DE2262273A1

DE2262273A1 - Schlaggeraet

Info

Publication number: DE2262273A1
Application number: DE19722262273
Authority: DE
Inventors: Jakob Holzaepfel
Original assignee: DUSS MASCHF
Current assignee: DUSS MASCHF
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1972-12-20
Publication date: 1974-07-04
Also published as: NL7316280A; FR2211329A1; FR2211329B1; CH562667A5

Description

Schlaggerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlaggerät zur Bearbeitung von Stein, Beton, Erz, Kohle, Metall und.dgl., be-i dem in einem Führungszylinder zwischen dem axial frei beweglichen Hammörbär und dem an einem Kurbelantrieb angelenkten Antriebskolben für den Hammerbär ein im mittleren Abschnitt (Luftkissenwanderabschnitt) des Führungszylinders während des Schlagzyklus hin- und herwanderndes, stirnseitig-von den etwa planen Stirnseiten von Hammerbär und Antriebskolben begrenztes Luftkissen liegt, das zur Ergänzung von Luftverlusten im Luftkissen über wenigstens eine Lüftungsöffnung im Führungszylinder mit der Atmosphäre oder dem Gehäuseräum in Verbindung gesetzt wird, wobei die Räume im Führungszylinder vor dem Hammerbär und hinter dem Antriebskolben mit dem Gehäuseraum des Schlaggerätes in Verbindung stehen.

Bei einem an sich bekannten Schlaggerät dieser Art steht die Lüftungsöffnung unmittelbar mit der Atmosphäre in Verbindung und liegt im Bereich der Vorderkante des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens und zwar mehr_#oder weniger hinter diesem Totpunkt. Durch eine Einrichtung (bzw. durch einen Hahn)

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kann durch Veränderung des Querschnitts der Lüftungsöffnung die Schlagstärke variiert und auf das Maximum eingestellt werden (USA-Patentschrift 1 461 460, S. 2, Z. 3I-36; deutsche Gebrauchsmusterschrift 1 768 865, S. 4, Abs. 1).

Bei einem anderen an sich bekannten Schießgerät der eingangs genannten Art lregt die ebenfalls mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Lüftungsöffnung unmittelbar vor der Vorderkante des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens. Die Ergänzung der Luftverluste im Luftpolster erfolgt dabei primär während des Arbeitshubes des Antriebskolbens, nämlich dann, wenn sich der Antriebskolben im letzten Abschnitt seines Vorwärtshubes auf Grund der Bewegungscharakteristik des Kurbelantriebes verlangsamt und der demzufolge dem Antriebskolben vorauseilende Hammerbär einen Unterdruck im Luftkissen erzeugt (deutsche Offenlegungsschrift l6 28 O56).

Nach dem zuletzt erörterten Stand der Technik ist die Erzielung einer maximalen Schlagstärke an die Voraussetzungen geknüpft, daß sich die Lüftungsöffnung im Bereich des vorderen Totpunktes des Antriebskolbens befindet, während der Rückwärtsbewegung des Antriebskolbens offen ist und nach Beginn des Arbeitshubes des Antriebskolbens durch den Schlagkolben, wenn dieser sich in seiner rückwärtigsten Lage befindet, geschlossen ist.

Eingehende Serienversuche haben ergeben, daß diese Vorstellung irrig ist, vielmehr bei einem Schlaggerät der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß eine Steigerung der Schlagstärke dadurch erzielt werden kann, daß die Lüftungsöffnung in den Bereich der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen, mit Dichtungsring versehenen Hammerbärs verlegt wird.

