EP1174225A1 - Werkzeug mit zugeordnetem Schlagwerkzeuggerät - Google Patents

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EP1174225A1
EP1174225A1 EP01810684A EP01810684A EP1174225A1 EP 1174225 A1 EP1174225 A1 EP 1174225A1 EP 01810684 A EP01810684 A EP 01810684A EP 01810684 A EP01810684 A EP 01810684A EP 1174225 A1 EP1174225 A1 EP 1174225A1
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Definitions

  • the tool itself consists of a tool shaft and a non-rotatably limited axial Movable tool head with hard material cutting, the tool shank acoustically long and the tool head acoustically on the flying piston and / or striker is coordinated.
  • tool shank In the advantageous case of the same material from the die block, tool shank and The cross sections of the tool head are the same.
  • the tool head 4 is in relation to one Shock pulse 7, the pulse length equal to twice the acoustic length of the Tool head 4 is adapted, whereby this shock pulse 7 almost completely from Flying piston 5 over the striker 6 and the tool shank 3 into the tool head 4 is transmitted, which in a later point in time essentially with the full Impulse energy rams into a rock 8 to be machined without it becoming one essential back reflection 9 and thus to a loss of pulse energy during transmission comes into the tool head 4.
  • the shock pulse 7 When the shock pulse 7 is transmitted, they are each butting end faces 10 in planar contact with each other, whereby the Shock pulse 7 is transmitted essentially as a rectangular pulse.
  • Tool head 4 designed like a sleeve, the hexagonal prismatic coupling area 12 of the tool shank 3 rotatably and limited axially movable in the engages matching counterpart forming tool head 4.
  • the at least partially in essentially flat design of the end face 10 between the tool shank 3 and the tool head 4 has a very large circular ring area effective radius of curvature realized.

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Abstract

Ein Werkzeug (2) zur Bearbeitung von Gestein (8) durch ein zugeordnetes Schlagwerkzeuggerät (1) mit einem Flugkolben (5) oder einem Döpper (6) weist einen akustisch langen Werkzeugschaft (3) und einen drehfest verbundenen und axial begrenzt beweglichen Werkzeugkopf (4) auf, welcher bezüglich seiner Impedanz akustisch an den Flugkolben (5) und/oder den Döpper (6) des Schlagwerkzeuggerätes (1) angepasst ist und wobei die jeweils aneinander stossenden Stirnflächen (10) zumindest teilweise flächig in Kontakt zueinander stehen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezeichnet ein, einem zumindest teilweise schlagenden Schlagwerkzeuggerät wie einen Bohr- oder Meisselhammer zugeordnetes, Werkzeug wie einen Bohrmeissel oder Meissel, vorzugsweise zur Bearbeitung von Gestein wie Beton und Mauerwerk.
Ein als Werkzeug benutzter Bohrmeissel wird von einem zumindest teilweise schlagenden Bohrhammer, bspw. mit dem Döpper und/oder dem Flugkolben eines elektropneumatischen Schlagwerkes, axial zur Werkzeugachse mit mechanischen Stössen auf die Stirnfläche des Einsteckendes beansprucht, wobei sich die Stossenergie im wesentlichen über Longitudinalimpulse in Form von Stossimpulsen bis zur gegenüberliegenden Stirnfläche ausbreitet und mit der in das zu bearbeitende Material abgegebenen Energie eine Bearbeitung ermöglicht. Diese gegenüberliegende Stirnfläche ist üblicherweise als hartmetallbesetzter Werkzeugkopf ausgebildet.
