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Die
Erfindung betrifft ein Luftfederschiagwerk gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch
1.
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Luftfederschlagwerke
werden üblicherweise in
Bohr- und/oder Schlaghämmern
(nachfolgend als Hämmer
bezeichnet) dazu verwendet, auf ein Werkzeug regelmäßige Schläge auszuüben. Dabei
hat sich ein Bauprinzip bewährt,
bei dem ein Antriebskolben über
einen entsprechenden Antrieb in eine axiale Hin- und Herbewegung
versetzt wird, die über
eine in einem Hohlraum zwischen dem Antriebskolben und einem Schlagkolben
entstehende Luftfeder auf den Schlagkolben übertragen wird. Der Schlagkolben schließlich schlägt auf das
Werkzeug oder einen zwischengeschalteten Döpper.
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Bei
einer bevorzugten Bauart für
ein derartiges Luftfederschlagwerk ist der Antriebskolben an seiner
Vorderseite hohl ausgebildet, wobei der Schlagkolben in der Höhlung des
Antriebskolbens geführt
wird. Daher wird auch von einem "Hohlkolben-Schlagwerk" gesprochen.
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Diese
Bauart hat sich in der Praxis hervorragend bewährt, wobei aufgrund der niedrigen
Masse des Antriebskolbens nur geringe Leerlaufschwingungen auftreten
und keine Dichtung zwischen den Kolben erforderlich ist. Nachteilig
ist jedoch, dass der Übergang
zwischen Leerlaufbetrieb und Schlagbetrieb nicht immer mit der gewünschten
Präzision
erfolgt, was zu einer erhöhten
Gefahr von Leerschlägen
führt,
wenn der Bediener eigentlich den Übergang in den Leerlauf wünscht. Auch
kann es zu Schlägen
mit geringer Intensität
oder gar zu einem unerwünschten
Leerlauf führen,
wenn der Bediener den Hammer nicht voll gegen das zu bearbeitende Material
andrückt
oder der Rückstoß des Schlagkolbens
fehlt. In beiden Fällen
kommt es zu einer Beeinträchtigung
der Bedienbarkeit bzw. des Arbeitsergebnisses.
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In
der
DE 198 47 687
A1 wird ein Hohlkolben-Schlagwerk mit Hülsensteuerung beschrieben. Die
Hülsensteuerung
ermöglicht
einen zuverlässigen und
präzisen
Wechsel zwischen Leerlaufbetrieb und Schlagbetrieb durch eine axial
verschiebliche Steuerhülse.
Wenn die Steuerhülse
in Leerlaufstellung steht, kann der zwischen dem Antriebskolben
und dem Schlagkolben ausgebildete Hohlraum über in der Steuerhülse vorhandene
Belüftungsöffnungen mit
der Umgebung in Ver bindung gebracht werden, wodurch die im Hohlraum
ausgebildete Luftfeder entlüftet
wird. Dadurch gelangt das Schlagwerk unmittelbar in Leerlauf, so
dass kein weiterer Schlag durch den Schlagkolben erzeugt wird.
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Das
Hohlkolben-Schlagwerk gemäß der
DE 198 47 687 A1 hat
sich in der Praxis hervorragend bewährt. Dennoch wurde die Erkenntnis
gewonnen, dass hinsichtlich der Festigkeits- und Dichtungseigenschaften
Verbesserungen möglich
sein könnten.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hohlkolben-Schlagwerk
zu verbessern, um ein optimiertes Dichtungs- und Schwingungsverhalten
zu erreichen, unter Beibehaltung eines zuverlässigen Wechsels zwischen Leerlauf-
und Schlagbetrieb.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein Luftfederschlagwerk mit den Merkmalen von Patentanspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerk
ist ein axial hin- und herbewegbarer Antriebskolben, der in seiner
Höhlung
einen axial beweglichen Schlagkolben führt, mit einem Belüftungsschlitz
in seiner hülsenförmigen Führungswand
ausgestattet. Die Außenseite
der Führungswand
ist an einer Innenseite eines Führungsrohrs
führbar,
das somit auch den gesamten Antriebskolben führt. Dieser Aufbau ist aus
der
DE 198 47 687
A1 bekannt.
