WO2001000368A2 - Luftfederschlagwerk mit hohlem schlagkolben - Google Patents

Luftfederschlagwerk mit hohlem schlagkolben Download PDF

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WO2001000368A2
WO2001000368A2 PCT/EP2000/005752 EP0005752W WO0100368A2 WO 2001000368 A2 WO2001000368 A2 WO 2001000368A2 EP 0005752 W EP0005752 W EP 0005752W WO 0100368 A2 WO0100368 A2 WO 0100368A2
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idle
air spring
piston
hammer mechanism
guide sleeve
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PCT/EP2000/005752
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Wolfgang Schmid
Mirko Lysek
Rudolf Berger
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Wacker-Werke Gmbh & Co. Kg
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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
    • B25D17/06—Hammer pistons; Anvils ; Guide-sleeves for pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/04—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive in which the tool bit or anvil is hit by an impulse member

Definitions

  • the invention relates to an air spring hammer mechanism for a hammer and / or hammer drill.
  • a design has proven itself in which a drive piston is moved axially back and forth by a crank mechanism in a hollow percussion piston, also known as a hollow hammer.
  • the percussion piston is also axially movably guided in the percussion mechanism housing, an air spring being formed in a cavity between the drive piston and the percussion piston, which transmits the axial movement of the drive piston to the percussion piston and drives it against a tool shaft or a striker, where the kinetic energy of the percussion piston abruptly is implemented.
  • Such, e.g. B. from DE-OS 22 60 365 known percussion has numerous advantages over other types.
  • the relatively light drive piston generates only slight vibrations when idling.
  • the striking mechanism is simple, which means that the manufacturing costs are low and the repair options are good.
  • the striking mechanism has good cold start properties due to rapid heating due to the grease friction between the drive piston and the striking piston.
  • a percussion piston and a diameter-equal drive piston are axially movably arranged in a common guide tube. Idle openings are arranged in the guide tube, which can be run over by the percussion piston when the tool is lifted from the rock to be machined, so that the cavity between the percussion and drive pistons can communicate with the surroundings. As a result, a return suction effect through the drive piston is avoided, so that the percussion piston remains in its forward position.
  • the invention has for its object to provide an air spring hammer mechanism with a hollow percussion piston, in which the disadvantages described above are avoided without having to forego the advantages mentioned.
  • At least one axially extending air compensation pocket is provided on the inside of a guide sleeve of the percussion piston which forms the cavity of the percussion piston. Furthermore, at least one idle opening extends radially through the guide sleeve. In impact mode, there is no connection between the idle opening and an idle channel leading to the environment in the percussion mechanism housing, so that the cavity between the drive piston and the percussion piston receiving the air spring is also decoupled from the environment. In contrast, in idle mode, the idle opening can be moved via the idle channel, so that the cavity can be connected to the environment via the idle opening and the idle channel. This enables intensive air balancing when idling, so that any suction effect of the drive piston can be prevented.
  • the air compensation pocket preferably has a greater axial length than a contact surface of the drive piston with the guide sleeve. That means, that in blow mode the air escaping from the air spring with each blow can be refilled via the air compensation pocket.
  • idling openings are provided in the guide sleeve, which can be arranged offset with respect to the axial position.
  • the idle openings can have different opening cross sections. Depending on the arrangement of the idle openings and the cross-sections, it is possible to make the transition between idle and striking operation smooth, which is particularly pleasant for the operator and enables the tool to be placed at exposed points without the tool jumping off.
  • the guide sleeve has a plurality of sliding surfaces on which it is guided in the striking mechanism housing. Recesses with a smaller radius are provided between the sliding surfaces. Due to the reduced friction surfaces and thus less friction between the percussion piston and the percussion mechanism housing, better cold start behavior can be achieved at low temperatures. Furthermore, the manufacturing costs can be reduced due to the smaller outer surface to be processed.
  • the idle openings should be arranged so that they each penetrate a sliding surface, as this means that no additional seal between the guide sleeve of the percussion piston and the percussion mechanism housing is required.
  • an air damper can be generated in a front cavity provided between a front side of the percussion piston and the percussion mechanism housing. If the front cavity is temporarily separated from the surroundings when the percussion piston changes from the percussion mode to the idling mode - that is to say when the percussion piston is moved forwards in the direction of the idling position - air pressure can build up in the cavity, so that a part the kinetic energy of the percussion piston is released to the air spring created in the cavity.
  • the front cavity can be connected to the surroundings via one of the recesses.
  • the compressed air in the front cavity can escape, so that the energy stored in the air spring is dissipated by the pressure reduction.
  • the air spring also functions as an air damper and dissipates the kinetic energy of the percussion piston, so that it is braked before it hits a front wall of the housing and thus reaches its idle position. Accordingly, a violent impact of the percussion piston on the housing is avoided, which is also perceived as pleasant by the operator.
  • FIG. 1 shows a section through an air spring hammer mechanism according to the invention in the striking position.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1;
  • FIG. 4 shows an enlarged detail from FIG. 3.
