Von Hand geführte Werkzeugmaschine zur Steinbearbeitung Die Erfindung bezieht sich auf eine von Hand geführte, elektrisch angetriebene Werkzeugmaschine zur Steinbearbeitung mit rotierendem und zugleich axial vibrierendem Bohrwerkzeug, dessen Vibrations- bewegung vom Hub eines mittels Kurbelgetriebe angetriebenen, in einem Zylinder gelagerten Kolbens erzeugt wird, der über ein periodisch mit der Atmo sphäre in Verbindung gesetztes Luftpolster und über ein von diesem Luftpolster im Zylinder hin und her bewegtes Masseelement auf das Bohrwerkzeug wirkt.
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zu grunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs ge nannten Gattung so auszubilden, dass der anfallende Gesteinstaub ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Handlichkeit und Bewegungsfreiheit der Ma schine mit einem Minimum an technischem Aufwand beseitigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an das von einem Kanal durchzogene Bohrwerkzeug eine Saugleitung angeschlossen ist, die im Sogbereich eines vom Antriebsmotor der Werk zeugmaschine angetriebenen Ventilators mündet, der zusammen mit diesem Antriebsmotor eine bauliche Einheit bildet.
Für die Betriebssicherheit und Lebensdauer der Werkzeugmaschine ist es vorteilhaft, wenn eine achs- parallel zum Zylinder gelagerte Steuerwelle vorgese hen ist, die wenigstens eine Steuerwalze aufweist, deren in gleichmässigen Abständen mit Aussparun gen versehener Mantel die Bohrung im Zylinder tan giert, welche die Verbindung zwischen Luftpolster und Atmosphäre herstellt.
Vorteilhafterweise ist dabei die Steuerwelle zu gleich Antriebswelle für das rotierende Bohrwerk zeug und weist eine Sicherheitskupplung auf. Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert: Es zeigen: Fig. 1 die Werkzeugmaschine im Längsschnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1, Fig.3 eine Variante der Anordnung gemäss Fig. 2, Fig. 4 eine Kupplungshülse der Kupplung der Werkzeugmaschine in Stirnansicht, Fig. 4a die Abwicklung der Kupplungshülse ge- mäss Fig. 4, Fig. 5 eine Variante der Kupplungshülse der Kupplung gemäss Fig. 4 in vergrösserter Darstellung, Fig.
5a eine Abwicklung der Kupplungshülse ge- mäss Fig. 5, Fig. 6 einen Ausschnitt aus der in Seitenansicht dargestellten Kupplung gemäss den Fig. 5 und 5a bei einer Stellung der Kupplungshülsen, die bei Überla stung selbsttätige Entkupplung herbeiführt und Fig. 7 den Ausschnitt der Kupplung gemäss Fig. 6 bei einer Stellung der Kupplungshülsen, die keine selbsttätige Entkupplung zulässt.
Als Antriebsmotor dient ein luftgekühlter Uni versal-Motor 1. Eine Kurbelwelle 35 wird von einem Ritzel 37 der Ankerwelle la des Antriebsmotors über das Gegenrad 36 angetrieben. Am freien Ende der am Kurbelzapfen 32 der Kurbelwelle 35 angelenkten Pleuelstange 31 sitzt ein im stationären Zylinder 24 gelagerter Kolben 27. Zwischen einem ebenfalls im Zylinder 24 axial verschieblich gelagerten Masseele ment 23 und der Stirnseite des Kolbens 27 befindet sich ein Luftpolster 26.
Dieses Luftpolster befindet sich bei einer Stellung der Steuerwelle 41 gemäss Fig. 1 über Bohrungen 25 in offener Verbindung mit der Atmosphäre. Im Falle des Ausführungsbeispieles befindet sich das Luftpolster in offener Verbindung mit der den Zylinder umgebenden, vom Maschinen gehäuse umschlossenen Luft, die mehr oder weniger mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die er wähnte Steuerwelle 41 ist parallel zum Zylinder 24 im Getriebsgehäuse 22 gelagert.
Sie ist als Hohlwelle ausgebildet und erhält ihren Antrieb von einem auf der Kurbelwelle 35 sitzenden Ritzel 34, das mit einem auf einer Vorlegewelle 30 sitzenden Zahnrad 33 kämmt. Die Rotation der Vorlegewelle 30 wird über ein Kegelritzel 29 auf das Tellerrad 28 einer weiteren Vorlegewelle 38 übertragen, deren Ritzel 40 mit einem Zahnrad 39 der Steuerwelle 41 kämmt. In Höhe der Bohrungen 25 im Zylinder 24 sitzen auf der Steuerwelle 41 zwei Hohlwalzen 42. Der Mantel 42a jeder Hohlwalze weist auf einer Kreislinie ange ordnete Aussparungen 42b auf.