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Erfindungsgemäß sind in
dem Führungsrohr eine
oder mehrere Leerlauföffnungen
vorgesehen, die in Axialrichtung verteilt angeordnet sind und sich in
Radialrichtung erstrecken. Die mehreren Leerlauföffnungen können dabei in Axialrichtung
auf einer Linie oder aber auch – mit
axialem Versatz – am
Umfang des Führungsrohrs
verteilt angeordnet sein.
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Sofern
nur eine Leerlauföffnung
vorhanden ist, ist sie an geeigneter Stelle anzuordnen, um die nachfolgende
erfindungsgemäße Wirkung
zu erzielen.
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An
der Außenseite
des Führungsrohrs
ist ein bewegliches Steuerelement angeordnet, in dem zu den Leerlauföffnungen
korrespondierende Steueröffnungen
vorgesehen sind. Das Steuerelement ist zwischen einer Offenstellung
und einer Schließstellung bewegbar.
In der Offenstellung steht wenigstens eine der Steueröffnungen über einer
Leerlauföffnung, während in
der Schließstellung
die Steueröffnungen und
die Leerlauföffnungen
nicht übereinander
stehen, so dass die Leerlauföffnungen
sämtlich
durch die Wandung des Steuerelements verschlossen sind.
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In
einer Leerlaufbetriebsart des Schlagwerks steht das Steuerelement
in Offenstellung, so dass der Hohlraum im Inneren des Antriebskolbens über den
Belüftungsschlitz,
die Leerlauföffnungen
und die Steueröffnungen
mit der Umgebungsatmosphäre
in kommunizierende Verbindung bringbar ist und die im Hohlraum ausgebildete
Luftfeder belüftet
werden kann.
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Sofern
nur eine Leerlauföffnung
in der Führungswand
des Antriebskolbens vorgesehen ist, ist sie derart anzuordnen, dass
die kommunizierende Verbindung in der Leerlaufbetriebsart hergestellt
werden kann.
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Im
Unterschied zum Stand der Technik weist somit der Antriebskolben
des erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks
lediglich die eine oder die mehreren Belüftungsschlitze auf, jedoch
keine zusätzlichen
Leerlauföffnungen,
wie in der
DE 198
47 687 A1 oder auch in der
DE 198 28 426 A1 gezeigt. Dadurch bestehen
zwischen dem Antriebskolben und dem ihn umgebenden Führungsrohr
weniger Öffnungsübergänge, die
abgedichtet werden müssen.
Weiterhin wird die Führungswand
des Antriebskolbens nicht durch zusätzliche Öffnungen geschwächt, was
sich positiv auf das Festigkeitsverhalten auswirkt. Dabei ist zu
beachten, dass die Führungswand
des Antriebskolbens möglichst
dünn ausgeführt werden
sollte, um die Gesamtmasse des Antriebskolbens so gering wie möglich zu
halten. Dadurch lassen sich die Schwingungen des Antriebskolbens
aufgrund seiner Hin- und Herbewegung minimieren. Bei einer sehr dünnen Führungswand,
die darüber
hinaus noch durch zahlreiche Leerlauföffnungen durchbrochen wäre, könnten bei
der Fertigung oder im Betrieb Festigkeitsprobleme auftreten, die
zu einer unerwünschten
Verformung der Führungswand
und damit des Antriebskolbens führen
könnten.
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Darüber hinaus
ist im Schlagbetrieb der die Luftfeder umgebende Hohlraum vollständig von
der Umgebung abgekapselt. Es besteht nicht – wie beim Stand der Technik – die Gefahr,
dass der Hohlraum über
eine nicht vollständig
abgedichtete Leerlauföffnung
zumindest teilweise entlüftet
werden könnte, was
zu einer Entspannung der Luftfeder im Hohlraum und damit zu einer
geringeren Schlagenergie des Schlagkolbens führen würde. Dadurch, dass der Antriebskolben
keine Leerlauföffnungen
aufweist, besteht bei der Erfindung prinzipbedingt diese Gefahr nicht.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
die Axiallänge
des Belüftungsschlitzes
größer als
die axiale Höhe
eines im Antriebskolben geführten
Kolbenkopfs des Schlagkolbens. Dies führt dazu, dass im Schlagbetrieb
eine Relativstellung zwischen Antriebskolben und Schlagkolben möglich ist,
in der der die Luftfeder umgebende Hohlraum mit einem Raum vor dem
Schlagkolben in kommunizierende Verbindung gebracht werden kann.