  • a percussion piston 3 is axially movably guided on a guide surface 1 of a striking mechanism housing 2.
  • a drive piston 4 is guided which is axially reciprocated in a known manner by a connecting rod 5.
  • a cavity 6 enclosing an air spring is formed between the percussion piston 3 and the drive piston 4.
  • the percussion piston 3 has at least one, but expediently two, three or more air compensation pockets 7, which are axially located in the inside of a guide sleeve 8 of the percussion piston 3 that forms the cavity with a length extend greater than the axial length of a contact surface of the drive piston 4 with the percussion piston 3.
  • the air compensation pockets 7 are evenly distributed on the circumference of the guide sleeve 8.
  • the percussion piston 3 essentially consists of the guide sleeve 8, a piston crown and a piston extension 9 extending from the piston crown.
  • a shaft 10 of a tool 11 is arranged such that the percussion piston 3 can hit the shaft 10 with its piston extension 9 (FIG. 1).
  • At least one, but preferably two, three or more idle openings 12 are formed in the guide sleeve 8, which penetrate radially through the guide sleeve 8 and through which the cavity 6 can be connected to an idle channel 13 (FIGS. 3 and 4).
  • the idle openings 12 are arranged as evenly as possible around the circumference of the guide sleeve 8, but at other points than the air compensation pockets 7.
  • the symmetry of the guide sleeve 8 and thus of the percussion piston 3 is to be aimed primarily for manufacturing reasons in order to prevent the percussion piston 3 from being distorted. B. to avoid grinding.
  • the idle openings 12 are, however, also arranged at the same locations as the air compensation pockets 7, that is to say they penetrate the rear wall of the air compensation pockets 7, which is thinner than the thickness of the guide sleeve 8.
  • the bore axes of the idle openings 12 can be perpendicular to the striking axis, that is to the direction of movement of the striking piston 3. However, it is particularly advantageous if the bore axes are at an angle to the stroke axis and the idle openings 12 in the guide sleeve 8 are directed forwards and outwards. As a result, grease, which has collected at the idle opening 12 during a previous stroke, is thrown out of the idle opening 12 when the impact piston 3 strikes the shaft 10. Otherwise, that is to say in the case of a right-angled position between the bore axis of the idle openings 12 and the impact axis, the problem can arise that the bores are at least partially clogged with grease, which could reduce the reliability during the transition to idle.
  • the idle channel 13 is connected via a connecting channel 14 with the environment, for. B. the crankcase of the crank mechanism for the drive piston 4, in connection.
  • the idle channel 13 is formed in the embodiment shown as an annular channel.
  • the idle channel 13 and the connecting channel 14 can also have other shapes and z. B. consist only of a correspondingly generous recess. It is important that the cavity 6 can be suitably connected to the environment in order to achieve the desired pressure equalization.
  • An outer surface of the percussion piston 3, which is guided in the guide surface 1 of the striking mechanism housing 2, is formed by several — here three — sliding surfaces 15. Between two adjacent sliding surfaces 15, a recess 16 is provided.
  • a front air spring is formed in a cavity 18 between a front side 17 of the percussion piston 3 and the percussion mechanism housing 2 when the front sliding surface 15 interrupts a connection to the idle channel 13, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the striking piston 3 cannot move further forward (to the left in the figures). This means that the air pressure in the cavity 18 essentially corresponds to the ambient air pressure because the percussion piston 3 has just passed over a control edge 19 on the percussion mechanism housing 2 in the position shown.
  • the front sliding surface 15 already seals the front cavity 18 from the surroundings with the guide surface 1 of the striking mechanism housing 2.
  • the percussion piston 3 can also move further forward in the next impact cycle. This reduces the cavity 18 and compresses the air in the air spring. As a result, the percussion piston 3 slows.
  • idling openings 12 are advantageously to be provided in the guide sleeve 8, so that the transition between idling and striking operation cannot be carried out suddenly, but smoothly. This applies in particular when the idle openings 12 run over the control edge 22 at different times and with different cross sections.
  • air compensation pockets 7 and idling openings 12 makes it possible to optimize each of the functions independently of the other and to adapt them specifically to the requirements Large air cross-sections with several air compensation pockets 7 can result in an intensive air compensation to the air spring in the cavity 6, whereby the tendency of the striking mechanism to collapse, ie the impact of the drive piston 4 on the impact piston 3, is reduced, while at the same time the sucking back of the impact piston, which is important in the absence of recoil 3 is not affected.
