DE2351242A1

DE2351242A1 - Motorisch angetriebener schlaghammer mit luftfederung

Info

Publication number: DE2351242A1
Application number: DE19732351242
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Ing Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-10-12
Filing date: 1973-10-12
Publication date: 1975-04-17
Also published as: GB1456771A

Description

R.I795

20.9.1973 Vo/Gü

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, STUTTGART Motorisch angetriebener Schlaghammer mit Luftfederung

Die Erfindung betrifft einen motorisch angetriebenen Schlaghammer mit einem Schlagbär, der als Kolben in einem an einem Kurbeltrieb angelenkten, axial beweglichen Zylinder axial frei zwischen als Energiespeicher wirkenden Luftpolster hin- und herbeweglich ist, die sich in den Zylinderräumen vor beiden Seiten des Kolbens bilden und über selbsttätig vom Kolben steuerbaren Öffnungen· nachfüllbar sind, von denen die öffnung zum Nachfüllen des in Schlagrichtung Druck ausübenden, hinteren Luftpolsters ein die Zylinderräume zu beiden Seiten des Kolbens zeitweilig verbindender Ausgleichskanal in der Zylinderwand ist.

Es ist bereits ein solcher, zufriedenstellend arbeitender Schlaghammer bekannt. Bei dem bekannten Schlaghammer sind besondere Ventile zum Nachfüllen des vorderen Luftpolsters vorgesehen. Diese Ventile benötigen Platz und beeinträchtigen da-

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mit das Durchmesserverhältnis des Schlagbärs. Außerdem sind sie störanfällig und verursachen nicht zuletzt Kosten. Weiterhin nachteilig ist bei dem "bekannten Schlaghammer, daß sein vorderes Luftpolster - wegen der weit vorne liegenden Ausgleichskanäle - wesentlich schwächer als das hintere Luftpolster ist. Das kann dazu führen, daß das vordere Luftpolster im Leerlauf vom Schlagbar leicht durchschlagen wird.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Schlaghammer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich durch eine einfache, billig zu verwirklichende Konstruktion auszeichnet, der dabei aber dennoch eine hohe Betriebssicherheit aufweist.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einem Schlaghammer der eingangs angegebenen Gattung der Ausgleichskanal etwa auf der Mitte der axialen Länge des vom Kolben im Zylinder zurückgelegten Weges angeordnet ist und daß die Öffnung zum Nachfüllen des in Rückhubrichtung Druck ausübenden, vorderen Luftpolsters vom Kolben in dessen der Schlagstellung entgegengesetzten Umkehrstellung zum Nachsaugen von Außenluft geöffnet ist.

Das hat den Vorteil, daß Ausfälle von Schlagwerken durch Aufschlagen des Schlagbärs im Leerlauf - dies gilt ganz besonders für schnellschlagende Bohrhammer - sicher vermieden wird. Außerdem ist diese Konstruktion einfach und platzsparend.

Sehr zweckmäßig ist auch, daß der Kolben einen mit einem Schlagwerkzeug zusammenarbeitenden, konzentrisch angeordneten, in einer Bohrung des Bodens des Zylinders geführten Schlagbolzen aufweist, an dessen vorderen, dem Schlagwerkzeug zugewandten Ende eine die Öffnung zum Nachfüllen des vorderen Luftpolsters bildende Nut angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Biese zeigt in

Fig. 1 das Schlagwerk eines Schlaghammers im
Längsschnitt und in

Fig. 2 "bis 4 das Schlagwerk in anderen Betriebsstellungen.

In dem nur teilweise dargestellten Gehäuse 1 eines Schlaghammers ist ein Schlagwerk angeordnet. Das Schlagwerk besteht aus einem Zylinder 2 mit einem auf diesem druckdicht aufgeschraubten Kopfstück 3; der Zylinder 2 ist im Gehäuse 1 des Schlaghammers axial beweglich angeordnet. Im Innern des Zylinders 2 ist ein als Kolben 4 ausgebildeter Schlagbär dicht und gleitend axial .frei beweglich geführt. Der Kolben 4 weist einen mit einem Schlagwerkzeug 5 zusammenarbeitenden, konzentrisch angeordneten, in einer Bohrung 6 des Bodens des Zylinders 2 geführten Schlagbolzen 7 auf,, welcher dem Schlagwerkzeug 5 gleichachsig gegenübersteht. Die Bohrung 6 erstreckt sich durch einen Hals 10 am Boden des Zylinders 2. Das Schlagwerkzeug 5 ist im Gehäuse 1 des Schlaghammers
axial verschieblich geführt.