Dadurch besteht die Möglichkeit,
neue Luft in den Hohlraum zuzuführen
und die Luftfeder vor dem nächsten
Schlag wieder aufzufüllen.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn die Axiallänge des Belüftungsschlitzes größer ist
als der minimale axiale Abstand zwischen zueinander am nächsten liegenden
Rändern
von axial benachbarten Leerlauföffnungen.
Diese Ausgestaltung gewährt
es, dass im Leerlaufbetrieb, also bei einer Offenstellung des Steuerelements,
unabhängig
von der Relativstellung zwischen dem Antriebskolben und dem Führungsrohr
der Belüftungsschlitz über wenigstens
einer Leerlauföffnung
steht. Verlässt
ein Ende des Belüftungsschlitzes
die eine Leerlauföffnung
aufgrund der Bewegung des Antriebskolbens, erreicht sein anderes
Ende bereits die nächste
Leerlauföffnung,
bevor das erstere Ende die erste Leerlauföffnung verlässt. In der Übergangsphase
zwischen zwei Leerlauföffnungen
steht der Belüftungsschlitz
somit gleichzeitig – zumindest
teilweise – über beiden
Leerlauföffnungen.
Dadurch ist sichergestellt, dass zu jedem Zeitpunkt eine kommunizierende
Verbindung vom Hohlraum über
den Belüftungsschlitz
zur Umgebung hin möglich
ist.
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Vorteilhafterweise
ist die Anzahl der Leerlauföffnungen
und der Steueröffnungen
gleich. Dadurch lässt
sich der Gesamtquerschnitt der Leerlauföffnungen maximieren, um eine
wirkungsvolle Belüftung
des Hohlraums im Leerlaufbetrieb zu erreichen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird das Steuerelement durch eine Federeinrichtung
in Offenstellung gehalten. Dadurch wird sichergestellt, dass das
Schlagwerk im Leerlaufbetrieb läuft,
wenn der Bediener keine anderen Maßnahmen ergreift. Beim Aufsetzen
des Werkzeugs auf das zu bearbeitende Gestein kann das Steuerelement
dann gegen die Wirkung der Feder in seine Schließstellung verschoben werden,
wie dies prinzipiell auch in der
DE 198 47 687 A1 beschrieben ist.
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Das
Luftfederschlagwerk eignet sich gleichermaßen gut für reine Schlaghämmer (Aufbruchhämmer) wie
für Bohrhämmer.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Steuerelement
als Steuerhülse
ausgeführt,
die das Führungsrohr
umschließt.
Dabei ist der Antriebskolben drehfest angeordnet ist, während das Führungsrohr
und die Steuerhülse
gemeinsam relativ zu dem Antriebskolben drehbar sind. Diese Ausführungsform
des Luftfederschlagwerks eignet sich besonders gut für einen
Bohrhammer, bei dem außer der
Schlagbewegung auch eine Drehbewegung auf das Werkzeug übertragen
werden muss.
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Um
eine zuverlässige
Verbindung des Hohlraums und des Belüftungsschlitzes oder der Belüftungsschlitze
zur Umgebung zu ermöglichen,
ist es bei dieser Ausführungsform
sehr zweckmäßig, wenn auf
der Innenseite des Führungsrohrs
jeweils auf Höhe
einer Leerlauföffnung
eine ringförmige
Innennut vorgesehen ist. Sofern also z. B. das Führungsrohr drei Leerlauföffnungen
trägt,
sollten diesen auf der Innenseite des Führungsrohrs drei Innennuten zugeordnet
sein, so dass unabhängig
von der Relativstellung zwischen Antriebskolben und Führungsrohr
eine kommunizierende Verbindung zu den Leerlauföffnungen herstellbar ist.