  • the axial arrangement of the idle openings 12, which is important for correct idling, can be varied within wide limits without having to take into account the air compensation pockets 7.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

Ein Luftfederschlagwerk für einen Schlag- und/oder Bohrhammer weist einen in einem Schlagwerksgehäuse (2) axial hin- und herbewegbaren Schalgkolben (3) auf. In einer Führungshülse (8) des Schlagkolbens (3) ist ein Antriebskolben (4) axial hin- und herbewegbar. Die Führungshülse (8) weist auf ihrer Innenseite eine oder mehrere Luftausgleichstaschen (7) auf. Weiterhin ist die Führungshülse (8) von wenigstens einer Leerlauföffnung (12) durchdrungen. Im Schlagbetrieb besteht keine Verbindung zwischen der Leerlauföffnung (12) und der Umgebung, während im Leerlaufbetrieb die Leerlauföffnung (12) über einen zur Umgebung führenden Leerlaufkanal (13) bewegbar ist, wodurch ein eine Luftfeder aufnehmender Hohlraum (6) über die Leerlauföffnung (12) mit der Umgebung in Verbindung bringbar ist. Durch die Luftausgleichstaschen (7) und die Leerlauföffnungen (12) lassen sich sowohl das Rücksaugverhalten als auch der Leerlaufbetrieb des Schlagwerks optimieren.

Description

Luftfederschlagwerk mit hohlem Schlagkolben
Die Erfindung betrifft ein Luftfederschlagwerk für einen Schlag- und/ oder Bohrhammer.
Unter den heute üblichen Schlagwerkstypen für Bohr- oder Schlaghämmer hat sich unter anderem eine Bauart bewährt, bei der ein Antriebskolben durch einen Kurbeltrieb in einem hohl ausgebildeten, auch als Hohlschläger bezeichneten Schlagkolben axial hin- und herbewegt wird. Der Schlagkolben wird im Schlagwerksgehäuse ebenfalls axial beweglich geführt, wobei sich in einem Hohlraum zwischen dem Antriebskolben und dem Schlagkolben eine Luftfeder ausbildet, die die Axialbewegung des Antriebskolbens auf den Schlagkolben überträgt und diesen gegen einen Werkzeugschaft oder einen Döpper treibt, wo die Bewegungsenergie des Schlagkolbens schlagartig umgesetzt wird.
Ein derartiges, z. B. aus der DE-OS 22 60 365 bekanntes Schlagwerk weist gegenüber anderen Typen zahlreiche Vorteile auf. Zum einen erzeugt der verhältnismäßig leichte Antriebskolben nur geringe Vibrationen im Leerlauf. Weiterhin ist das Schlagwerk einfach aufgebaut, wodurch die Herstellkosten gering und die Reparaturmöglichkeiten gut sind. Zudem weist das Schlagwerk gute Kaltstarteigenschaften durch eine rasche Erwärmung infolge der Fettreibung zwischen dem Antriebskolben und dem Schlagkolben auf.
Schwierig gestaltet sich bei einem derartigen Schlagwerk jedoch die Auslegung bezüglich Rücksaugverhalten und Leerlaufverhalten. Wird nämlich das Schlagwerk derart gestaltet, daß der Schlagkolben nach erfolgtem Schlag immer zuverlässig vom Antriebskolben zurückgesaugt wird, kann dies zur Folge haben, daß der Übergang in den Leerlauf bei Abheben des Werkzeugs vom zu bearbeitenden Gestein erschwert wird. In diesem Fall besteht die Gefahr, daß der Schlagkolben auch in Leerlaufstellung Schläge durchführt. Diese sogenannten Leerschläge sind für den Bediener höchst unangenehm und bewirken eine hohe Beanspruchung des Hammers. Wird das Schlagwerk jedoch im Hinblick auf einen zuverlässigen Übergang in den Leerlauf ausgelegt, besteht das Risiko, daß der Schlagkolben auch im Schlagbetrieb nicht immer vom Antriebskol- ben zurückgesaugt wird, was zu einer Unterbrechung des Schlagbetriebs und zu einem unregelmäßigen Arbeiten führen kann. Aus der DE-OS 22 62 273 ist ein anderer Schlagwerkstyp bekannt, bei dem ein Schlagkolben und ein durchmessergleicher Antriebskolben in einem gemeinsamen Führungsrohr axial beweglich angeordnet sind. In dem Führungsrohr sind Leerlauföffnungen angeordnet, die bei einem Abheben des Werkzeugs vom zu bearbeitenden Gestein durch den Schlagkolben überfahren werden können, so daß der Hohlraum zwischen Schlag- und Antriebskolben mit der Umgebung kommunizieren kann. Dadurch wird ein Rücksaugeffekt durch den Antriebskolben vermieden, so daß der Schlagkolben in seiner vorderen Stellung verbleibt.