Aus der Physik der Impulsübertragung ist bekannt, wie sich ein Impuls beim Übergang zweier aneinander stossender Körper bezüglich dieser aufteilt, also übertragen oder reflektiert wird. Der Anteil der über das Werkzeug in das zu bearbeitende Material eingekoppelten Energie ist nach der das Impulsverhalten von stabförmigen Festkörpern beschreibenden Stabtheorie von den akustischen Eigenschaften der in der Impulsübertragungskette befindlichen Körper abhängig. Im Werkzeug bewirkt die eingekoppelte Energie somit einerseits eine translatorische Schwerpunktsbewegung und andererseits eine Schwingung um den Schwerpunkt, wobei im wesentlichen nur die translatorische Schwerpunktsbewegung zur Bearbeitung nutzbar ist.
Nach der US4165790 ist ein Werkzeug in mehrere drehfeste und begrenzt axial bewegliche Teile, bspw. in einen kurzen Werkzeugkopf, einen wesentlich längeren Werkzeugschaft sowie ein Einsteckende, unterteilt, wobei jeweils eine mit einem Querstift gesicherte Sechskantverbindung die formschlüssig drehfeste und begrenzt axial bewegliche Verbindung ausbildet. Nach der US4605079 weist ein sehr kurzer derartiger Werkzeugkopf einen Innensechskant für eine formschlüssig drehfeste und begrenzt axial bewegliche Verbindung auf. Derartige Werkzeugköpfe sind nicht bezüglich der Impulsübertragung optimiert.
Nach der WO97/08421 befindet sich ein Bohreinsatz am Ende eines Bohrrohres bzw. einer Bohrstange, wobei der formschlüssig drehfeste und begrenzt axial bewegliche Werkzeugkopf selbst bezüglich einer innerhalb seiner axialen Länge angeordneten Stirnfläche einen Kopfteil und einen Schaftteil ausbildet. Die drehfeste Fixierung erfolgt über polygonal geformte Querschnittsflächen oder über in Aussparungen eingreifende Nasen. Über einen leichten Metallstift oder einen Ring ist der Werkzeugkopf begrenzt axial beweglich zum Bohrrohr bzw. der Bohrstange fixiert. Die Übertragung des Schlagimpulses vom Bohrrohr bzw. der Bohrstange auf den Werkzeugkopf erfolgt über senkrecht zur Werkzeugachse orientierte, im wesentlichen flach ausgebildete Impulsübertragungsflächen, die sowohl zwischen einem Bohrrohr und radial aussen sowie axial innerhalb angeordneten Stirnflächenbereichen des Werkzeugkopfes als auch zwischen einer Bohrstange und radial innen sowie axial innerhalb angeordneten Bereichen eines hülsenförmigen Werkzeugkopfes angeordnet sein können.
Nach der Lehre obiger Schrift ist das Verhältnis der Längen des Schaftteils bezüglich des Kopfteiles möglichst gross, insbesondere grösser als fünf, damit die maximale Impulsenergie in den Werkzeugkopf zur Bearbeitung des Materials übertragen werden kann. Im allgemeinen ist ein bestimmtes Impedanzverhältnis des Schaftteiles zu dem des Kopfteiles zu beachten, wobei konstruktiv bedingte, geringfügige axiale Variationen der absoluten Werte zulässig sind. Ein auf die im Übergang vom Schaftteil zum Kopfteil kopfteilseitig angeordnete Stirnfläche vom Bohrrohr bzw. der Bohrstange übertragener Stossimpuls mit der bezüglich des Werkzeugkopfes doppelten Länge wird zu einem Teil über das kurze Kopfteil direkt in das zu bearbeitende Material übertragen und zum anderen Teil als Zugimpuls in den axial beweglichen Schaftteil übertragen, welcher diese Impulsenergie speichert. Somit wird bei dieser Lösung ein Zugstoss auf den Werkzeugkopf übertragen. Nach Reflektion an der vom Kopfteil abgewandten freien Stirnseite wird dieser als Stossimpuls transformiert über das Kopfteil in das zu bearbeitende Material übertragen. Im Ergebnis der Lehre wird bei der Übertragung der Impulsenergie eines Stossimpulses mit der bezüglich des Werkzeugkopfes doppelten Impulslänge in den Werkzeugkopf im wesentlichen kein Rücklaufimpuls im Bohrrohr bzw. in der Bohrstange angeregt und somit die Impulsenergie nahezu vollständig in den Werkzeugkopf und somit in das zu bearbeitende Material übertragen. Bei einer derartigen Lösung wird die Impulsübertragung eines Zugstosses in einen notwendig mit einem Schaftteil ausgestatteten Werkzeugkopf optimiert, welches als eigentliches selbstständiges Werkzeug mit fest verbundenem Schaftteil und Kopfteil das Material bearbeitet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Optimierung der Übertragung der vom Schlagwerkzeuggerät aufgebrachten Impulsenergie in den Werkzeugkopf eines konstruktiv einfach herstellbaren Werkzeuges. Ein weiterer Aspekt besteht in einer geeigneten Befestigung des Werkzeugkopfes eines derartigen Werkzeuges.