Eine solche Anordnung der Lüftungsöffnung im Bereich der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs ist zwar an sich durch ein Schlaggerät bekannt, bei welchem der Hammerbär auf seiner dem Antriebskolben zugewandten Seite einen kon-

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zentrisch liegenden zylindrischen Ansatz aufweist und der Antriebskolben mit einer entsprechenden Aussparung versehen ist, in welche der zylindrische Ansatz des Hammerbär's beim Vorwärtshub des Antriebskolbens eintaucht (US-Patentschrift 1 901 779). Bei dieser Ausbildung werden beim Arbeitshub zwei·voneinander unabhängige Luftkissen wirksam: In einer ersten Phase des Arbeitshubes umfaßt das Luftkissen den gesamten Raum zwischen Antriebskolben und Hammerbär. In einer zweiten Phase des Arbeitshubes, während der der zylindrische Ansatz des Hammerbärs in die entsprechende Ausnehmung des Antriebskolbens eintaucht, wird zusätzlich ein weiteres, hermetisch abgeschlossenes Luftkissen wirksam, das einerseits von der Innenwandung der Ausnehmung im Antriebskolben und anderejseits von der Stirnseite des zylindrischen Ansatzes des Hammerbärs begrenzt ist. Die unmittelbar an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs angeordnete Lüftungsöffnung stellt die Ergänzung der Luftverluste in beiden vorgenannten Luftkissen sicher.

Infolge der verhältnismäßig komplizierten Ausbildung von Hammerbär und Antriebskolben liegen bei diesem Schlaggerät keine befriedigenden Voraussetzungen für eine Serienfertigung vor, zumal die Gefahr einer Kollision zwischen Hammerbär und An- triebskolbea offensichtlich nur durch ein zweites, in der letzten Phase des Arbeitshubes hermetisch abgeschlossenes Luftkissen innerhalb des Antriebskolbens beseitigt werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen erläutert.

Es'zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem längsgeschnittenen Gerät in . einer Betriebsstellung, bei welcher sich der Antriebskolben in der ersten Phase des Rückwärtshubes befindet,

Fig. 2 das Schlaggerät gemäß Fig. 1 in einer Betriebsstellung, bei welcher sich der Antriebskolben in der ersten Phase des Arbeitshubes befindet,

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Pig. 3 eine Variante des Schlaggerätes in einer Darstellung gemäß Fig.1 und

Fig. 4 eine weitere Variante des Schlaggerätes in einer Darstellung gemäß Fig. 1.

Das Schlagwerkzeug 1 ist von einer Werkzeughalterung 2 aufgenommen, die stirnseitig mit dem Gehäuse 3 des Gerätes verbunden ist. Im Gehä,use ist ein axial still stehender Führungszylinder H angeordnet. Im Führungszylinder befindet sich der frei bewegliche Hammerbär 5 sowie der an einem Kurbeltrieb angelenkte Antriebskolben 6, der mittels Bolzen 7 über ein Pleuel 8 mit dem Kurbelzapfen 9 der Kurbel 9' verbunden ist. Die Kurbelwelle kann ihr Drehmoment von einem beliebigen Motor erhalten. Zwischen dem mit einer Ringdichtung versehenen Hammerbär 5 und dem ebenfalls mit Ringdichtung versehenen Antriebskolben 6 befindet sich ein Luftkissen 12. Das Luftkissen ist zur Ergänzung der Luftverluste über eine Lüftungsöffnung 13 (Figuren 1 und 2)bzw. 14, 19 (Fig.3) bzw. 16 (Fig. H) periodisch mit dem Gehäuseraum 17, 17' verbunden. Die Lüftungsöffnung mündet im Bereich der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs 5· Die Zylinderräume vor dem Hammerbär und hinter dem Antriebskolben stehen mit dem Gehäuseraum 17 bzw. 17' in Verbindung. Der vordere Zylinderraum 17' kommuniziert über öffnungen 18 mit dem Gehäuseraum 17· Weitere in einer quer zur Zylinderachse stehenden Ebene gelegene öffnungen 19 (Ausschaltöffnungen) im Führungszylinder sind vor der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs angeordnet. Diese öffnungen ermöglichen den Leerlauf des Geräts ohne Schlag, wenn beispielsweise das Werkzeug aus der Halterung entfernt ist oder teilweise aus dem Zylinderraum herausgezogen ist (Ausschaltstellung). In diesem Falle befindet sich der Hammerbär 5 in einer Position, bei welcher die öffnungen 19 hinter dem Hammerbär in den Raum zwischen Schlagkolben und Antriebskolben münden, so daß der Hammerbär durch den Rückwärtshub des Antriebskolbens nicht mehr angesaugt wird.