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Diese
und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1a eine Schnittdarstellung
eines erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks
für einen
Aufbruchhammer in Schlagbetrieb-Stellung;
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1b eine Ausschnittsvergrößerung von 1a;
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2a eine Schnittdarstellung
des erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks
für einen
Aufbruchhammer in Leerlaufbetrieb-Stellung;
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2b eine Ausschnittsvergrößerung von 2a;
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3a eine Schnittdarstellung
eines anderen erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks
für einen
Bohrhammer in Schlagbetrieb-Stellung;
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3b eine Ausschnittsvergrößerung von 3a;
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4a eine Schnittdarstellung
des anderen erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks
für einen Bohrhammer
in Leerlaufbetrieb-Stellung;
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4b eine Ausschnittsvergrößerung von 4a.
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Da
die 1b lediglich eine
Ausschnittsvergrößerung von 1a zur Verdeutlichung von
Details der Erfindung darstellt, wird nachfolgend auf die 1a und 1b gemeinsam unter Benennung der "1" Bezug
genommen. Gleiches gilt für
die 2a und 2b (2), 3a und 3b (3) sowie 4a und 4b (4).
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1 zeigt schematisch einen
Teil eines Aufbruchhammers mit dem erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerk. Eine
durch einen nicht dargestellten Antrieb drehend angetriebene Kurbelwelle 1 bewegt
ein Pleuel 2 hin und her, an dem ein Antriebskolben 3 in
an sich bekannter Weise befestigt ist. Der Antriebskolben 3 weist
einen Kolbenboden 4 auf, an dem das Pleuel 2 befestigt
ist, sowie eine hülsenförmige Führungswand 5.
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Im
Inneren der Führungswand
5 ist
ein Schlagkolben
6 mit seinem Kolbenkopf
7 geführt. Ein Schaft
8 des
Schlagkolbens
6 ist darüber
hinaus in einem gehäusefesten
Führungsrohr
9 geführt. Darüber hinaus
ist für
die Aufnahme des Kolbenkopfs
7 eine Schlagkolbenaufnahme
10 vorhanden,
in die der Kolbenkopf
7 im Leerlaufzustand gleiten kann.
Dieses Prinzip ist z. B. in der
DE 101 03 996 C1 beschrieben. Es betrifft
jedoch nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, so dass
sich an dieser Stelle eine weitere Beschreibung erübrigt.
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Zwischen
dem Schlagkolben 6 bzw. seinem Kolbenkopf 7 und
dem Antriebskolben 3 ist ein Hohlraum 11 ausgebildet.
Bei Hin- und Herbewegung des Antriebs kolbens 3 entsteht
in dem Hohlraum 11 eine Luftfeder, die den Schlagkolben 6 periodisch
nach vorne in Richtung eines in einer Werkzeugaufnahme 12 einsetzbaren,
nicht dargestellten Werkzeugs treibt, wodurch auf das Werkzeug ein
Schlag durch den Schlagkolben 6 in bekannter Weise ausgeführt wird.
Bei Rückbewegung
des Antriebskolbens 3 entsteht wiederum eine Saugwirkung,
die den Schlagkolben 6 zurückzieht, so dass der nächste Schlag
daraufhin beginnen kann.
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In
der Führungswand 5 des
Antriebskolbens 3 sind zwei einander gegenüberstehende
Belüftungsschlitze 13 vorgesehen,
die sich in Axialrichtung des Antriebskolbens 3 erstrecken
und die Führungswand 5 vollständig durchdringen.
Die axiale Länge
der Belüftungsschlitze 13 ist
so bemesse dass sie größer ist
als eine axiale Höhe
des Kolbenkopfs 7 des Schlagkolben 6. Dadurch
besteht in der in 1 gezeigten
Relativstellung zwischen Antriebskolben 3 und Schlagkolben 6 die
Möglichkeit,
dass Luft aus einem vor dem Kolbenkopf 7 liegenden Vorraum 14 über die
Belüftungsschlitze 13 in
den Hohlraum 11 einströmen
kann. Dadurch ist es möglich,
im Zuge eines Schlags und der damit verbundenen Kompression der
Luftfeder im Hohlraum 11 entstandene Leckverluste wieder
zu kompensieren. Die Luftfeder wird bei jedem Hub über die
Belüftungsschlitze 13 aus dem
Vorraum 14 neu aufgefüllt,
der wiederum Luft aus der Umgebung bezieht.