Die Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im wesentlichen ist bei einem, einem Schlagwerkzeuggerät zugeordneten, Werkzeug ein mit einem akustisch langen Werkzeugschaft drehfest verbundener und axial begrenzt beweglicher Werkzeugkopf bezüglich seiner Impedanz akustisch an den Flugkolben und/oder den Döpper des Schlagwerkzeuggerätes angepasst, wobei die jeweils aneinander stossenden Stirnflächen jeweils zumindest teilweise flächig in Kontakt zueinander stehen.
Durch eine derartige akustische Anpassung wird bei einem, bezüglich des vom Flugkolben und/oder Döpper erregten Stossimpulses, akustisch angepassten Werkzeugkopf, bei welchem die Impulslänge gleich der doppelten akustischen Länge des Werkzeugkopfes ist, dieser Stossimpuls nahezu vollständig vom Flugkolben und/oder Döpper in den Werkzeugkopf übertragen, ohne dass es zu einer wesentlichen Rückreflektion und damit zu einem Impulsenergieverlust kommt.
Durch einen zumindest teilweisen, im wesentlichen flächigen Kontakt zwischen den jeweiligen Stosspartnern wird ein vom Flugkolben aufgebrachter, im wesentlichen rechteckiger, Stossimpuls beim Transport bis zum Werkzeugkopf nicht wesentlich verbreitert, wodurch dieser Stossimpuls unter weitgehender Beibehaltung seiner Form durch den Werkzeugschaft wandert und durch die akustische Anpassung nahezu vollständig in den Werkzeugkopf übertragen wird.
Diese nahezu vollständige Energieübertragung der Impulsenergie des Flugkolbens und/oder Döppers auf den Werkzeugkopf, welcher diese Impulsenergie zumindest teilweise zur Bearbeitung des Materials verbraucht, führt bei relativ zum Flugkolben grossen, schweren Werkzeugen im Vergleich zu einem starren Standardsystem zu einer Steigerung der Bearbeitungsleistung um 25 bis 80%.
Es muss hervorgehoben werden, dass ein begrenzt axial beweglicher Werkzeugkopf, selbst einer mit akustisch angepasster Geometrie, zur Kenntnis und Realisierung der Lehre dieser Erfindung gerade nicht hinreichend ist, da diese Lehre erst durch den zusätzlich, nur bei einem hinreichenden Flächenkontakt möglichen, im wesentlichen unverformt übertragenen rechteckigen Stossimpuls definierter Länge den wesentlichen Effekt der vollständigen Impulsübertragung erzielt. In Folge dieser Lehre rammt der Werkzeugkopf mit der maximal übertragbaren Energie in den zu bearbeitenden Werkstoff.