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Die Lüftungsöffnung 13,14* 19, 16 liegt näher an der Hinterkante 20 des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs 5 als an der Vorderkante 21 des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens 6. Die Lüftungsöffnung befindet sich darüber hinaus in einem Abstand von der Vorderkante 21 des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens 6, der größer ist als ein Viertel der Hublänge des Antriebskolbens. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel liegt die Lüftungsöffnung unmittelbar an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs. Die Länge des Hammerbärs 5 entspricht .etwa der Länge des Hubes des Antriebskolbens. Das freie, vom Hammerbär beaufschlagbare Ende des Werkzeugschaftes 1 befindet sich in einem Abstand von der Vorderkante 21 des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens 7, der etwa dem zweifachen Hub des Antriebskolbens entspricht. Die Länge des in den Raum des PührungsZylinders U ragenden Schaftabschnittes des Werkzeuges ist geringer als die Länge des Hubes des Antriebskölbens.

Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ist die Lüftungsöffnung 13 eine Querbohrung in der Zylinderwandung, die unmittelbar an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs liegt, überraschenderweise hat sich gezeigt, daß diese öffnung 13 nicht nur eine ausreichende Ergänzung des Luftpolsters bewirkt, sondern daß das Schlaggerät auch eine extrem hohe Schlagleistung· zeigt, obwohl die Lüftungsöffnung infolge ihrer spezifischen Anordnung an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs beim Rückwärtshub des Antriebskolbens unmittelbar überfahren wird.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Lüftungsöffnungdurch eine Längsnut 14 in der Innenwandung des FührungsZylinders 4 gebildet, der die Ringdichtung 10 des in Schlagstellung befindlichen Hammerbärs 5 überbrückt und in eine Ausschaltöffnung 19 mündet, so daß das Luftkissen 12 bei einer Betriebs-

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position gemäß Fig. 3 mit dem Gehäuseraum 17 in Verbindung steht. Wesentlich ist auch in diesem Falle, daß der Eingang zur Längsnut I^ im Bereich der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs liegt.

Das gleiche gilt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, bei welchem der in"Schlagposition befindliche Hammerbär 5 insgesamt durch eine in die Zylinderwandung eingearbeitete Nut 16 überbrückt wird.

Der für eine maximale Schlagstärke optimale Querschnitt der Lüftungsöffnung 13 bzw. 1*1, 19 bzw. 16 liegt unter den Bedingungen (Hublänge, Länge des in den Führungszylinder ragenden Werkzeugschaftes, Masse und axiale Länge des Hammerbärs, lichte Weite des FUhrungszylinders) des gezeichneten Ausfüh-

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rungsbeispiels bei 0,8 - 3,0 mm , vorzugsweise bei 2,5 mm , wobei die Zeichnung im Maßstab 1:1 ausgeführt ist.

Der erwünschte optimale Querschnitt der Lüftungsöffnung ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 durch die Längsnut I¹I bestimmt. Fertigungstechnisch ist es allerdings günstiger, den optimalen Querschnitt des Lüftungskanals durch die Querbohrung 19 in der Zylinderwandung zu bestimmen. In diesem Falle ist der Querschnitt der Längsnut größer als der Querschnitt der

Bohrung 19, welcher sodann 2,5 mm beträgt, überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die positive Wirkung der Anordnung der Lüftungsöffnung 13; 14,19; 16 bzw. von Lüftungsöffnungen im Bereich der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs 5 auf die Ergänzung der Luftverluste im Luftkissen 12 und damit auf die Schlagstärke in bestimmten Grenzen unabhängig von der Länge des Hubes des Antriebskolbens 6, vom Durchmesser des Führungszylinders ¹I und vom Abstand der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs von der. Vorderkante des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens und den übrigen in der Beschreibung angegebenen Größen ist.