Der gegenseitige Ab stand der Aussparungen 42 ist so bemessen, dass die zwischen den Aussparungen 42b verbleibenden Mantelflächen 42a gross genug sind, um bei Rotation der Steuerwelle die Bohrungen 25 periodisch abzu decken. Die Untersetzung des die Steuerwelle antrei benden Untersetzungsgetriebes ist so gewählt, dass die periodische Abdeckung der Bohrungen 25 im Takt des Hubes des Kolbens 27 erfolgt.
Bei der Variante gemäss Fig. 3 ist die Steuerwalze als massive Walze 55 ausgebildet. Der Mantel dieser Walze 55 ist durch Aussparungen <I>55b</I> in gleichmäs- sigen Abständen unterbrochen, die auf einer Kreisli nie liegen. Bei Rotation der Steuerwelle werden die Bohrungen 25 durch die Mantelflächen 55a ebenfalls periodisch im Takt des Kolbenhubes abgedeckt.
Die Rotation der Steuerwelle 41, die zugleich An triebswelle für die Rotation des Bohrwerkzeuges ist, wird auf den Bohrwerkzeughalter 17 übertragen. Das hierzu dienende Getriebe umfasst Kupplungshülsen 56, 57, die mittels Keilwellenverzahnung auf der Steuerwelle 41 axial verschieblich gelagert sind. Aus Fig. 4 und 4a ist ersichtlich, dass die Seitenkanten der Mitnahmenocken 56a bzw. 57a der Kupplungshülsen 56, 57 eine Neigung von etwa 35 aufweisen. Die eine Kupplungshülse 57 ist rückseitig mittels Federn 43 abgefedert. Vorderseitig ist sie durch einen in einer Nut der Steuerwelle gelagerten Ring 44 gesi chert.
Die Kupplungshülse 56 kann mittels einer Verstelleinrichtung mehr oder weniger stark an die Kupplungshülse 57 angepresst oder bei Bedarf mit dieser ausser Eingriff gebracht werden (Vergl. Stel lung in Fig. 1). Eine Verstellmutter 54 der Verstell einrichtung steht mit ihrem Aussengewinde 54a im Gewindeeingriff mit einem Gewinde 22a des Gehäu ses 22. Sie wird mit Hilfe des Handhebels 51 betätigt. Die bei Drehung der Verstellmutter 54 entstehende axiale Bewegungskomponente wird über ein Rillen kugellager 49, dessen Aussenring mit der Verstell mutter 54 fest verbunden ist, auf die Kupplungshülse übertragen. Die Verstelleinrichtung umfasst ferner einen axial gefederten Bolzen 52 am Handhebel 51, der in eine entsprechende bogenförmige Ausnehmung des Gehäuses 22 hineinragt.
Dort greift er in eine entsprechende Rasterung des Maschinengehäuses ein, so dass sich eine stufenweise Verriegelung der Ver stellmutter 54 ergibt. Nach dem Druck, mit welchem die Kupplungshülsen 56, 57 mit Hilfe der Verstell einrichtung aufeinander gepresst werden, bemisst sich der Grenzwert desjenigen Bohrwiderstandes, bei dem das Bohrwerkzeug 9 infolge übereinander schleifens der Mitnahmenocken der Kupplungshülsen 56, 57 aufhört zu rotieren. Insoweit liegt eine hin sichtlich ihres Widerstandsgrenzwertes einstellbare Sicherheitskupplung zur Unfallverhütung vor, die verhindert, dass bei Blockierung des Bohrwerkzeuges dem Bedienenden die Werkzeugmaschine aus der Hand gerissen wird.
Bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Variante einer Kupplung sind die Mitnahmenocken 45a, 46a der Kupplungshülsen 45, 46 je mit unterschiedlich geneigten Mitnahmeflächen 45b, 45c, bzw. 46b, 46c versehen. Hierbei weisen die Mitnahmenocken 45a der antreibenden Kupplungshülse 45 an ihrer Basis je eine in Rotationsrichtung geneigte Mitnahmefläche 45c und im Anschluss daran eine entgegen der Rota tionsrichtung geneigte Mitnahmefläche 45b auf. Die Mitnahmenocken 46a der angetriebenen Kupplungs hülse 46 weisen hingegen Mitnahmeflächen 46b und 46c auf, die gegensinnig zu den Mitnahmeflächen 45b und 45c der antreibenden Kupplungshülse 45 geneigt sind (Fig. 6 und 7).