Die senkrecht zur Schlagachse jeweils aneinander stossenden Stirnflächen von Flugkolben und/oder Döpper, Werkzeugschaft und Werkzeugkopf sind zur Gewährleistung eines nahezu zentralen Stosses bei einem geringen zulässigen Winkelversatz der Stosspartner vorteilhaft mit einer effektiven Balligkeit eines derart grossen effektiven Kontaktradius versehen, dass bei den Stössen nicht ein Punktkontakt entsprechend der Hertz'schen Pressung sondern ein Flächenkontakt überwiegt, wobei sich der effektive Kontaktradius reff aus den vorzeichenbehafteten Krümmungen r1, r2 der stossenden Stirnflächen bestimmt nach: 1 reff = 1 r 1 +1 r 2
Weiter vorteilhaft sind die vorzeichenbehafteten Krümmungen r1, r2 der stossenden Stirnflächen gleich orientiert, wodurch auch bei einem geringförmigen Winkelversatz der Stosspartner ein nahezu zentraler Stoss mit Flächenkontakt vorliegt. Dazu ist vorteilhaft eine Stirnfläche ballig konkav und die zugeordnete Stirnfläche ballig konvex ausgebildet.
Für die Lehre dieser Erfindung wäre ein unendlich grosser effektiver Kontaktradius ideal, wobei bei einem praktisch realisierbaren effektiven Kontaktradius grösser 1 m im Vergleich zu einem idealen flächigen Kontakt etwa 25% der Steigerung der Bearbeitungsleistung verloren gehen.
Vorteilhaft erfolgt die akustische Anpassung des Werkzeugkopfes zum Flugkolben und/oder Döpper bezüglich der Impedanz nach: A 2 A 1 = E 1 E 2 * ρ 1 ρ 2 wobei L 2 L 1 ≥ E 2 E 1 * ρ 1 ρ 2 wobei (L1, L2) die Längen-, (A1, A2) die Querschnittsflächenverhältnisse, E der jeweilige Elastizitätsmodul und ρ die jeweilige Dichte bezeichnen, wobei der Index 2 den angestossenen Körper kennzeichnet.
Bei einer Verwendung gleicher Materialien muss somit im wesentlichen derselbe Querschnitt vom Flugkolben und/oder Döpper, Werkzeugschaft und Werkzeugkopf eingehalten werden. Sind aus konstruktiven Zwängen andere Dimensionen notwendig, kann neben der Körpergeometrie vorteilhaft bspw. das Material des Flugkolbens von üblicherweise Stahl, bspw. in einen leichten Keramik- oder Kohlefaserverbundwerkstoff substituiert werden.
Notwendige konstruktive Ausgestaltungen von Werkzeugkopf, Flugkolben und/oder Döpper müssen zumindest im wesentlichen auf einer derartigen Geometrie basieren ohne streng prismatisch ausgeführt zu sein. Bei realen Abweichungen um jeweils ca. 10% gehen etwa 25% der Steigerung der Bearbeitungsleistung verloren.
Das Werkzeug selbst besteht aus einem Werkzeugschaft und einem drehfest begrenzt axial beweglichen Werkzeugkopf mit Schneiden aus Hartstoff, wobei der Werkzeugschaft akustisch lang und der Werkzeugkopf akustisch auf den Flugkolben und/oder Döpper abgestimmt ist. Im vorteilhaften Fall gleichen Materials von Döpper, Werkzeugschaft und Werkzeugkopf sind deren Querschnitte gleich.
Vorteilhaft ist der dem Werkzeugkopf benachbarte Kupplungsbereich des Werkzeugschaftes prismatisch ausgebildet, wobei der Querschnitt vorteilhaft die Form eines regelmässigen Vielecks aufweist, bspw. eines Sechsecks. Die Kanten sind vorteilhaft über eine Fase gebrochen. Der Werkzeugkopf, welcher das dazu passende prismatische Gegenstück ausbildet, ist über die sich dadurch ausbildende Verbindung drehformschlüssig befestigt. Ein quer zur Werkzeugachse sowohl durch den Werkzeugkopf als auch durch den Werkzeugschaft geführter Stift stellt als Fixierungsmittel in Verbindung mit einem axialen Langloch in zumindest einem der Teile eine leichtgängige, begrenzt axiale Beweglichkeit sicher.