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Claims

Patentansprüche

(l.I Schlaggerät zur Bearbeitung von Stein, Beton, Erz, Kohle, Metall und dgl., bei dem in einem Führungszylinder·zwischen dem axial frei beweglichen Hammerbär und dem an einem Kurbelantrieb angelenkten Antriebskolben für den Hammerbär ein im mittleren Abschnitt (Luftkissenwanderabschnitt) des Führungs-Zylinders während des Schlagzyklus hin- und herwanderndes, stirnseitig von den etwa planen Stirnseiten von Hammerbär und Antriebskolben begrenztes Luftkissen fliegt, das zur Ergänzung von Luftverlusten im Luftkissen über wenigstens eine Lüftungsöffnung im Führungszylinder mit der Atmosphäre oder dem geschlossenen Gehäuseraum in Verbindung gesetzt wird, wobei die Räume im Führungszylinder vor dem Hammerbär und hinter dem Antriebskolben mit dem Gehäuseraum des Schlaggerätes in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsöffnung (13· in Fig. 1,2; 1*J, 19 in Fig. 3 und 16 in Fig.H) im Führungszylinder im Bereich der Hinterkante (20) des in Schlagstellung befindlichen, mit Dichtungsring(lO) versehenen Hammerbärs (5) angeordnet ist.
2. Schlaggerät nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsöffnung (13; 14, 19; 16) näher an der Hinterkante (20) des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs (5) liegt als an der Vorderkante- (21) des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens (6) und in den geschlossenen, den Handgriffinnenraum.des Gerätes umfassenden Gehäuseraum (17, 17') mündet.
3. Schlaggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lüftungsöffnung (13; lH_t 19; 16) in einem Abstand von der Vorderkante (21) des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens (6) befindet, der größer ist als ein Viertel der Hublänge des Antriebskolbens.
H. Schlaggerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsöffnung (13; I¹I, 19;> 16) unmittelbar an der Hinterkante des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs (5) angeordnet ist.
5· Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Hammerbärs (5) etwa der Länge des Hubes des Antriebskolbens (6) entspricht.
Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das freie vom Hammerbär beaufschlagbare Ende des Werkzeugschaftes (1) in einem Abstand von der Vorderkante (21) des im vorderen Totpunkt befindlichen Antriebskolbens (7) befindet, der etwa dem zweifachen Hub des Antriebskolbens entspricht.
7. Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des in den Raum des Führungszylinders ragenden Schaftabschnittes des Werkzeuges (1) geringer ist als die Länge des Hubes des Antriebskolbens (6).

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8. Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsöffnung (14 bzw. 16) durch eine in die Innenwandung des Führungszylinders (4) eingebrachte Nut (14) gebildet ist, welche die Ringdichtung des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs (5) überbrückt (Fig. 3, 4).
9. Schlaggerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (14) in eine Ausschaltöffnung (19) mündet (Fig. 3)··
10. Schlaggerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (16) sich über die gesamte Länge des in Schlagposition befindlichen Hammerbärs erstreckt und diesen beidseits überragt (Fig. 4).
11. Schlaggerät nach Anspruch 8 oder 9> dadurch gekennzeichnet, daß der optimale Querschnitt der- Lüftungsöffnung (14, 19) durch den Querschnitt einer öffnung (19) bestimmt, ist, in welche die Längsnut (14) mündet (Fig. 3)·
12. Schlaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Lüftungs-· öffnung (13; 14, 19;, 16) 0,8 - 3,0 mm , vorzugsweise 2,5 mm beträgt.

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