölf umfangsnah angeordneten Durchlässen 48. Diese sind
leicht schräg nach außen gerichtet und stehen mit ihren oberen Enden den Bogenschlitzen
24 der Deckelplatte 26 strömungsgünstig gegenüber. Unterhalb des Tellerkopfes
41 ist der Steuerzapfen 40 mit einer Stufe 49 versehen, die umfangsseitig eine
Nut 43 zur Aufnahme eines Dichtrings 53 aufweist.At its upper end, the
Zwischen dem Tellerkopf 41 des Steuerzapfens 40 und dem Büchsenaufsatz 55 der
Zylinderbüchse 70 sitzt eine Hülse 51. Diese stützt sich an ihrem unteren Ende mit
einem Flansch 62 unter Zwischenlage eines flexiblen Rings 64 auf dem Büchsenaufsatz
55 ab, während das obere Ende den Tellerkopf 41 und damit den Steuerzapfen 40
trägt. Hierzu hat die insgesamt hutförmige Hülse 51 oben einen radial einspringenden
Innenrand 52, der unter den Tellerrand des Tellerkopfes 41 greift und dichtend an der
Stufe 49 bzw. dem Dichtring 53 anliegt. Man erkennt in Fig. 1, 2 und 7, daß die Hülse
51 zwischen der Gewindebüchse 50 bzw. dem Außenrohr 15 und dem Büchsenaufsatz-Oberteil
55 einen Ringspalt 54 abgrenzt, der zusammen mit einem Radialspalt
22 zwischen der unteren Stirnkante der Gewindebüchse 50 und der oberen Stirnkante
des Büchsenaufsatz-Oberteils 55 eine großräumig obere Kammer bildet. Ein weiteres
Volumen-Reservoir steht darunter in Form der äußeren Axialkanäle 60', 60 von
Büchsenaufsatz-Oberteil 55 und Zylinderbüchse 70 zur Verfügung, die im unteren
Bereich der Büchse 70 bis zu einer Umlaufnut 61 reichen (siehe Fig. 6). Oberhalb
dieser ist jeder Axialkanal mit einem unteren Durchlaß 72' versehen, z.B. - wie in
Fig. 6 zu erkennen - leicht höhenversetzt. Im oberen Bereich der Zylinderbüchse 70
sind innerhalb der Axialkanäle 60 weitere Durchlässe 72 vorgesehen, die umfangsseitig
auf gleicher Höhe liegen. Between the
Der Schlagkolben 75 ist allgemein zylindrisch ausgebildet (Fig. 4 und 5). Er hat oben
eine nach außen offene Ringnut 76 mit im wesentlichen halbovalem oder halbkreisförmigem
Querschnitt. Von hier gehen über den Umfang verteilte, Axialbohrungen 78
aus, die in der Kopffläche 74 des Kolbens 75 enden. Etwa in Höhe der Zylinder-Längsmitte
ist unterhalb der oberen Ringnut 76 eine weitere Ringnut 76' mit einem
nach außen offenen, ebenfalls halbovalen oder halbkreisförmigen Querschnitt vorgesehen.
Von dieser aus verlaufen über den Umfang verteilte Axialbohrungen 78' bis in
den Boden 74' des Kolbens 75. Den oberen Durchlässen 72 der Zylinderbüchse 70 ist
die obere Ringnut 76 zugeordnet, welche geringfügig kleiner ist als die untere Ringnut
76', die mit den unteren Durchlässen 72' ventilartig zusammenwirkt. Man erkennt, daß
die Nuten 76, 76' jeweils obere und untere Steuerkanten 80, 80' bzw. 81, 81' haben,
die das Öffnen bzw. Absperren der Luftströmung in den Durchlässen 72, 72' einleiten.
Aus Fig. 4 und 5 ist zu sehen, daß - wegen der unterschiedlichen Bemessung der
Ringnuten 76, 76' - die unteren Steuerkanten 80', 81' etwas größeren Abstand haben
als die oberen Steuerkanten 80, 81.The
Die Zentralbohrung 82 des insgesamt einstückigen Kolbens 75 kann am unteren Ende
angefast sein. Sie bildet unmittelbar darüber eine untere Ventilfläche 79, die mit einem
Fußventil 97 im Kopf 91 der Bohrkrone 90 in der Art eines Schieberventils zusammenwirkt.