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Der
Belüftungsschlitz 13 bzw.
die Belüftungsschlitze 13 müssen nicht
zwingend länglich, also
in Axialrichtung erstreckt ausgebildet sein. Vielmehr kann es sich
bei den sogenannten "Belüftungsschlitzen" 13 um Durchbrüche in der
Führungswand des
Antriebskolbens 3 mit beliebiger Form und beliebigem Querschnitt
handeln. Auch größere Durchbrüche (eckig,
kreisförmig)
etc. mit vergleichsweise großer
tangentialer Erstreckung sind möglich.
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Der
Antriebskolben 3 wird in einem Führungsrohr 13 derart
geführt,
dass die Außenseite
der Führungswand 5 des
Antriebskolbens entlang der Innenseite des Führungsrohrs 15 gleitet.
Die Bezeichnung "Führungsrohr" bedeutet nicht,
dass das Führungsrohr 15 vollständig rohrförmig sein
muss. Es erfordert lediglich, dass das Führungsrohr 15 den
Antriebskolben 3 in geeigneter Weise umgibt, um ihn zuverlässig in
einem Gehäuse
des Aufbruchhammers zu führen
und die Belüftungsschlitze 13 in
geeigneter Weise abzudichten. Die weitere Ausgestaltung des Führungsrohrs 15,
insbesondere an dessen Außenseite,
ist hierfür
ohne Belang.
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In
dem Führungsrohr 15 sind
mehrere Leerlauföffnungen 16 (in 1: drei, Leerlauföffnungen 16)
ausgebildet, die sich in Radialrichtung erstrecken. Die Leerlauföffnungen 16 können auf
einer Linie in Axialrichtung verteilt angeordnet sein, wie z. B. in 1 ersichtlich. Alternativ
dazu ist es auch möglich,
die Leerlauföffnungen
zueinander versetzt, d. h. über
den Umfang des Führungsrohrs
verteilt anzuordnen, wenn sich daraus Vorteile ergeben.
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Die
Leerlauföffnungen 16 sind
derart in Axialpositionen angeordnet, dass sichergestellt ist, dass wenigstens
einer der Belüftungsschlitze 13 (in 1 der obere) wenigstens
zeitweise während
des Hubs des Antriebskolbens 3 über wenigstens einer der Leerlauföffnungen 16 steht.
Die Länge
des Belüftungsschlitzes 13 und
der axiale Abstand der Leerlauföffnungen 16 ist
dabei so bemessen, dass gegebenenfalls auch zwei Leerlauföffnungen 16 gleichzeitig
von dem Belüftungsschlitz 13 überstrichen
werden. Es ist anzustreben, dass es keine Stellung gibt, in der
der Belüftungsschlitz 13 nicht
direkt über
wenigstens einer der drei Leerlauföffnungen 16 steht. Gleichwohl
ist eine ordnungsgemße
Funktionsweise auch dann möglich,
wenn der Belüftungsschlitz 13 nicht über einer
Leeriauföffnung 16 steht.
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An
der Außenseite
des Führungsrohrs 15 ist ein
Steuerelement 17 vorgesehen. Das Steuerelement 17 ist
axial zwischen einer in 1 gezeigten Schließstellung
und einer in 2 gezeigten,
später noch
erläuterten
Offenstellung hin- und
herbewegbar.
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Bei
dem in den 1 und 2 gezeigten Steuerelement 17 kann
es sich um ein stabförmiges
Röhrchen
handeln, in dessen Wandung radiale Steueröffnungen 18 ausgebildet
sind. Die Zahl der Steueröffnungen 18 sollte
der Anzahl der Leerlauföffnungen 16 entsprechen.
Daher sind in 1 auch
drei Steueröffnungen 18 dargestellt.
Weiterhin ist der axiale Abstand der Steueröffnungen 18 derart
bemessen, dass jede der Steueröffnungen 18 über eine
zugeordnete Leerlauföffnung 16 bewegt
werden kann. Die Steueröffnungen 18 führen zur
Umgebung des Luftfederschlagwerks, also zum Beispiel in das restliche Innere
des Aufbruchhamammers oder auch zur Umgebung des Geräts. Unter "Umgebung" bzw. "Umgebungsatmosphäre" ist daher nicht
zwingend die Umgebung des das Luftfederschlagwerk nutzenden Arbeitsgeräts zu verstehen,
sondern zunächst
die Umgebung des Luftfederschlagverks selbst, wo z. B. im Kurbelraum
oder in dem Raum vor dem Schlagkolben ausreichende Volumina zur
Verfügung
stehen, um einen wirksamen Luft- und Druckausgleich mit dem Hohlraum 11 im
Inneren des Luftfeder Schlagwerks zu gewährleisten.
