DE2023913A1 - Impact piston for electro-pneumatic hammer drill - Google Patents

Description

DR. BERG DIPU-INQ. STAPFDR. BERG DIPU-INQ. STAPF

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN S, HiLBLESTRASSE 80PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN S, HiLBLESTRASSE 80

Anwaltsakte 19 639 München, den 15. Mai 197o Attorney's file 19 639 Munich, May 15, 197o

HILTI AKTIETiGESELLSCHAFT in Schaan (Fürstentum Liechtenstein)HILTI AKTIETiGESELLSCHAFT in Schaan (Principality of Liechtenstein)

Schlagkolben für elektropneumatischen Bohrhammer.Impact piston for electro-pneumatic hammer drill.

Die Erfindung betrifft einsn elek tropneumatischen Bohrhammer, bsi dem ein abgedichteter Schlagkolben mittels einem durch Kurbeltrieb hin- und herbewegbaren pneumatischen Kolben über ein Luftkissen im gleichen Zylinder in hin- und hergehende Bewegungen versetzbar ist, wobei dia Bewegungsenergie des Schlagkolbens schlagartig auf ein Werkzeug bzw· auf einen Werkzeughalter übertragbar ist·The invention relates to an electro-pneumatic hammer drill, bsi the a sealed percussion piston means a pneumatic piston that can be moved back and forth by a crank drive via an air cushion in the same cylinder can be set in reciprocating movements, with the kinetic energy of the percussion piston suddenly increasing Tool or can be transferred to a tool holder

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Bohrhämmer der oben genannten Art sind einar starken Vsr— schmutzungsgefahr durch Gesteinsstaub unterworfen, was für die Lebensdauer und die Funktionasicherheit einar solchen Maschina sehr nachteilig ist. Hier ergaben sich im Bareich dar üsferkzeugaufnahmo Abdichtungsproblame, da dieser Bereich einer Verschmutzung besonders ausgesetzt ist.Rotary hammers of the type mentioned above are a powerful Vsr— risk of contamination by rock dust, what for the service life and the functional safety are such Maschina is very disadvantageous. Here surrendered in the bar realm dar üsferkzeugaufnahmo sealing problem, since this area is particularly exposed to pollution.

Erheblich gefährdet sind in diesem Zusammenhang Bohrhämmer, bei denen die Werkzeugaufnahmsöffnung direkt in den Zylinder mündet, da bei jedem Rückhub des SchJa gkolbsns stauhhaltige Aussenluft durch die Uerkzeugaufnahme angesaugt wird. Eine zusätzlich mögliche Zylindarvsrschmutzung w-gibi t»zch durch am Werkzeugschaft haftende Fremdkörper.Rotary hammers are at considerable risk in this context, in which the tool receiving opening directly into the Cylinder opens, as it gkolbsns with every return stroke of the SchJa damming outside air sucked in through the tool holder will. An additional possible cylinder contamination w-gibi t »zch through foreign bodies adhering to the tool shaft.

Um eine durch die Zylinderverschmutzung hervorgerufene Beschädigung der Glsitflachen und Dichtri.gs zu vermeiden, ist es bekannt geworden, ein zusätzliches in einer Abdichtung gegenüber dem Zylinder axial verschiebbar angeordnetes Schlagübertragungsargan vorzusahen. Hiervon wird dann die Schlagenergie vom Schlagkolben auf das Werkzeug übertragen und der Zylinderinnenraum bleibt dauernd abgeschlossen» Dsr Vorteil der hierdurch erzielten Abdichtung wird jedoch durch den Nachteil eines Verlustes an Schlagsnergia aufgehoben, da nun eine zusätzliche Schlagüber— tragungsflache vorhanden ist, und bekanntlich an jedsr Schlagübertragungsatelle ca. 20$ Schlaganergie verloren gehen* d.h., in Wärme umgewandalt warden·To a caused by the cylinder contamination To avoid damage to the glass surfaces and sealing rings, it has become known, an additional axially displaceable in a seal with respect to the cylinder Provide impact transmission argan. This then transfers the impact energy from the impact piston to the tool transferred and the cylinder interior remains permanently locked » The advantage of the sealing achieved in this way is, however, the disadvantage of a loss of impact nergia canceled, because now an additional flap over- bearing surface is available, and is known to jedsr Impact transmission satellite lost approximately $ 20 of impact energy walking * i.e. being converted into heat

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlag« kolben für einen Bohrhammer der eingangs genannten Ast zu schaffen, der die oben erwähnten Nachteile vermeidet.The invention is based on the object of creating an impact piston for a hammer drill of the branch mentioned at the beginning which avoids the disadvantages mentioned above.