Das Fußventil 97 ist eine im wesentlichen zylinderförmige Hülse, deren Außendurchmesser
bis auf ein erforderliches Bewegungsspiel dem Innendurchmesser der
Zentralbohrung 82 entspricht. Die Ventilhülse 97 ist mittels einer Rastverbindung 98
paßgenau in die Kopffläche 89 der Bohrkrone 90 eingesetzt. Letztere 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 nach innen einspringende Schulter 88
am Kopf 91 verhindert das Herausgleiten der Bohrkrone 90 aus der Haltekappe 93.
Hebt man den Bohrer 10, z.B. beim Herausziehen aus einem Bohrloch an, legt sich der
Kopf 91 mit der Schulter 88 an dem Haltering 86 an; die Bohrkrone 90 ist dadurch nach
unten gesichert.The
Die Pufferbüchse 85 sitzt paßgenau in dem Außenrohr 15 und ist gegenüber diesem
mittels äußeren Dichtringen R abgedichtet (siehe Fig. 1 und 2). Sie ist an ihrem Innenumfang
etwa in Höhe der Dichtringe R mit einer Umfangsnut 85' versehen, von der vier
über den Umfang verteilte, axial nach unten in Richtung Haltering 86 gerichtete Entlüftungsnuten
85" ausgehen. Der ebenfalls mit einem Dichtring R nach außen gegen das
Außenrohr 15 abgedichtete Haltering 86 ist bevorzugt aus zwei Ringhälften zusammengesetzt
in deren Innenumfang wenigstens zwei Entlüftungsnuten 87 eingebracht
sind, die fluchtend zu den Entlüftungsnuten 85" der Pufferbüchse 85 liegen, so daß die
Umfangsnut 85' über die Entlüftungsnuten 85" und 87 mit dem den Schaft 95 umgebenden
Luftraum in Strömungsverbindung steht. Der Hammer kann über diese Verbindung
zusätzlich nach unten ausblasen.The
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 4 und 5 bildet der Innenumfang der Bohrung 82 eine
obere Ventilfläche 110, die im Zusammenwirken mit dem Schaft 44 des Steuerzapfens
40 ein weiteres Schieberventil darstellt, durch das die Schlaghubluft über die Steuerkanten
100 steuerbar ist. Das obere Ende der Zentralbohrung 82 kann auch hier leicht
angefast sein. Gleitet der Schlagkolben 75 innerhalb der Zylinderbüchse 70 nach oben,
so gelangt die Dichffläche 110 mit dem Schaft 44 des Steuerzapfens 40 in Eingriff,
wobei die Durchmesserstufe 46 mit ihrer Steuerkante 106 den Kolben 75 sanft
aufgleiten läßt. Außerdem wird er gegenüber dem Steuerzapfen 40 zentriert. Der
Innendurchmesser der Ventilfläche 110 entspricht bis auf ein erforderliches Bewegungsspiel
dem Außendurchmesser des Schafts 44.4 and 5, the inner circumference of the
Fig. 5 zeigt den Kolben 75 eines Aussetzhammers wie er in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.
Im oberen Bereich ist der Außendurchmesser des Kolbens 75 auf einer vorgegebenen
Länge von der Kopffläche 74 abgesetzt, so daß eine Steuerkante 103 gebildet ist. In
Fig. 4 ist der Kolben 75 eines Dauerschlägers gemäß Fig. 3 dargestellt, dessen Steuerkante
103' sich unmittelbar an der Kopffläche 74 befindet. Beide Kolben haben an der
Zentralbohrung 82 im Abstand zu den Kopfflächen 74 eine etwas breitere Aussparung,
deren unterer Übergang zum Hauptteil der Bohrung 82 jeweils eine Steuerkante 100
bildet.Fig. 5 shows the
Beim Dauerschläger wird der Durchlaß 72 von der darüber befindlichen Steuerkante
103' des Kolbens 75 (Fig. 4) zunächst verschlossen. Die Kompression im Raum 107
verhindert, daß der Kolben 75 auf die Pufferbüchse 85 schlägt; er federt vielmehr
zurück. Sobald die Steuerkante 80' der unteren Ringnut 76' den Durchlaß 72' freigibt,
strömt Arbeitsluft durch die unteren Axialbohrungen 78' in den Raum 107 und der
Kolben 75 schießt wieder nach oben. Damit der untere Kompressionsraum 107 beim
Dauerschläger nach unten abgedichtet ist, hat die Pufferbüchse 85 im Gegensatz zur
Aussetzhammer-Version keine Umfangsnut 85' (siehe Fig. 3). Die Pufferbuchse ist
vielmehr innen mit einer glatten Innenwandung versehen, in welcher der Kopf 91
paßgenau dichtend hin und her gleitet. Die in dem Haltering 86 vorgesehenen Entlüftungsnuten
87 haben insoweit keine Funktion, da die Pufferbüchse 85 keine Luft nach
unten durchläßt. Der Haltering 86 ist damit universell verwendbar.In the permanent racket, the
Fig. 1 zeigt ebenso wie die vergrößerte Darstellung von Fig. 7 zwei verschiedene
Arbeitsstellungen des Bohrhammers 10. In der linken Figur-Hälfte sieht man jeweils
den Schlagkolben 75 in seiner Aufschlagposition, in der sein unteres Ende auf die
Fläche 89 der Bohrkrone 90 trifft. Hierbei ist das untere Schieberventil 79, 97 geschlossen.