Aus der DE 196 21 057 AI ist ein Luftfederschlagwerk bekannt, bei dem der Schlag des Schlagkolbens durch eine zusätzliche Luftfeder vor dem Schlagkolben gedämpft werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftfederschlagwerk mit hohlem Schlagkolben anzugeben, bei welchem die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden, ohne daß auf die genannten Vorteile verzichtet werden muß.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Luftfederschlagwerk gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerk ist auf der Innenseite einer die Höhlung des Schlagkolbens bildenden Führungshülse des Schlagkolbens wenigstens eine sich axial erstreckende Luftausgleichstasche vorgesehen. Weiterhin erstreckt sich wenigstens eine Leerlauföffnung radial durch die Führungshülse. Im Schlagbetrieb besteht keine Verbindung zwischen der Leerlauföffnung und einem zur Umgebung führenden Leerlaufkanal im Schlagwerksgehäuse, so daß auch der die Luftfeder aufnehmende Hohlraum zwischen dem Antriebskolben und dem Schlagkolben von der Umgebung abgekoppelt ist. Im Leerlaufbetrieb hingegen ist die Leerlauföffnung über den Leerlaufkanal bewegbar, so daß der Hohlraum über die Leerlauföffnung und den Leerlaufkanal mit der Umgebung in Verbindung bringbar ist. Dies ermöglicht einen intensiven Luftausgleich im Leerlauf, so daß jegliche Saugwirkung des Antriebskolbens verhindert werden kann.
Die Luftausgleichstasche weist vorzugsweise eine größere axiale Länge auf als eine Berührfläche des Antriebskolbens mit der Führungshülse. Das bedeutet, daß im Schlagbetrieb die bei jedem Schlag aus der Luftfeder entwichene Luft wieder über die Luftausgleichstasche aufgefüllt werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind in der Führungshülse mehrere Leerlauföffnungen vorgesehen, die hinsichtlich der Axiallage versetzt angeordnet sein können. Darüber hinaus können die Leer- lauföffnungen unterschiedliche Öffnungsquerschnitte aufweisen. Je nach Anordnung der Leerlaufδffnungen und der Querschnitte ist es möglich, den Übergang zwischen Leerlauf- und Schlagbetrieb sanft zu gestalten, was insbesonde- re vom Bediener als angenehm empfunden wird und das Ansetzen des Werkzeugs an exponierten Stellen ermöglicht, ohne daß das Werkzeug verspringt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Führungshülse mehrere Gleitflächen aufweist, an denen sie in dem Schlagwerksgehäuse ge- führt wird. Zwischen den Gleitflächen sind Ausnehmungen mit geringerem Radius vorgesehen. Aufgrund der reduzierten Reibungsflächen und damit geringeren Reibung zwischen dem Schlagkolben und dem Schlagwerksgehäuse kann ein besseres Kaltstartverhalten bei tiefen Temperaturen erreicht werden. Weiterhin lassen sich die Herstellkosten aufgrund der geringeren zu bearbeitenden Außenfläche vermindern. Die Leerlauföffnungen sollten so angeordnet werden, daß sie jeweils eine Gleitfläche durchdringen, da dadurch keine zusätzliche Abdichtung zwischen der Führungshülse des Schlagkolbens und dem Schlagwerksgehäuse erforderlich ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in einem zwischen einer Vorderseite des Schlagkolbens und dem Schlagwerksgehäuse vorgesehenen vorderen Hohlraum ein Luftdämpfer erzeugbar. Wenn der vordere Hohlraum beim Übergang des Schlagkolbens vom Schlagbetrieb in den Leerlaufbetrieb - das heißt bei einer nach vorne gerichteten Bewegung des Schlag- kolbens in Richtung Leerlaufstellung - zeitweilig von der Umgebung getrennt ist, kann sich in dem Hohlraum ein Luftdruck aufbauen, so daß ein Teil der kinetischen Energie des Schlagkolbens an die im Hohlraum entstehende Luftfeder abgegeben wird.
Wenn schließlich der Schlagkolben die Leerlaufstellung erreicht hat, ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der vordere Hohlraum über eine der Ausnehmungen mit der Umgebung in Verbindung bringbar. Da- durch kann die in dem vorderen Hohlraum komprimierte Luft entweichen, so daß die in der Luftfeder gespeicherte Energie durch den Druckabbau abgeführt wird. Im Ergebnis funktioniert also die Luftfeder auch als Luftdämpfer und baut kinetische Energie des Schlagkolbens ab, so daß dieser vor dem Auftref- fen auf eine Gehäusestirnwand und damit Erreichen seiner Leerlaufstellung abgebremst wird. Dementsprechend wird ein zu heftiger Schlag des Schlagkolbens auf das Gehäuse vermieden, was auch vom Bediener als angenehm empfunden wird.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Luftfederschlagwerk in Schlagstellung;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Schnitt durch das Luftfederschlagwerk in Leerlaufstellung; und
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3.
Da alle Figuren prinzipiell das gleiche Luftfederschlagwerk zeigen, jedoch lediglich in unterschiedlichen Betriebsstellungen, werden auch gleiche Bezugszei- chen verwendet.
An einer Führungsfläche 1 eines Schlagwerksgehäuses 2 wird ein Schlagkolben 3 axial beweglich geführt. Im Inneren des an einer Stirnseite hohl ausgebildeten Schlagkolbens 3 wird ein Antriebskolben 4 geführt, der in bekannter Weise durch ein Pleuel 5 axial hin- und hergetrieben wird.
Zwischen dem Schlagkolben 3 und dem Antriebskolben 4 bildet sich ein eine Luftfeder umschließender Hohlraum 6 aus.