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Die 1 zeigt den Schlagbetrieb,
in dem das Steuerelement 17 in Schließstellung steht, so dass die
Steueröffnungen 18 nicht über den
Leerlauföffnungen 16 stehen
und die Leerlauföffnungen 16 vielmehr
durch das Steuerelement 17 vollständig abgedeckt sind. Dabei
ist eine bestmögliche
Abdichtung der Leerlauföffnungen 16 anzustreben.
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In 2 wird das gleiche Luftfeder
Schlagwerk, jedoch im Leerlaufbetrieb gezeigt.
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Dazu
ist das Steuerelement 17 axial etwas verlagert worden,
so dass die Steueröffnungen 18 über den
Leerlauföffnungen 16 stehen.
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Da – wie oben
beschrieben – der
Belüftungsschlitz 13 über wenigstens
einer der Leerlauföffnungen 16 steht,
besteht eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Belüftungsschlitz 13,
der betreffenden Leerlauföffnung 16 und
der zugeordneten Steueröffnung 18.
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Sobald
eine hintere Kante 19 des Kolbenkopfs 7 eine hintere
Kante 20 des Belüftungsschlitzes 13 passiert
hat, besteht darüber
hinaus eine kommunizierende Verbindung zum Hohlraum 11,
wie in 2 gezeigt. Folglich
kann die im Hohlraum 11 befindliche Luftfeder über den
Belüftungsschlitz 13,
die Leerlauföffnung 16 und
die Steueröffnung 18 zur
Umgebung hin belüftet
werden.
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Erst,
wenn das Steuerelement 17 wieder in seine Schließstellung
(1) verschoben ist,
wird die kommunizierende Verbindung unterbrochen, so dass sich wieder
ein Druck in der Luftfeder im Hohlraum 11 ausbilden kann.
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Das
Steuerelement
17 ist vorzugsweise durch eine nicht dargestellte
Federeinrichtung derart beaufschlagt, dass es in Normalstellung
in seiner Offenstellung (Leerlaufbetrieb) steht. Durch entsprechende
Maßnahmen
des Bedieners, z. B. durch Aufsetzen des Werkzeugs auf das zu bearbeitende
Gestein, kann eine Druckkraft auf das Steuerelement
17 übertragen
werden so dass das Steuerelement
17 in seine Schließstellung
verlagert wird und der Aufbruchhammers seinen Betrieb aufnimmt.
Die weitere Ausgestaltung der Schaltung des Luftfederschlagwerks
ist nicht Gegenstand der Erfindung und kann z. B. der
DE 198 47 687 A1 entnommen
werden.
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Die 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks,
diesmal zur Anwendung in einem Bohrhammer, der außer einer
Schlagbewegung auch eine Drehbewegung auf das Werkzeug ausübt. Soweit
im Wesentlichen gleiche oder ähnliche
Bauteile wie bei der ersten Ausführungsform
der Erfindung Verwendung finden, werden die betreffenden Bauelemente durch
gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Der
wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen gemäß 1, 2 einerseits und 3, 4 andererseits
besteht in der Ausgestaltung des Steuerelements als Steuerhülse 22.
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Da – wie oben
beschrieben – zusätzlich zu der
Schlagbewegung auch eine Drehbewegung erzeugt werden soll (die an
sich aber nicht Gegenstand der Erfindung ist), muss der Antriebskolben 3 weiterhin
drehfest gehalten werden, während
das ihn umgebende Führungsrohr 15 drehbar
sein muss. Der Schlagkolben 6 dreht sich entweder mit dem
Führungsrohr 15 mit
oder bewegt sich lediglich axial, ohne weitere Drehbewegung. Dies
hängt von
den Reibungsverhältnissen
zwischen dem Kolbenkopf 7 des Schlagkolbens 6 und
dem Antriebskolben 3 einerseits sowie dem Schaft 8 des
Schlagkolbens 6 und dem Führungsrohr 9 andererseits
ab.