Zwischen der Bodenfläche 74' des Kolbens 75 und der Stirnfläche 89 der Pufferbüchse
85 ist ein den Bohrkronenkopf 91 umgebender Ringraum 94 vorhanden, der
über die unteren Axialbohrungen 78' bzw. die untere Ringnut 76' im Schlagkolben 75
sowie über die unteren Durchlässe 72' in der Zylinderbüchse 70 und das Volumen-Reservoir
der Außenkanäle 60, 60' kurzzeitig mit dem Ringspalt 54 strömungsverbunden
ist. Die oberen Durchlässe 72 der Zylinderbüchse 70 sind in dieser Stellung des
Kolbens 75 von dessen Mantelfläche dicht verschlossen.1, like the enlarged representation of FIG. 7, shows two different ones
Working positions of the
In der rechten Figur-Hälfte befindet sich der Schlagkolben 75 in einer oberen Position,
wobei der Steuerzapfen 40 bzw. dessen Schaft 44, die Hülse 51, der Büchsenaufsatz
55, die Zylinderbüchse 70 sowie die Kopffläche 74 des Schlagkolbens 75 eine
geschlossene Kompressionskammer 83 begrenzen. Diese ist lediglich über die oberen
Axialbohrungen 78 bzw. die obere Ringnut 76 im Schlagkolben 75 und über die oberen
Durchlässe 72 in der Zylinderbüchse 70 sowie über das Volumen-Reservoir der
Außenkanäle 60 kurzzeitig mit dem Ringspalt 54 strömungsverbunden. Das untere
Schieberventil 79, 97 ist geöffnet, während die unteren Durchlässe 72' der Zylinderbüchse
70 von der Mantelfläche des Kolbens 75 dicht verschlossen sind. Dessen
Gesamtlänge und die Länge des Steuerzapfen-Schaftes 44 bzw. der Abstand der
Durchmesserstufe 46 vom Tellerflansch 41 sind derart bemessen, daß die Ventilfläche
110 in der oberen Stellung des Kolbens 75 die Kompressionskammer 83 nach unten
hin zuverlässig dicht abschließt, während in der unteren Schlagstellung des Kolbens 75
die Kammer 83 zum Durchlaß 92 der Bohrkrone 90 hin stets geöffnet ist.In the right half of the figure, the
Der Abstand der Ringnuten 76, 76' untereinander sowie deren Abstände zu den
oberen und unteren Stirnflächen 74, 74' des Kolbens 75 sorgen jeweils für die erforderliche
Strömungsverbindung des Ringspalts 54 mit dem Ringraum 94 einerseits und der
Kompressionskammer 83 andererseits. Die Dauer der Strömungsverbindung und damit
die Dauer der Druckbeaufschlagung wird durch den nahezu gleichen Abstand der
Steuerkanten 80, 80' und 81, 81' bestimmt.The distance between the
In der unteren Stellung des Kolbens 75 gelangt Druckluft vom Durchlaß 12 über die
Axialdurchlässe 24, die Verteilerkammer 56, die schrägen Durchlässe 48, den Ringspalt
54, den radialen Spalt 22, die Außenkanäle 60, 60', die Durchlässe 22', die Ringnut
76' und die Axialbohrungen 78' in den Ringraum 94. Der darin kurzzeitig entstehende
Druck hebt den Kolben 75 an, wobei die untere Steuerkante 81' der unteren
Ringnut 76' die unteren Durchlässe 72' überfährt und sie verschließt. In der Aufwärtsbewegung
gelangt die Dichtfläche 110 des Kolbens 75 mit dem Schaft 44 des Steuerzapfens
40 in Eingriff und schließt die Kompressionskammer 83 nach unten hin ab.