Vorteilhaft ist der Werkzeugschaft hohl ausgeführt, wobei durch den ausgebildeten Kanal ein fluides Medium wie Spülflüssigkeit geleitet werden kann. Der Kanal weist Ein- und Auslassöffnungen am Einsteckende und im Werkzeugkopf auf, wobei vorteilhaft zwischen dem Werkzeugschaft und dem begrenzt axial beweglichen Werkzeugkopf ein begrenzt axial bewegliches, vorteilhaft ringförmiges, Dichtelement angeordnet ist.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante ist der bezüglich seiner Länge und seines Querschnitts akustisch abgestimmte Werkzeugkopf mit einem dem Werkzeugschaft zugeordneten hülsenartigen Bereich versehen, in welchen der Werkzeugschaft drehfest und begrenzt axial beweglich eingreift. Die notwendige, zumindest teilweise im wesentlichen flächenhafte Ausführung der Stirnfläche zwischen dem Werkzeugschaft und dem Werkzeugkopf wird über einen inneren Kreisringbereich mit einem sehr grossen effektiven Krümmungsradius realisiert. Ein optionales Dichtelement ist vorteilhaft als radial kleinerer, zentral abgesetzter Teil des Werkzeugschaftes ausgeführt, welcher in eine zentrale Bohrung im der Schneide zugeordneten Bereich des Werkzeugkopfes endet, von welchem zumindest eine Öffnung zur Stirnseite des Werkzeugkopfes führt, welche vorteilhaft exzentrisch versetzt zur Werkzeugachse ausserhalb der Kopfnut zur Ausräumung des abgetragenen Materials benachbart zur Schneide angeordnet ist. Als Fixierungsmittel dient ein quer durch ein axiales Langloch des hülsenartigen Bereiches des Werkzeugkopfes sowie durch ein Loch im Werkzeugschaft geführter Stift.
In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante ist der bezüglich seiner Länge und seines Querschnitts akustisch abgestimmte Werkzeugkopf mit einem dem Werkzeugschaft zugeordneten radial kleineren, zentral abgesetzten Bereich mit einer im radialen äusseren angeordneten Mitnehmernase versehen, welcher in den Werkzeugschaft drehfest und begrenzt axial beweglich eingreift. Die notwendige, zumindest teilweise im wesentlichen flächenhafte Ausführung der Stirnfläche zwischen dem Werkzeugschaft und dem Werkzeugkopf wird über einen äusseren Kreisringbereich mit einem sehr grossen effektiven Krümmungsradius realisiert. Ein optionales Dichtelement ist vorteilhaft an diesem zentral abgesetzten Bereich angeordnet, welcher eine zentrale Bohrung aufweist, die in einem der Schneide zugeordneten Bereich des Werkzeugkopfes endet, von welchem zumindest eine Öffnung zur Stirnseite des Werkzeugkopfes führt, welche vorteilhaft exzentrisch versetzt zur Werkzeugachse ausserhalb der Kopfnut zur Ausräumung des abgetragenen Materials benachbart zur Schneide angeordnet ist. Als Fixierungsmittel dient entweder ein quer durch ein sehnenartig verlaufendes Loch im Werkzeugschaft sowie durch ein in der Mitnehmernase des Werkzeugkopfes angeordnetes axiales Langloch geführter Stift oder in einer dritten vorteilhaften Variante ein in einer umlaufenden Nut im Werkzeugschaft fixierter Federring, welcher in eine radial aussen angeordnete Ausnehmung der Mitnehmernase des Werkzeugkopfes eingreift.