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Weil
sich das Führungsrohr 15 dreht,
ist das Steuerelement als Steuerhülse 22 ausgeführt, die das
Führungsrohr 15 am
Umfang umgibt. Das Führungsrohr 15 und
die Steuerhülse 22 sind
drehsicher zueinander angeordnet, so dass sichergestellt ist, dass
die Leerlauföffnungen 16 und
die Steueröffnungen 18 übereinander
bewegbar sind. Das Führungsrohr 15 und
die Steuerhülse 22 sind
somit axial zueinander beweglich, aber in Umfangsrichtung zueinander
fixiert.
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Um
weiterhin sicherzustellen, dass in jeder beliebigen Relativstellung
zwischen dem Antriebskolben 3 und dem Führungsrohr 15, also
sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung, der Belüftungsschlitz 13 mit
wenigstens einer Leerlauföffnung 16 kommunizieren
kann, ist jeder Leerlauföffnung 16 auf
der Innenseite des Führungsrohrs 15 eine
ringförmige
Innennut 23 zugeordnet. Die Innennuten 23 gewährleisten
es, dass unabhängig
von der relativen Verdrehstellung des Antriebskolbens 3 zum
Führungsrohr 15 stets
eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Belüftungsschlitz 13 und
der Leerlauföffnung 16 herstellbar
ist.
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Die
Steuerhülse 22 lässt sich über eine
schematisch dargestellte Schaltgabel 24 bzw. eine Schaltmuffe
axial hin- und herbewegen, um die Offen- bzw. Schließstellung
zu erreichen. Hierbei gelten die gleichen Regeln wie bei der oben
in Zusammenhang mit den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine Verkürzung des
Leerlaufweges durch Belüftung
des Verdichtungsraumes (Hohlraumes 11) über seitliche Kolbenöffnungen
(Belüftungsschlitze 13).
Dies führt
zu einer Verkürzung
der gesamten Hammerbaulänge.
Darüber
hinaus lässt
sich der Kolben besonders kurz bauen, was einer weiteren Verkürzung der
Hammerbaulänge
dient und zudem Gewicht spart.
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Aufgrund
des völligen
Fehlens von Leerlauföffnungen
im Antriebskolben 3 wird die Gefahr des Falschluftziehens
beim Ansaugen (Zurückholen)
des Schlagkolbens 6 reduziert. Dies gilt umso mehr, als zum
offenen Ende des Antriebskolbens 3 hin keine anwachsende
Gesamtquerschnittsfläche
von (nicht vorhandenen) Leerlauföffnungen
vorliegt.
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Die
hintere Kante 20 des Belüftungsschlitzes 13 dient
gleichzeitig als hintere Steuerkante für die Schlagwerksbelüftung. Dadurch
befinden sich im Kompressionsraum im Hohlraum 11 keine
zusätzlichen
Belüftungsbohrungen,
die – bei
unzureichender Abdichtung – einen
Luftverlust bewirken könnten. Trotzdem
ist eine sofortige Belüftung
des Hohlraums 11 bei Überfahren
der Hinterkante 20 im Leerlauf- bzw. Schwachschlagzustand
möglich.
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Aufgrund
der wenigen Durchbrüche
in der Führungswand 5 des
Antriebskolbens 3, die ausschließlich durch die Belüftungsschlitze 13 bedingt sind,
wird eine bessere Stabilität
des Antriebskolbens 3 bei gleicher Wandstärke bzw.
sogar die Möglichkeit einer
Verringerung der Wandstärke
erreicht. Dadurch sind z. B. umlaufende oder axial verlaufende Vertiefungen
an der Außenseite
der Führungswand 5 zur Verminderung
der Reibung möglich.
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Sch1ießlich ist
es möglich,
die Schlagstärke durch
Teilöffnung
der Querschnitte der Leerlauföffnungen 16 im
Führungsrohr 15 zu
erreichen. Hierbei ist es auch möglich,
die Leerlauföffnungen 16 mit
unterschiedlichen Querschnitten auszustatten.