Gleichzeitig überfährt die obere Steuerkante 80 der oberen Ringnut 76 des Kolbens 75
die oberen Durchlässe 72 der Zylinderbüchse 70 und gibt diese frei, so daß die
Kammer 83 über die Axialbohrungen 78, die Ringnut 76, die Durchlässe 22, die
Außenkanäle 60, den radialen Spalt 22, den Ringspalt 54, die schrägen Durchlässe 48,
die Verteilerkammer 56 sowie über die Axialdurchlässe 24 kurzzeitig mit dem Durchlaß
12 verbunden und mit Schlagluft beaufschlagt wird. Die Trägheit des Kolbens 75
bewirkt jedoch eine Weiterbewegung nach oben, so daß die Durchlässe 22 der Zylinderbüchse
70 aufgrund des relativ kurzen Abstandes der Steuerkanten 80, 81 der oberen
Ringnut 76 sofort wieder verschlossen werden. Die obere Kompressionskammer
83 wird dabei immer weiter verkleinert, wodurch so daß die darin befindliche Luft auf
einen relativ hohen Druck komprimiert wird.In the lower position of the
Sobald der Kolben 75 seinen oberen Totpunkt erreicht hat, beginnt der Schlaghub, d.h.
die in der Kammer 83 komprimierte Luft leitet die Abwärtsbewegung ein. Wenn die
untere Steuerkante 81 der oberen Ringnut 76 die oberen Durchlässe 22 der Zylinderbüchse
70 freigibt, gelangt der weiterhin am Durchlaß 12 anstehende volle Druck in die
Kompressionskammer 83. Der Kolben 75 wird zusätzlich nach unten beschleunigt, bis
er mit voller Wucht auf die Aufschlagfläche 89 der Bohrkrone 90 schlägt. Während
dieser Abwärtsbewegung wurden die oberen Durchlässe 22 bereits wieder verschlossen
und das obere Schieberventil 100, 44 geöffnet, so daß sich die aus der Kammer
83 entspannende Luft über den Durchlaß 92 zum Ausblasen in die Bohrkrone 90
gelangt. Kurz vor dem Auftreffen des Schlagkolbens 75 auf der Bohrkrone 90 schließt
sich das untere Schieberventil 79, 97 und mithin der Ringraum 94. Dieser steht, sobald
der Kolben 75 trotz des sich bildenden Gegendrucks hart auf der Aufschlagfläche 89
auftrifft, über die unteren Durchlässe 22' mit dem Durchlaß 12 in Kontakt. Der sich
unmittelbar im Ringraum 94 aufbauende Druck fängt den bereits aufwärtsfedernden
Kolben 75 auf und beschleunigt ihn nach oben, wodurch die Durchlässe 72' erneut
verschlossen werden und der Kreislauf von neuem beginnt.As soon as the
Über die Durchgangsbohrung 45 des Steuerzapfens 40 und die Radialbohrung 105
kann bei Bedarf ständig eine exakt definierte Menge Blasluft vom Durchlaß 12 in der
Schraubkappe 11 zu dem Durchlaß 92 im Bohrkopf 90, 91 gelangen, so daß das
Bohrloch ständig freigeblasen wird. Je nach Luftbedarf können Steuerzapfen 40 mit
verschieden großen Bohrungen 105 oder auch ohne einen Durchlaß verwendet
werden.Via the through
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt,
sondern vielfältig 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.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described,
but can be modified in many ways. So you can easily between the
Bevorzugt hat der erfindungsgemäße Bohrhammer 10 eine Anschlußkappe 11 für eine
Druckluftquelle und ein Außenrohr 15, das mit einer Gewindebüchse 50 fest verbunden
ist. Gestützt mit einer Zwischenhülse 51 sitzt auf einem Büchsenaufsatz-Oberteil 55,
ein Steuerzapfen 40, der unten ein verjüngtes Endstück hat und berührungslos in eine
Zentralbohrung 82 eines Schlagkolbens 75 ragt. Dieser hat zwei außen offene Ringnuten
76, 76', die mittels nach oben und unten verlaufender Axialbohrungen 78, 78' mit
einem Kompressionsvolumen 82 bzw. einem den Bohrkronenkopf 91 umgebenden
Ringraum 94 strömungsverbunden sind. Der Schlagkolben 75 gleitet in einer Zylinderbüchse
70, die mit dem ebenfalls außengerippten Büchsenaufsatz-Oberteil 55 und
dem Außenrohr 15 zumindest teilweise formschlüssig zu einer Einheit fest verbunden,
z.B. aufgeschrumpft ist. Der Schlagkolben 75 hat eine Zentralbohrung 82, die unten mit
einer Ventilfläche 79 auf ein Fußventil 97 und oben mit einer weiteren Ventilfläche 110
auf einen Schaft 44 des Steuerzapfens 40 aufgleitet. Dieser ist hierzu mit einer Durchmesserstufe
46 versehen, die gerundete Übergänge aufweisen kann. The
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. All arising from the claims, the description and the drawing Features and benefits, including design details, spatial arrangements and process steps can be used both individually and in a wide variety of ways Combinations be essential to the invention.