Der Schlagkolben 3 weist wenigstens eine, zweckmäßigerweise aber zwei, drei oder mehr Luftausgleichstaschen 7 auf, die sich axial in der Innenseite einer die Höhlung bildenden Führungshülse 8 des Schlagkolbens 3 mit einer Länge größer als die axiale Länge einer Berührfläche des Antriebskolbens 4 mit dem Schlagkolben 3 erstrecken. Die Luftausgleichstaschen 7 sind gleichmäßig am Umfang der Führungshülse 8 verteilt. Der Schlagkolben 3 besteht im wesentlichen aus der Führungshülse 8, einem Kolbenboden und einem sich von dem Kolbenboden erstreckenden Kolbenfortsatz 9.
Vor dem Kolbenfortsatz 9 ist ein Schaft 10 eines Werkzeugs 1 1 derart angeordnet, daß der Schlagkolben 3 mit seinem Kolbenfortsatz 9 auf den Schaft 10 aufschlagen kann (Fig. 1).
In der Führungshülse 8 sind weiterhin wenigstens eine, vorzugsweise aber zwei, drei oder mehr Leerlauföffnungen 12 ausgebildet, die die Führungshülse 8 radial durchdringen und über die der Hohlraum 6 mit einem Leerlaufkanal 13 in Verbindung bringbar ist (Fig. 3 und 4).
Die Leerlauföffnungen 12 sind aus Symmetriegründen möglichst gleichmäßig am Umfang der Führungshülse 8 verteilt angeordnet, jedoch an anderen Stellen als die Luftausgleichstaschen 7. Die Symmetrie der Führungshülse 8 und damit des Schlagkolbens 3 ist vor allem aus Fertigungsgründen anzustreben, um einen Verzug des Schlagkolbens 3 z. B. beim Schleifen zu vermeiden. Bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Leerlauföffnungen 12 jedoch auch an den gleichen Stellen wie die Luftaus- gleichstaschen 7 angeordnet, das heißt sie durchdringen die gegenüber der Dicke der Führungshülse 8 dünnere Rückwand der Luftausgleichstaschen 7 nach außen.
Die Bohrungsachsen der Leerlauföffnungen 12 können senkrecht zur Schlagachse, das heißt zur Bewegungsrichtung des Schlagkolbens 3 stehen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Bohrungsachsen winklig zur Schlagachse stehen und die Leerlauföffnungen 12 in der Führungshülse 8 nach vorne und außen gerichtet sind. Dadurch wird Fett, das sich bei einem vorangehenden Hub an der Leerlauföffnung 12 gesammelt hat, beim Auftreffen des Schlagkolbens 3 auf den Schaft 10 aus der Leerlauföffnung 12 herausgeschleudert. Anderenfalls, das heißt bei rechtwinkliger Stellung zwischen Boh- rungsachse der Leerlauföffnungen 12 und der Schlagachse kann das Problem auftreten, daß die Bohrungen zumindest teilweise mit Fett verstopfen, was die Zuverlässigkeit beim Übergang in den Leerlauf herabsetzen könnte. Der Leerlaufkanal 13 steht über einen Verbindungskanal 14 mit der Umgebung, z. B. dem Kurbelraum des Kurbeltriebs für den Antriebskolben 4, in Verbindung. Der Leerlaufkanal 13 ist bei der dargestellten Ausführungsform als Ringkanal ausgebildet. Selbstverständlich können der Leerlaufkanal 13 und der Verbindungskanal 14 auch andere Formen aufweisen und z. B. lediglich aus einer entsprechend großzügigen Aussparung bestehen. Wichtig ist dabei, daß der Hohlraum 6 in geeigneter Weise mit der Umgebung in Verbindung gebracht werden kann, um den gewünschten Druckausgleich zu erzielen.
Eine in der Führungsfläche 1 des Schlagwerksgehäuses 2 geführte Außenfläche des Schlagkolbens 3 wird durch mehrere - hier drei - Gleitflächen 15 gebildet. Zwischen zwei benachbarten Gleitflächen 15 ist jeweils eine Ausnehm ung 16 vorgesehen.
Dadurch, daß lediglich ein Teil der Außenfläche des Schlagkolbens 3 als Gleitfläche 15 bearbeitet werden muß, können Herstellungskosten gespart werden. Weiterhin wird aufgrund der geringeren Flächenreibung zwischen dem Schlagkolben 3 und dem Schlagwerksgehäuse 2 ein verbessertes Kaltstartverhalten erzielt.