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Erfindungsgeroäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schlagkolben einen, mit dam Innendurchmesser des zur Führung des pneumatischen Kolbens dienenden Zylinderteiles korrespondierenden Kolbenkupf und einen in Bohrrichtung weisenden, mit einem kleineren Durchmesser versehenen Kai— benschaft besitzt, der auch in seiner rückwärtigen Ausgangsstellung dan Zylinder nach vorne abdichtet.According to the invention, the object is achieved in that the A percussion piston, with the inner diameter of the for Guiding of the pneumatic piston serving cylinder part, corresponding piston head and one in the drilling direction pointing quay with a smaller diameter possesses a property that is also in its rear starting position then seals the cylinder towards the front.

Dadurch wird der Vorteil erreicht» dass sowohl der Zylinder— innenraum unabhängig von der jeweiligen Stellung des Schlagkolbans immer vollständig abgeschlossen ist, als auch die Schläge ohne zusätzliche Schlagflache und folglich ohne zusätzlichen Energieverlust direkt auf das Werkzeug bzw. auf .den Werkzeughalter übertragen werden.This has the advantage that both the cylinder interior regardless of the position of the percussion piston is always completely completed, as well as the strokes without an additional striking surface and consequently without additional energy loss can be transferred directly to the tool or to the tool holder.

Vorzugsweise erfolgt die Abdichtung des Schlagkolbens am Schaft durch eine in Bezug auf den Zylinder feststehende Dichtung, die das Eindringen von am Schaft haftenden Fremdkörpern in den Zylinder verhindert. Für die Erhaltung dee Luftkissens im Zylinder dient der abgedichtete Kopf des Schlagkolbens. 'The percussion piston is preferably sealed on the Shank by a stationary in relation to the cylinder Seal that prevents foreign bodies adhering to the shaft from entering the cylinder. For preserving dee The sealed head of the percussion piston serves as an air cushion in the cylinder. '

Zweckmässigerwsise erfolgt die Führung des Schlagkolbens einerseits an seinem Kopf und andererseits an seinem Schaft in jeweils korrespondierenden Bohrungen des Zylinders, wodurch aufgrund der zweifachen Führung besonders gute Gleiteigenschaften erzielt werden.The percussion piston is expediently guided on the one hand on its head and on the other hand on its shaft in each corresponding bores of the cylinder, whereby particularly good sliding properties can be achieved due to the double guidance.

Einen weiteren Vorschlag der Erfindung folgend wird die sich beim Rückhub des erfindungsgemässen Kolbenschaftes entstehende Sogkraft im Bereich der Werkzeugaufnahme durch * nachstehend beschriebene Maasnahmen ausgenutzt:Another suggestion of the invention that follows is the return stroke of the piston skirt according to the invention The resulting suction force in the area of the tool holder is exploited by the measures described below:

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In dan, die Schlagübartragung auf das Werkzeug bzw«, auf den Werkzsugschaft umschliessendsn Rauin sind dcam Zutritt der Aussenluft dicnends Daffnungsn mit b(3im Vorwärtshub des Schlagkolbens sich jeweils schliessenden Ventilen vorgesehen. Dadurch wird im vorderen Bereich dar Maschine währsnd des Bstriebszustamies ein Usbsrdruck gegenüber der Aussenatmosphäre erzeugt aadaos aus unvermeidbaren Oeffnungon im Bereich dar Wcrkzsugaufnähme, wia z.B. Spiel dss Warkzsugschaftss bzw. Werkzeughalterschaftas, Bins gegen dan kleineren Luftdruck gerichtete Luftströmung vorhanden ist. Durch diese aus dar Maschine herausblassnde Luftströmung wird sin Eindringen von Gesteinsstaub uerunmöglicht. Gleichzeitig wird dadurch eines sich auf das Material schädlich und auf die Bedienung der Maschine, insbesondere Auswechseln der Werkzeuge,unangenehm auswirkende übersnässige Erwärmung der Schlcjgübertragungostßllan verhindert.In dan, the impact transmission on the tool or «on The tool shank enclosing the room is admitted the outside air dicnends Daffnungsn with b (3 in the forward stroke of the percussion piston each closing valve is provided. As a result, there is a usb pressure in the front area of the machine while it is in operation the outside atmosphere creates aadaos from unavoidable Opening in the area of the tool intake, such as a game dss Warkzsugschaftss or toolholderships, bins Air flow directed against the lower air pressure is. By blowing it out of the machine Air flow is made impossible by the ingress of rock dust. At the same time, this has a negative impact on the material and on the operation of the machine, especially changing the tools, uncomfortable over-wet heating of the shock transmission system prevented.