- RR
- DichtringSealing ring
- SS
- SchweißzoneWelding zone
- 1010th
- BohrhammerHammer drill
- 1111
- SchraubkappeScrew cap
- 1212th
- DurchlaßPassage
- 1313
- GewindeverbindungThreaded connection
- 1414
- DichtungsringSealing ring
- 1515
- AußenrohrOuter tube
- 1616
- SiebeinsatzSieve insert
- 1717th
- AußenrillenExternal grooves
- 1818th
- VentilsitzValve seat
- 2222
- radialer Spaltradial gap
- 2424th
- AxialdurchlässeAxial diffusers
- 2626
- DeckelplatteCover plate
- 2727
- BundFederation
- 2828
- Schaftshaft
- 2929
- VentilfederValve spring
- 3030th
- Rückschlagventilcheck valve
- 4040
- SteuerzapfenControl pin
- 4141
- TellerkopfPlate head
- 4343
- UmfangsnutCircumferential groove
- 4444
- Schaftshaft
- 4545
- SackbohrungBlind hole
- 4646
- DurchmesserstufeDiameter step
- 4747
- EndstückTail
- 4848
- (schräge) Durchlässe(oblique) passages
- 4949
- Stufestep
- 5050
- GewindebüchseThreaded sleeve
- 5151
- HülseSleeve
- 5252
- InnenrandInside edge
- 5353
- DichtringSealing ring
- 5454
- RingspaltAnnular gap
- 5555
- Büchsenaufsatz-OberteilRifle top part
- 5656
- VerteilerkammerDistribution chamber
- 6060
- Längsschlitze / AußenkanäleLongitudinal slots / outer channels
- 60'60 '
- Längsschlitze / AußenkanäleLongitudinal slots / outer channels
- 6161
- UmlaufnutCirculation groove
- 6262
- Flanschflange
- 6464
- flexibler Ringflexible ring
- 7070
- ZylinderbüchseCylinder liner
- 7171
- RippenRibs
- 71'71 '
- RippenRibs
- 7272
- obere Durchlässeupper passages
- 72'72 '
- untere Durchlässelower passages
- 7474
- KopfflächeHead area
- 74'74 '
- BodenflächeFloor area
- 7575
- SchlagkolbenPercussion piston
- 7676
- obere Ringnutupper ring groove
- 76'76 '
- untere Ringnutlower ring groove
- 7777
- (Quer-)Rillen(Cross) grooves
- 7878
- obere Axialbohrungenupper axial bores
- 78'78 '
- untere Axialbohrungenlower axial bores
- 7979
- (untere) Ventilfläche(lower) valve surface
- 8080
- obere Steuerkanteupper control edge
- 80'80 '
- obere Steuerkanteupper control edge
- 8181
- untere Steuerkantelower control edge
- 81'81 '
- untere Steuerkantelower control edge
- 8282
- ZentralbohrungCentral bore
- 8383
- KompressionskammerCompression chamber
- 8585
- PufferbüchseBuffer sleeve
- 85'85 '
- UmfangsnutCircumferential groove
- 85"85 "
- EntlüftungsnutVent groove
- 8686
- HalteringRetaining ring
- 8787
- EntlüftungsnutVent groove
- 8888
- Schulter shoulder
- 8989
- AufschlagflächeImpact area
- 9090
- BohrkroneCore bit
- 9191
- Kopfhead
- 9292
- DurchlaßPassage
- 9393
- HaltekappeRetaining cap
- 9494
- RingraumAnnulus
- 9595
- Schaftshaft
- 9797
- FußventilFoot valve
- 9898
- RastverbindungSnap connection
- 100100
- innere Steuerkanteinner control edge
- 103103
- äußere Steuerkanteouter control edge
- 103'103 '
- äußere Steuerkanteouter control edge
- 105105
- Radialbohrungen (für Zusatzluft)Radial bores (for additional air)
- 106106
- Steuerkante (am Steuerzapfen)Control edge (on the control pin)
- 107107
- (unterer) Kompressionsraum(lower) compression space
- 110110
- (obere) Ventilfläche(upper) valve surface
Claims (17)
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