Zwischen einer Vorderseite 17 des Schlagkolbens 3 und dem Schlagwerksgehäuse 2 ist eine vordere Luftfeder in einem Hohlraum 18 ausgebildet, wenn die vordere Gleitfläche 15 eine Verbindung zum Leerlaufkanal 13 unterbricht, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schlagstellung kann sich der Schlagkolben 3 nicht weiter nach vorne (in den Figuren nach links) bewegen. Das bedeutet, daß der Luftdruck im Hohlraum 18 im wesentlichen dem Umgebungsluftdruck entspricht, weil der Schlagkolben 3 in der gezeigten Stellung gerade erst eine Steuerkante 19 am Schlagwerksgehäuse 2 überfahren hat. Die vordere Gleitfläche 15 dichtet allerdings bereits mit der Führungsfläche 1 des Schlagwerksgehäuses 2 den vorderen Hohlraum 18 gegen die Umgebung ab. Wenn dann das Werkzeug 1 1 vom zu bearbeitenden Gestein abgehoben wird und sich daraufhin das Werkzeug 1 1 mit seinem Schaft 10 aus dem Schlagwerksgehäuse 2 um eine bestimmte Strecke nach vorne herausbewegt, kann sich auch der Schlagkolben 3 im nächsten Schlagzyklus weiter nach vorne bewegen. Dadurch wird der Hohlraum 18 verkleinert und die Luft in der Luftfeder komprimiert. Dadurch der Schlagkolben 3 abge- bremst.
Wenn schließlich der Schlagkolben 3 die in Figuren 3 und 4 gezeigte Leerlaufstellung erreicht hat, hat auch eine am vorderen Ende der vorderen Ausneh- mung 16 am Schlagkolben 3 ausgebildete Steuerkante 20 eine Steuerkante 21 am Schlagwerksgehäuse 2 überfahren. Dadurch wird der Hohlraum 18 über die Ausnehmung 16 und den Leerlaufkanal 13 mit der Umgebung in Verbindung gebracht, woraufhin die komprimierte Luft aus der Luftfeder im Hohlraum 18 entweichen kann. Das bedeutet, daß die in der Luftfeder gespeicherte und aus der Vorwärtsbewegung des Schlagkolbens 3 resultierende Energie ebenfalls an die Umgebung abgeführt wird. Der Schlag des Schlagkolbens 3 gegen das Schlagwerksgehäuse 2 wird also bei Erreichen der Leerlaufstellung spürbar gedämpft, so daß die im Hohlraum 18 erzeugte Luftfeder auch als Luftdämpfer fungiert. Dadurch, daß die Luft im Hohlraum 18 in Leerlaufstel- lung wieder Umgebungsluftdruck aufweist, wird ein Zurückdrücken des Schlagkolbens 3 aus der Leerlaufstellung verhindert. Dies ist erst durch Wiederaufsetzen des Werkzeugs 1 1 auf das Gestein möglich, wodurch der Schaft 10 den Schlagkolben 3 in die Schlagstellung bewegt.
Nachfolgend wird die Funktion des Luftfederschlagwerks erläutert:
In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schlagstellung überfährt der Antriebskolben 4 regelmäßig die Luftausgleichstaschen 7 wodurch jeweils kurzzeitig eine Verbindung zwischen dem Hohlraum 6 und der Umgebung, also dem Kur- belraum geschaffen wird. Dadurch kann ein Luftverlust in der Luftfeder im Hohlraum 6 nach jedem Schlagzyklus wieder ausgeglichen werden.
Beim Abheben des Werkzeugs 1 1 vom zu bearbeitenden Gestein gleitet der Werkzeugschaft 10 etwas aus dem Hammergehäuse heraus, so daß der Schlag- kolben 3 die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Leerlaufstellung einnehmen kann. Dabei überfährt wenigstens eine der Leerlauföffnungen 12 eine als Steuerkante 22 dienende Hinterkante des Leerlaufkanals 13, wodurch eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Hohlraum 6 über die Leerlauföffnung 12, den Leerlaufkanal 13 und den Verbindungskanal 14 zur Umgebung geschaffen wird. Damit kann jegliche Rücksaugwirkung der Luftfeder im Hohlraum 6 vermieden werden, so daß das Schlagwerk zuverlässig in Leerlaufbetrieb gelangt, ohne daß die Gefahr von Leerschlägen besteht. Wie bereits beschrieben, sind vorteilhafterweise mehrere Leerlaufδffnungen 12 in der Führungshülse 8 vorzusehen, so daß der Übergang zwischen Leerlaufund Schlagbetrieb nicht plötzlich, sondern weich durchgeführt werden kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Leerlauföffnungen 12 zu unterschiedlichen Zeitpunkten und mit unterschiedlichen Querschnitten die Steuerkante 22 überfahren.
Zusätzlich tritt die bereits oben beschriebene Wirkung durch die Luftfeder bzw. den Luftdämpfer im vorderen Hohlraum 18 ein.
Die durch die Erfindung geschaffene Möglichkeit, die Funktionen "Luftausgleich" und "Leerlauf durch unterschiedliche Bauelemente - hier: Luftaus- gleichstaschen 7 und Leerlauföffnungen 12 - durchzuführen, ermöglicht es, jede der Funktionen unabhängig von der anderen zu optimieren und gezielt den Forderungen anzupassen. Über große Luftquerschnitte bei mehreren Luftausgleichstaschen 7 kann ein intensiver Luftausgleich zur Luftfeder im Hohlraum 6 stattfinden, wodurch die Neigung des Schlagwerks zum Zusammenschlagen, d. h. Auftreffen des Antriebskolbens 4 auf den Schlagkolben 3, ver- mindert wird, während gleichzeitig das bei ausbleibendem Rückstoß wichtige Rücksaugen des Schlagkolbens 3 nicht beeinträchtigt wird.