Damit beim Rückhub des Schlagkolbcns kein Gesteinsstaub oder andere Fremdkörper angesogen werden, sind vorteilhafterweise für mindestens ein Teil der eintretenden Luft von dieser durchsetzbare Filter vorhanden» 'So that there is no rock dust on the return stroke of the percussion piston or other foreign bodies are sucked in are advantageous for at least part of the incoming air from this enforceable filter available »'

Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings reproducing it, for example, namely show:

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch einen Bohrhammer mit erfindungsgemässem Schlagkolben;Fig. 1 is a partial section through a hammer drill with the inventive Percussion piston;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. IjFig. 2 shows an enlarged section of the Fig. Ij

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Fig. 3 einen Ausschnitt der Fig. 1 bei zu-Fig. 3 shows a detail of Fig. 1 with additional

xücikgezogeniim Werkzeug.xücikzugiin the tool.

Wie aus Fig. 1 arsichLl.ich, ist an einem Motor 1 und an einurn dsKiit verbundenen Getriebegehäuse 2 ein Handgriff mit einsni Druckschaltür 4 befestigt.As can be seen from Fig. 1, a motor is 1 and on A handle connected to the gear housing 2 connected to the skiit fastened with one push switch door 4.

Von einem Zahnritzel la wird die Drehbewegung über ein Zahnrad 5 auf eine bei 6 gelagerte, ingesamt mit 7 bezeichnete Kurbeiwelle übertragen» doran Verzahnung 7a mit einöin Zahnrad 8 in Eingriff steht. Das Zahnrad 8· ist auf einer bsi S gelagerten Kagelritzelwells IQ befestigt» deren eines Ends in der Stirnseite Ib des Motorgehäuses gelagert und deren anderes Ende als Kegelrad 11 ausgebildet ist und mit einem korrespondierenden Kegelrad 12 in Verbindung steht. Vorn Kijelrad 1.2 erfolgt dis Uebortragung der Drehbewegung auf den bei 13 und 14 drehbar gelagerten, ingesarat mit 15 bezeichneten Zylinder.The rotary movement is transmitted from a pinion la via a gear 5 to a crankshaft supported at 6 and denoted as a whole by 7, so that the toothing 7a with a gear 8 is in engagement. The gear wheel 8 is fastened to a Kagelritzelwells IQ mounted on bearings, one end of which is mounted in the end face 1b of the motor housing and the other end is designed as a bevel gear 11 and is connected to a corresponding bevel gear 12. At the front of Kijelrad 1.2, the rotational movement is transmitted to the cylinder, which is rotatably mounted at 13 and 14 and is designated by 15.

Von der sich drehenden Kurbelwelle 7 wird über einen Kur— bslzapfen 7b und ein Pleuel 17 ein im Zylinder 15 gelagerter pneumatischer Kolben 16 in hin - und hergehende Bewegungen versetzt, sodass der ebenfalls, im Zylinder 15 geführte» irajesanit mit 18 bezeichnete Schlagkolben über ein zwischen Koibenkopf IBa und pneumatischem Zylinder 16 im Raum 19 eingeschlossenes Luftkissen auch hin- und herbewegt wird. Die kinetische Energie des Schlagkolbens 18 wird über den bsi 15a zum Zylinderinncnraum 15b abgedichtatsn Schaft IQb schlagartig auf den Warkzeugschaft 21 des Werkzeuges 20 übertragen, welcher in der Werkzeugaufnahma 22 längs verschiebbar und verdrehungssicher durch in Nuten 21a eingreifende Walzen 23 gehaltart wird» Durch VerdrehenFrom the rotating crankshaft 7 is over a course bslzapfen 7b and a connecting rod 17 mounted in the cylinder 15 the pneumatic piston 16 is set in back and forth movements so that the » irajesanit marked 18 percussion piston over a between Koibenkopf IBa and pneumatic cylinder 16 im Space 19 enclosed air cushion is also moved back and forth. The kinetic energy of the percussion piston 18 is Sealed via the bsi 15a to the cylinder interior 15b Shank IQb abruptly on the tool shank 21 of the tool 20 transferred, which in the tool holder 22 Can be moved lengthways and is secured against twisting through grooves 21a engaging rollers 23 is held »by twisting