Die Fixierungsmittel ermöglichen zudem vorteilhaft eine modulare Auswechslung des Werkzeugkopfes, wodurch in einfacher Art und Weise dieses Verschleissteil ersetzt sowie ein der Bearbeitungsaufgabe optimal angepasster Werkzeugkopf aus einer Auswahlmenge heraus montiert werden kann.
Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
  • Fig. 1 als Prinzip eines stossimpulsoptimierten Werkzeugs für ein zugeordnetes Schlagwerkzeuggerät
  • Fig. 2 als Werkzeug in Schnittdarstellung
  • Fig. 3 als eine erste Ausführungsvariante des Werkzeugs in Explosionsdarstellung
  • Fig. 4 als zweite Ausführungsvariante des Werkzeugs in Explosionsdarstellung
  • Fig. 5 als eine dritte Ausführungsvariante des Werkzeugs in Explosionsdarstellung
    • Nach Fig. 1 ist in einer Abbildung mit je einer akustischen Längen- und Breitendimension ein nur teilweise schematisch dargestellten Schlagwerkzeuggerät 1 einem Werkzeug 2 zugeordnet, welches einen akustisch langen Werkzeugschaft 3 und einen axial begrenzt beweglichen Werkzeugkopf 4 aufweist. Der Werkzeugkopf 4 ist bezüglich seiner Impedanz akustisch an einen hin- und herbewegten Flugkolben 5 und einen Döpper 6 des Schlagwerkzeuggerätes 1 angepasst. Der Werkzeugkopf 4 ist bezüglich eines Stossimpulses 7, dessen Impulslänge gleich der doppelten akustischen Länge des Werkzeugkopfes 4 ist, angepasst, wodurch dieser Stossimpuls 7 nahezu vollständig vom Flugkolben 5 über den Döpper 6 und den Werkzeugschaft 3 in den Werkzeugkopf 4 übertragen wird, welcher in einem späteren Zeitpunkt im wesentlichen mit der vollen Impulsenergie in ein zu bearbeitendes Gestein 8 rammt, ohne dass es dabei zu einer wesentlichen Rückreflektion 9 und damit zu einem Impulsenergieverlust bei der Übertragung in den Werkzeugkopf 4 kommt. Bei der Übertragung des Stossimpulses 7 stehen die jeweils aneinander stossenden Stirnflächen 10 jeweils flächig in Kontakt zueinander, wodurch der Stossimpuls 7 im wesentlichen als Rechteckimpuls übertragen wird.
    Nach Fig. 2 besteht das längs der Werkzeugachse geschnittene nicht vollständig dargestellte Werkzeug 2 selbst aus einem Werkzeugschaft 3 und einem drehfest begrenzt axial beweglichen Werkzeugkopf 4 mit Schneiden 11 aus Hartstoff, wobei im dargestellten Fall gleichen Materials von Werkzeugschaft 3 und Werkzeugkopf 4 deren Querschnittsflächen im wesentlichen gleich sind. Der dem Werkzeugkopf 4 benachbarte Kupplungsbereich 12 des Werkzeugschaftes 3 ist prismatisch ausgebildet. Der Werkzeugkopf 4 bildet dazu das passende prismatische Gegenstück aus. Ein quer zur Werkzeugachse sowohl durch den Werkzeugkopf 4 als auch durch den Werkzeugschaft 3 geführter Stift stellt als Fixierungsmittel 13 in Verbindung mit einem axialen Langloch als Fixierungsaufnahme 14 im Werkzeugkopf 4 eine leichtgängige, begrenzt axiale Beweglichkeit Δx sicher. Die bei der Übertragung des Stossimpulses zumindest teilweise in Flächenkontakt befindlichen einander zugeordneten Stirnflächen (10) sind senkrecht zur Werkzeugachse angeordnet (nicht darstellbar) mit einer effektiven Balligkeit grösser 1 m ausgeführt. Der Werkzeugschaft ist hohl ausgeführt. Ein sich innerhalb ausbildender Kanal 15, welcher in eine zentrale Bohrung im der Schneide 11 zugeordneten Bereich des Werkzeugkopfes 4 endet, weist (teilweise nicht dargestellte) Ein- und Auslassöffnungen 16 am Einsteckende bzw. im Werkzeugkopf 4 auf, wobei in einem axialen Dichtbereich 17 zwischen dem Werkzeugschaft 3 und dem begrenzt axial beweglichen Werkzeugkopf 4 ein begrenzt axial bewegliches ringförmiges Dichtelement 18 angeordnet ist.