Die für einen einwandfreien Leerlauf wichtige axiale Anordnung der Leerlauföffnungen 12 kann innerhalb großer Grenzen variiert werden, ohne daß auf die Luftausgleichstaschen 7 Rücksicht genommen werden muß.
Durch die Symmetrie des Schlagkolbens 3 entsteht bei seiner Fertigung praktisch kein Verzug, was die Herstellungskosten senkt und die Dauerhaltbarkeit erhöht.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Luftfederschlagwerk für einen Schlag- und/oder Bohrhammer mit einem Schlagwerksgehäuse (2); - einem axial hin- und herbewegbaren Schlagkolben (3), der an einer
Stirnseite hohl ausgebildet ist und eine in dem Schlagwerksgehäuse (2) geführte Führungshülse (8) aufweist; einem in der Führungshülse (8) des Schlagkolbens (3) geführten, axial hin- und herbewegbaren Antriebskolben (4); - einem zwischen dem Antriebskolben (4) und dem Schlagkolben (3) ausgebildeten und eine Luftfeder aufnehmenden Hohlraum (6); wobei sich auf der Innenseite der Führungshülse (8) des Schlagkolbens (3) wenigstens eine Luftausgleichstasche (7) axial erstreckt; dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (8) des Schlagkolbens (3) von wenigstens einer Leerlauföffnung ( 12) durchdrungen ist; in dem Schlagwerksgehäuse (2) ein mit der Umgebung kommunizierender Leerlaufkanal (13, 14) ausgebildet ist; - in einem Schlagbetrieb des Luftfederschlagwerks keine Verbindung zwischen der Leerlauföffnung (12) und dem Leerlaufkanal (13, 14) besteht; und dass in einem Leerlaufbetrieb die Leerlaufδffnung (12) über den Leerlaufkanal (13, 14) bewegbar ist und der Hohlraum (6) über die Leerlauföffnung (12) und den Leerlaufkanal (13, 14) mit der Umgebung in Verbindung bringbar ist.
2. Luftfederschlagwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftausgleichstasche (7) eine größere axiale Länge aufweist, als eine Berührfläche des Antriebskolbens (4) mit der Führungshülse (8).
3. Luftfederschlagwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Führungshülse (8) drei Luftausgleichstaschen (7) und drei Leerlauföffnungen (12) jeweils am Umfang gleichmäßig verteilt vorgesehen sind.
4. Luftfederschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Führungshülse (8) mehrere Leerlauföffnungen (12) in, bezüglich einer Hauptachse der Führungshülse (8), unterschiedlicher Axial- läge vorgesehen sind.
5. Luftfederschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leerlauföffnungen (12) mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten vorhanden sind.
6. Luftfederschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer äußeren Umfangsfläche der Führungshülse (8) mehrere Gleitflächen (15) zum Führen der Führungshülse (8) in dem Schlagwerksgehäuse (2) vorgesehen sind.
7. Luftfederschlagwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Gleitflächen ( 15) jeweils eine Ausnehmung (16) mit einem geringeren Radius vorgesehen ist.
8. Luftfederschlagwerk nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Gleitflächen (15) von der Leerlauföffnung (12) durchdrungen wird.
9. Luftfederschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Leerlaufkanal (13) in einer den Schlagkolben (3) führenden Führungsfläche (1) des Schlagwerksgehäuses (2) ringförmig ausgebildet ist.
10. Luftfederschlagwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerlaufkanal (13) über einen Verbindungskanal (14) mit der Umgebung kommuniziert.
11. Luftfederschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zwischen einer Vorderseite (17) des Schlagkol- bens (3) und dem Schlagwerksgehäuse (2) ausgebildeten vorderen Hohlraum
(18) ein Luftdämpfer erzeugbar ist.
12. Luftfederschlagwerk nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Hohlraum (18) beim Übergang des Schlagkolbens (3) vom Schlag- betrieb in den Leerlaufbetrieb zeitweilig von der Umgebung getrennt ist.
13. Luftfederschlagwerk nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Hohlraum ( 18) im Leerlaufbetrieb mit der Umgebung in Verbindung steht.
14. Luftfederschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftausgleichstasche (7) und die Leerlauföffnung (12) an verschiedenen Stellen in der Führungshülse (8) angeordnet sind.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10103996C1 (de) * 2001-01-30 2002-10-02 Wacker Werke Kg Luftfederschlagwerk für einen Schlag- und/oder Bohrhammer mit kurz bauendem Antriebskolben
DE10333799B3 (de) * 2003-07-24 2005-02-17 Wacker Construction Equipment Ag Hohlkolbenschlagwerk mit Luftausgleichs- und Leerlauföffnung
JP4179159B2 (ja) * 2003-12-18 2008-11-12 日立工機株式会社 打撃工具
JP4200918B2 (ja) * 2004-02-09 2008-12-24 日立工機株式会社 穿孔機
DE102006060320A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Robert Bosch Gmbh Schlagwerk für eine Handwerkzeugmaschine
DE102007000081A1 (de) * 2007-02-08 2008-08-21 Hilti Ag Handwerkzeugmaschine mit pneumatischem Schlagwerk
DE102007027898A1 (de) * 2007-06-18 2008-12-24 Robert Bosch Gmbh Elektrowerkzeug mit Kaltstartfunktion
US8636081B2 (en) 2011-12-15 2014-01-28 Milwaukee Electric Tool Corporation Rotary hammer
GB201112829D0 (en) * 2011-07-26 2011-09-07 Black & Decker Inc Hammer
DE102012208986A1 (de) * 2012-05-29 2013-12-05 Hilti Aktiengesellschaft Meißelnde Werkzeugmaschine
US9416593B2 (en) 2012-12-28 2016-08-16 Smith International, Inc. Piston strike face and bit interface for percussion hammer drill
EP2857149A1 (de) * 2013-10-03 2015-04-08 HILTI Aktiengesellschaft Handwerkzeugmaschine
US10814468B2 (en) 2017-10-20 2020-10-27 Milwaukee Electric Tool Corporation Percussion tool
CN214723936U (zh) 2018-01-26 2021-11-16 米沃奇电动工具公司 冲击工具
FI20206303A1 (en) * 2020-12-15 2022-06-16 Lekatech Oy Impact device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1057028B (de) * 1955-07-06 1959-05-06 Kango Electric Hammers Ltd Schlaggeraet
US3034302A (en) * 1960-03-28 1962-05-15 Black & Decker Mfg Co Momentary venting means for poweroperated percussive tool
DE2124013A1 (de) * 1970-05-11 1971-11-25 Banzi F Schlagvorrichtung für elektropneumatischen Hammer und dazugehörige funktionsfähige Methode
DE2335924A1 (de) * 1973-07-14 1975-02-06 Bosch Gmbh Robert Handwerkzeugmaschine mit betriebszeitanzeigevorrichtung
DE19726272A1 (de) * 1997-06-20 1999-01-07 Wacker Werke Kg Einseitiges Luftfeder-Schlagwerk mit Leerlaufzustand

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1976272U (de) * 1967-10-20 1968-01-04 Heinz Esser Oelofen-anzuender.
US3688848A (en) * 1971-03-15 1972-09-05 Black & Decker Mfg Co Air spring bleed assembly
DE2260365A1 (de) * 1972-12-09 1974-06-12 Bosch Gmbh Robert Luftpolsterschlagwerk
DE2262273A1 (de) * 1972-12-20 1974-07-04 Duss Maschf Schlaggeraet
US3835935A (en) * 1973-03-19 1974-09-17 Black & Decker Mfg Co Idling system for power hammer
DE3010479A1 (de) * 1980-03-19 1981-10-08 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Werkzeugmaschine, insbesondere handwerkzeugmaschine mit einem luftfederschlagwerk
ATE11750T1 (de) * 1980-11-18 1985-02-15 Black & Decker Inc. Schlagbohrgeraet.
DE3304916A1 (de) * 1983-02-12 1984-08-16 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Bohrhammer
DE3826213A1 (de) * 1988-08-02 1990-02-15 Bosch Gmbh Robert Bohr- oder schlaghammer
JP3459493B2 (ja) * 1995-05-25 2003-10-20 株式会社マキタ 打撃工具
JP3292969B2 (ja) * 1995-08-18 2002-06-17 株式会社マキタ ハンマードリル
JP3292972B2 (ja) * 1996-03-29 2002-06-17 株式会社マキタ 打撃工具
DE19714288A1 (de) * 1997-04-07 1998-10-08 Hilti Ag Bohr- und/oder Meisselgerät
DE19714287A1 (de) * 1997-04-07 1998-10-08 Hilti Ag Bohr- und/oder Meisselgerät

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1057028B (de) * 1955-07-06 1959-05-06 Kango Electric Hammers Ltd Schlaggeraet
US3034302A (en) * 1960-03-28 1962-05-15 Black & Decker Mfg Co Momentary venting means for poweroperated percussive tool
DE2124013A1 (de) * 1970-05-11 1971-11-25 Banzi F Schlagvorrichtung für elektropneumatischen Hammer und dazugehörige funktionsfähige Methode
DE2335924A1 (de) * 1973-07-14 1975-02-06 Bosch Gmbh Robert Handwerkzeugmaschine mit betriebszeitanzeigevorrichtung
DE19726272A1 (de) * 1997-06-20 1999-01-07 Wacker Werke Kg Einseitiges Luftfeder-Schlagwerk mit Leerlaufzustand

Also Published As

Publication number Publication date
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