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dor Hülse 24 kann die Verriegelung des Werkzeugschaftes 21 in bekannter Weiss gelöst werden. Die Warkzeugaufnahma 22 ist durch eins Uebarwurfrautter 25 über ein Gewinde 25a mit dea Zylinder 15 verschraubt, der mittels einer Stirnverzahnung 22a die Drehbewegung zur Werkaaugaufnahiaa 22 wei~ terleitat.dor sleeve 24, the locking of the tool shaft 21 can be released in a known manner. The Warkzeugaufnahma 22 is screwed through one Uebarwurfrautter 25 via a thread 25a with dea cylinder 15 terleitat the rotational movement to Werkaaugaufnahiaa 22 wei ~ by means of a spur gear teeth 22a.

Die Mährand dem Vorwärtshub des Sehlagkalbens IB im Zylinderinnenraum ISb verdrängte Luft kann durch iffi Zylinder 15 vorgesehene (öffnungen I5d entweichen und wird beim Röckhub wieder durch diese Geffnungan I5d in den Zylinderinsianraura 15b zuruckgesogen. Die Oeffnungan ISd sind so angebracht» daas sie bei Schlagateliung des Werkzeuges 20 auf der Schaftseite des Schlagkolbens IB sind» wie Fig„ 1 zeigt und so den Zylindarinnsnr@um 15b öffnen dagegen bei zurückgezogenem Werkzeugschaft 21 und d&äux&tit in dessen Richtung verlängertem Kolbsnwag syf dia Luftkissenseita des Schlagkolbens 18 χω liegen korasan» «is Fig« 3 zeigt. Durch das Oeffnen dee Rsumss 19 kann eieh kein Luftkissst »ahz aufbauen, d.h. des ScS^lagkoIben IS wird nieht »ehr hin- und herbewegt« bis durch S?uek ®wf die Haschine dss Schlagkolben 16 vom Werkssugecihaft 21 eo»sif in den Z*,?llrsdar 15 hineingeschoben wird, dass de» Rftu» 19 wieder s⁸" schlossen ist«The air displaced in the cylinder interior ISb by the forward stroke of the hammer caliper IB can escape through the openings I5d provided for the cylinder 15 and is sucked back through this opening at I5d into the cylinder interior 15b during the return stroke 20 on the shaft side of the percussion piston IB are "as shown in FIG. 1 and so open the cylinder inner rim by 15b when the tool shank 21 is retracted and the piston is extended in the direction of the piston carriage that is extended in the direction of the air cushion side of the percussion piston 18" . by opening dee Rsumss 19 eieh can not Luftkissst "ahz build, ie ScS ^ lagkoIben iS is nieht" ehr back and forth "to by S? TOB the Haschine ®wf dss percussion piston 16 from 21 Werkssugecihaft eo» sif in the Z *,? Llrsdar 15 is pushed in so that the »Rftu» 19 is closed again s ⁸ ««

Wie insbsaondsre Fig«, 2 zeigt® wird b®im üöck^ä^fahiub de© Schlagkolben» 13 Luft über ainen Hingspalt 35« dusch Filter 36, durch Kanal® 3? und 15c und durch eine anordnung, die beispi@Iewaisa aua .ein©»- elast&ashesi fflir^g 38 bestehen kann in den Sehla£gjjb8fftragungs»s« sn§e3©§©fi_e Et©°» bai wird dar Schlagübsstragungsraura : gehäuse 2 von einer Dichtung 31a und nähme 22 durch dia auf eines» As in particular Fig. 2 shows, is b®im üöck ^ ä ^ fahiub de © percussion piston “13 air through a gap 35” shower filter 36, through duct® 3? and 15c and by an arrangement that can exist in the case of the Sehla £ gjjb8fftragungs »s« sn§e3 © § © fi _e Et © ° »bai 2 of a seal 31a and would take 22 through dia on a »