    Nach Fig. 3 ist der bezüglich seiner Länge und seines Querschnitts akustisch abgestimmte Werkzeugkopf 4 hülsenartig ausgeführt, wobei der sechskantig prismatische Kupplungsbereich 12 des Werkzeugschafts 3 drehfest und begrenzt axial beweglich in den ein passendes Gegenstück ausbildenden Werkzeugkopf 4 eingreift. Die zumindest teilweise im wesentlichen flächenhafte Ausführung der Stirnfläche 10 zwischen dem Werkzeugschaft 3 und dem Werkzeugkopf 4 wird über einen inneren Kreisringbereich mit einem sehr grossen effektiven Krümmungsradius realisiert. Ein ringförmiges Dichtelement 18 ist umfänglich um einen radial kleinen, zentral abgesetzten Dichtbereich 17 des Werkzeugschaftes 3 angeordnet, welcher in eine zentrale Bohrung des Werkzeugkopfes 4 eingreift, von welcher zwei Auslassöffnungen 16 zu je einer Stirnseite des Werkzeugkopfes 4 führen, welche exzentrisch versetzt zur Werkzeugachse ausserhalb einer Kopfnut 19 zur Ausräumung des abgetragenen Materials und benachbart zur Schneide 11 angeordnet ist. Als Fixierungsmittel 13 dient ein Stift, welcher quer zur Werkzeugachse durch eine als axiales Langloch ausgeführte Fixierungsaufnahme 14 des Kupplungsbereiches 12 des hülsenartigen Werkzeugkopfes 4 sowie durch ein Loch im Werkzeugschaft 3 geführt ist.
    Nach Fig. 4 ist der bezüglich seiner Länge und seines Querschnitts akustisch abgestimmte Werkzeugkopf 4 mit einem dem Werkzeugschaft 3 zugeordneten radial kleineren, zentral abgesetzten Kupplungsbereich 12 mit einer im radialen Äusseren angeordneten Mitnehmernase 20 versehen, welcher in den als Gegenstück ausgebildeten Werkzeugschaft 3 drehfest und begrenzt axial beweglich eingreift. Die zumindest teilweise im wesentlichen flächenhafte Ausführung der Stirnfläche 10 zwischen dem Werkzeugschaft 3 und dem Werkzeugkopf 4 wird über einen äusseren Kreisringbereich mit einem sehr grossen effektiven Krümmungsradius realisiert. Ein ringförmiges Dichtelement 18 ist an dem sich an den Kupplungsbereich 12 anschliessenden zentral abgesetzten Dichtbereich 17 angeordnet, welcher eine zentrale Bohrung aufweist, die in einer der Schneide 11 zugeordneten Bohrung des Werkzeugkopfes endet, von welchem zwei Auslassöffnungen 16 zu je einer Stirnseite des Werkzeugkopfes 4 führen, welche vorteilhaft exzentrisch versetzt zur Werkzeugachse ausserhalb der Kopfnut 19 zur Ausräumung des abgetragenen Materials und benachbart zur Schneide 11 angeordnet ist. Als Fixierungsmittel 13 dient ein Stift, welcher quer durch ein sehnenartig verlaufendes Loch im Werkzeugschaft 3 sowie durch ein in der Mitnehmernase 20 des Werkzeugkopfes 4 angeordnetes axiales Langloch als Fixierungsaufnahme 14 geführt ist.