Die Kupplung ermöglicht somit drei Betriebsstel lungen: Ist die Kupplungshülse 56 mittels der Ver stelleinrichtung ausser Eingriff mit der Kupplungs hülse 57 gebracht, so ist der Rotationsantrieb des Bohrwerkzeuges aufgehoben.
Bei einer Einstellung der Kupplung gemäss Fig. 6 wirkt dieselbe als Sicherheitskupplung. Der erwünsch te Widerstandsgrenzwert, bei dem die Kupplungshül sen beginnen übereinander zu schleifen, ist in dieser Stellung durch die mehr oder weniger starke Vor spannung der Feder 43 bestimmt.
Bei der Einstellung der Kupplung gemäss Fig. 7 befinden sich die Mitnahmenocken 45a und 46a der Kupplungshülsen 45, 46 in vollständigem Eingriff miteinander. Die Mitnahmeflächen 45c und 46c ar beiten zusammen. Eine selbsttätige Entkupplung er folgt auch bei starker Belastung nicht.
Das Bohrwerkzeug ist durchgehend von einem Längskanal 10 durchzogen, von dem zwei Radial bohrungen 10a abzweigen. Ein elastischer Saugring 11 umschliesst das Bohrwerkzeug 9 in Höhe der Ra dialbohrungen. An diesem Saugring, der ein U-förmi- ges Querschnittsprofil aufweist, ist eine Saugleitung 8 angeschlossen. Sie kommuniziert über die Radial bohrungen 10a mit dem Kanal 10 des Bohrwerkzeu- ges. Der Saugring ist mit seinen beiden Ringscheiben lla und 11b formschlüssig in Umfangsnuten 18, 19 des Bohrwerkzeuges gelagert. Er läuft in einen Rohr stutzen llc aus.
Dieser umschliesst eine auf dem Bohrwerkzeug 9 sitzende und mit diesem rotierende Manschette 14 mit Spiel. Die Manschette 14 um- schliesst ihrerseits die stationäre Werkzeugnabe 16. Die Manschette ist in einer Umfangsnut 20 des Bohr- werkzeuges 9 verankert und in dieser mittels eines Federringes 15 in dichter Auflage gehalten.
Der Saugring 11 ergibt in Verbindung mit der Manschette 14 eine zweifache Abschirmung des Ge triebes der Werkzeugmaschine gegen Gesteinstaub, die auch bei schwersten Einsatzbedingungen über lange Zeiträume hinweg funktionstüchtig bleibt: Ge langt Gesteinstaub infolge Lockerung oder Alterung bzw. Verschleiss der Ringscheiben 11a und 11b des Augringes 11 aus demselben heraus, so wird dieser Gesteinstaub durch die Relativbewegung zwischen dem Rohrstutzen 14 und der Manschette 16 aus dem gefährdeten Bereich der Antriebselemente der Werk zeugmaschine abgeführt.
Dabei kann sich eine zwangsläufige Abfuhr der Staubpartikelchen ergeben, wenn die einander gegenüberliegenden und sich rela tiv zueinander bewegenden Oberflächen von Rohr stutzen 11c und Manschette 14 derart profiliert sind, dass sich eine Transportschnecke ergibt, deren Trans portrichtung nach aussen gerichtet ist (nicht gezeich net).
Die über den Saugring 11 an den Kanal 10 des Bohrwerkzeuges 9 angeschlossene Saugleitung 8 führt unmittelbar zu einem Schleuderventilator 3, der auf der Ankerwelle la des Antriebsmotors sitzt. Sie mündet im Sogbereich des Ventilators, d. h. im Be reich der Ankerwelle la. Im Ventilatorgehäuse 4 be findet sich ein radial abgehender Stutzen 4a, an dem ein Staubsack 5 angeschlossen ist.
Für mancherlei Arbeitsbedingungen hat es sich als zweckmässig erwiesen, an den Anschlusstutzen 4a anstelle des Staubsackes 5 einen Förderschlauch an- zuschliessen, mit dem der Gesteinstaub an eine belie bige Stelle ausserhalb des Arbeitsbereiches gefördert werden kann.
Der Ventilator 3 kann auch gleichzeitig zur Ab führung der Verlustwärme des Antriebsmotors die nen. In diesem Falle ist eine Verbindung zwischen Motorraum 2 und Ventilatorraum 6 im Sogbereich des letzteren vorgesehen.