■BAD. ORIQiNAL■ BATHROOM. ORIQiNAL

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Facette 2Xb des Warkzeugschaftes 21 abgeschlossen. Beim Varwärtshub des Schlagkalbens 18 wird dia Ventilanordnung gaschlassan, d.h. der elastische Ring 30 verschliesst die Kanals 15c, so dass dia angesogen» Luft im Schlagäbsr— tragungsraum 39 verdichtet wird. Boi ansteigendem Usbsrdruck im Schlagübertragungsjaim 39 wird dor Werkzeugsehaft 21 und somit die Facette 21b vom Anochlagring 40 abgehoban, so dass Luft durch den Spalt 34 ins Freie strömen kann. Dadurch wird das Eindringen von Gesteinsstaub verhindert, und eventuell mit dsm Werkzeugschaft 21 in die Werkzeug— aufnahme 22 eingeführter Schmutz wieder herausgeblas-ΰπ, wobei der Luftstrom gleichzeitig sine kühlende Wirkung auf dan Werkzougschaft 21 zufolge hat. Facet 2Xb of tool shank 21 completed. During the forward stroke of the impact caliper 18, the valve arrangement closes the gas, ie the elastic ring 30 closes the channel 15c, so that the air sucked in in the impact carrier space 39 is compressed. When the usbsrdruck in the impact transmission yesim 39 increases, the tool shank 21 and thus the facet 21b is lifted from the anchoring ring 40 so that air can flow through the gap 34 into the open. This prevents the penetration of rock dust and any dirt introduced into the tool receptacle 22 with the tool shank 21 is blown out again, the air flow simultaneously having a cooling effect on the tool shank 21.

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Claims (4)

PatentansprücheClaims X) Eloktrapneumatiachsr Bohrhammer, bei dem ein abgedichteter Schlagkolben mittels einem, durch Kurbeltrieb hin— und hsrbewogbaren pneumatischen Kolben über ein Luftkissen im gleichen Zylinder in hin- und hergehende Bewegungen versetzbar ist, wobei dio Bewegungsenergie des Schlagkolbens schlagartig auf ein Werkzeug bzw. auf einen Werkzeughalter übertragbar ist» dadurch gekennzeichnet» dass der Schlagkolben Ö-ö) einen» mit dem Innendurchmesser des zur Führung des pneumatischen Kolbons (16) dienenden Zylindarteiles korrespondierenden Kolbenkopf (18a) und einen» in Bohrrichtung weisenden» mit einem kleineren Durchmesser versehenen Kolbanschaft (18b) besitzt» der auch in ssiner rückwärtigen Ausgangsstellung den Zylinder (15) nach vorne abdichtet·X) Eloktrapneumatiachsr rotary hammer with a sealed Impact piston by means of a pneumatic piston that can be moved back and forth by a crank mechanism back and forth via an air cushion in the same cylinder forward movements can be moved, whereby the kinetic energy of the percussion piston can be suddenly transferred to a tool or to a tool holder is »characterized» that the percussion piston Ö-ö) one »with the inner diameter of the cylinder part used to guide the pneumatic piston (16) Corresponding piston head (18a) and a »pointing in the drilling direction» with a smaller diameter The piston shaft (18b) provided with it also has the in its rear starting position Cylinder (15) seals towards the front 2) Bohrhammer nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung das Schlagkolbana (16) an Schaft (18b) durch eine in Bezug auf dan Zylinder (15) feststehende Dichtung (15a) erfolgt»2) hammer drill according to claim 1 »characterized in that that the seal is the impact piston (16) on the shaft (18b) by a stationary relative to the cylinder (15) Seal (15a) takes place » 3) Bohrhammer nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dass der Schlagkolben (18) «in seine« Kopf (18a) und an Beinern Schaft (18b) in jeweils korrespondierenden Bohrungen geführt ist,3) hammer drill according to claim 1 »characterized in that that the percussion piston (18) "in its" head (18a) and on the legs of the shaft (18b) is guided in corresponding bores, 4) Bohrhammer nach einem odor wahreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» dass in den die Schlagübertragung auf das Werkzeug (2Q) bzw. dan Werkzeugschaft (21) uinschliessenden Raum (39)4) Rotary hammer according to one or truer of the preceding claims, characterized in that » into the space (39) enclosing the impact transmission on the tool (2Q) or on the tool shank (21) BAD ORJG?n_AL 10 98487018 1BAD ORJG? N _AL 10 98487018 1 dem Zutritt der Auaaluft dienende Geffnungen (15g) mit beim Vorwärtshub des Schlagkolbsns (18) sich je« woils schlie33endon Ventilen (15c, 38) vorgesehen sind.Openings for the access of the outside air (15g) with the forward stroke of the percussion piston (18) each « woils closing valves (15c, 38) are provided are. 5} Bohrhammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» dass für mindestens eirenTsil der eintretenden Luft von dieser durchsetzbare Filter (36) vorhanden sind,5} Rotary hammer according to claim 4, characterized in that » that for at least eirenTsil of the incoming air filters (36) that can be enforced by this are present, BADBATH 10 9848/018110 9848/0181 JoYo LeerseiteBlank page