    Nach Fig. 5 dient als Fixierungsmittel 13 ein in einer umlaufenden Nut 21 im Werkzeugschaft 3 fixierter Federring, welcher in eine radial aussen angeordnete Ausnehmung der Mitnehmernase 20 des Werkzeugkopfes 4 als Fixierungsaufnahme 14 eingreift.

    Claims (10)

    1. Werkzeug, ausgebildet zur Bearbeitung von Gestein (8), Mauerwerk und dgl. durch ein zugeordnetes, einen Flugkolben (5) und optional einen Döpper (6) aufweisendes, Schlagwerkzeuggerät (1), mit einem akustisch langen Werkzeugschaft (3) und einem drehfest damit verbundenen und axial begrenzt beweglichen Werkzeugkopf (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (4) bezüglich seiner Impedanz akustisch an den Flugkolben (5) und/oder den Döpper (6) des Schlagwerkzeuggerätes (1) angepasst ist und dass die jeweils aneinander stossenden Stirnflächen (10) zumindest teilweise flächig in Kontakt zueinander stehen.
    2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die akustischen Länge des Werkzeugkopfes (4) der halben Länge des vom Flugkolben (5) und/oder Döpper (6) erregten Stossimpulses (7) beträgt.
    3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (4) mit dem Werkzeugschaft (3) über einen prismatisch ausgebildeten drehformschlüssigen Kupplungsbereich (12) drehfest miteinander verbunden ist.
    4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kupplungsbereiches (12) ein sowohl durch den Werkzeugkopf (4) als auch durch den Werkzeugschaft (3) sich quer zur Werkzeugachse erstreckendes Fixierungsmittel (13) innerhalb einer axial länglichen Fixierungsaufnahme (14) des Werkzeugkopfes (4) und/oder des Werkzeugschaftes (3) angeordnet ist.
    5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierungsmittel (13) als Stift oder als Ring ausgebildet ist.
    6. Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschaft (3) hohl ausgeführt ist und Ein- bzw. Auslassöffnungen an einem Einsteckende und im Werkzeugkopf (4) aufweist und dass zwischen dem Werkzeugschaft (3) und dem begrenzt axial beweglichen Werkzeugkopf (4) ein begrenzt axial bewegliches Dichtelement (18) angeordnet ist.
    7. Schlagwerkzeuggerät zur zumindest teilweise schlagenden Beanspruchung eines Werkzeugs (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugkolben (5) aus einem bezüglich Stahl leichteren und/oder weniger steifen Material besteht.
    8. Werkzeug und/oder Schlagwerkzeuggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Anpassung des Flugkolbens (5) und/oder des Döppers (6) und/oder des Werkzeugkopfes (4) bezüglich der akustischen Impedanz jeweils durch eine geeignete Dimensionierung der wesentlichen Länge und der wesentlichen Querschnittsfläche erfolgt.
    9. Werkzeug und/oder Schlagwerkzeuggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zumindest teilweise aneinander stossenden Stirnflächen (10) senkrecht zur Schlagachse ausgeführt sowie mit einer effektiven Balligkeit mit einem effektiven Kontaktradius von mindestens 1 m versehen sind.
    10. Werkzeug und/oder Schlagwerkzeuggerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei einander zugeordneten Stirnflächen (10) je eine ballig konkav und die andere ballig konvex ausgebildet ist.
    EP01810684A 2000-07-17 2001-07-09 Werkzeug mit zugeordnetem Schlagwerkzeuggerät Expired - Lifetime EP1174225B1 (de)

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    DE10034742 2000-07-17

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    Publication Number Publication Date
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    Application Number Title Priority Date Filing Date
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    US (1) US6557653B2 (de)
    EP (1) EP1174225B1 (de)
    JP (1) JP4842458B2 (de)
    CN (1) CN1333112A (de)
    AU (1) AU778233B2 (de)
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