Am Kopfstück 3 ist eine Pleuelstange 8 angelenkt, welche
wiederum an einer von einem nicht dargestellten Motor angetriebenen Kurbelscheibe, 9 angreift. An dem aus dem Hals 10 hervorragenden, dein Schlagwerkzeug 5 zugewandten Ende ist
am Schlagbolzen 7 eine als Nut 11 ausgebildete Öffnung angeordnet, über die der vor dem Kolben 4 gelegene Zylinderraum mit der Außenluft verbunden werden kann. Etwa auf der Mitte der axialen Länge des vom Kolben 4 im Zylinder 2 zurückgelegten Wegs ist ein von einer Längsnut in der Innenwand des Zylinders 2 gebildeter Ausgleichskanal 12 angeordnet,
über den die zu beiden Seiten des Kolbens 4 befindlichen Zylinderräume zeitweilig verbindbar sind,

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Zur übertragung der Arbeitsbewegung der Pleuelstange 8 auf den Kolben 4 dienen die im Innenraum des Zylinders 2 eingeschlossenen Luftpolster 15? 14·_o Dabei übt das hintere Luftpolster 13 in Schlagrichtung Druck auf den Kolben 4- aus, während das vordere Luftpolster 14- in Rückhubrichtung einen Druck auf den Kolben 4- ausübte

Anhand der in den Fig. 1 bis 4- dargestellten vier verschiedenen BetriebsStellungen des Schlagwerks soll nun dessen Funktion erklärt werden;

In Fig. 1 befindet sich der Zylinder 2 in seinem vorderen Totpunkt und der Kolben 4· in Schlagstellung. Bei Drehung der Kurbelscheibe 9 in Richtung des Pfeiles 15 wird der Kolben 4 durch das vordere Luftpolster 14- vom zurücklaufenden Zylinder 2 nach hinten beschleunigt (Fig. 2) und durch das hintere Luftpolster 15 des bereits wieder vorlaufenden Zylinders abgefangen (Fig. 3)* In dieser Stellung herrscht im hinteren Luftpolster 13 höchste Kompression wobei gleichzeitig über die als Nut 11 ausgebildete Öffnung Luft aus dem Kurbelraum in das vordere Luftpolster 14 nachgesaugt wird. Die komprimierte Luft des hinteren Luftpolsters 13 beschleunigt den Kolben 4- anschließend wieder nach vorne gegen das Schlagwerkzeug 5? wobei sich die vordere öffnung (Nut 11) schließt und das vordere Luftpolster 14 vorkomprimiert wird«,' Etwa auf der Mitte der axialen Länge des vom Kolben 4- im Zylinder 2 zurückgelegten Wegs überläuft der Kolben 4· die als Ausgleichskanal 12 ausgebildete Öffnung, über den die im vorderen Luftpolster 13 vorkomprimierte Luft ins hintere Luftpolster 14- überströmen kann» Auf diese Weise wird dann das in Schlagrichtung druckausübende, hintere Luftpolster 13 nachgefüllt (Fig. 4-)» Schon nach einigen Schlagzyklen ist das Schlagwerk aufgeladen_? und es muß nur noch die Luft saehgepujnpt werden₅ die bei jeder Kompression durch die Dichtspalte verlorengeht_o

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Auf diese Weise wird zur Erhöhung der Wirksamkeit des in Schlagrichtung Druck ausübenden hinteren Arbeits-Luftpolsters 13 ein Luftdruck bereitgestellt, der bereits bei Beginn der Kompression größer ist als der äußere Luftdruck. Bei einem ausgeführten Schlagwerk ist dies etwa ein Druck von 1,5 ata. Das Arbeitsvermögen vorkomprimierter Luft ist größer als dasjenige unkomprimierter Luft, so daß entsprechend der thermodynamisehen Beziehung

das Volumen einer Luftfeder bei einer Vorverdichtung von 1 auf 1,5 ata bei einem Adiabatenexponenten von X= 1,Λ um etwa 25 % bzw. der Durchmesser bei gleicher Länge des Luftpolsters um etwa 13_t5 % kleiner sein kann. Ist der PoIytropenexponent noe, d.h. kleiner als 1,4·, dann wirkt sich eine Aufladung noch deutlicher zugunsten eines kleineren Volumens bzw. eines kleineren Durchmessers des Luftpolsters aus. Außerdem kann durch die Aufladung das Durchmesserverhältnis des Kolbens 4 kleiner gehalten und damit die Bruchgefahr des Kolbens im Übergangsbereich des Schlagbolzens 7 in den Kolben 4- vermindert werden.

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Claims

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Ansprüche

/1./Motorisch angetriebener Schlaghammer mit einem Schlagbär, der als Kolben in einem an einem Kurheitrieb angelenkten, axial beweglichen Zylinder axial frei zwischen als Energiespeicher wirkenden Luftpolster hin- und herbeweglich ist, die sich in den Zylinderräumen vor beiden Seiten des Kolbens bilden und über selbsttätig vom Kolben steuerbare öffnungen nachfüllbar sind, von denen die öffnung zum Nachfüllen des in Schlagrichtung Druck ausübenden, hinteren Luftpolsters ein die Zylinderräume zu beiden Seiten des Kolbens zeitweilig verbindender Ausgleichskanal in der Zylinderwand ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichs-' _tkanal (12) etwa auf der Kitte der axialen Länge des vom Kolben (4) im Zylinder (2) zurückgelegten Weges angeordnet ist, und daß die öffnung (11) zum Nachfüllen des in Rückhubrichtung Druck ausübenden, vorderen Luftpolsters (13) vom Kolben (4-) in dessen der Schlagstellung entgegengesetzten Umkehrst ellung zum Nachsaugen von Außenluft geöffnet ist.
2. Schlaghammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4-) einen mit einem Schlagwerkzeug (5) zusammenarbeitenden, konzentrisch angeordneten, in einer Bohrung (6) des Bodens des Zylinders (2) geführten Schlagbolzen (7) aufweist, an dessen vorderen, dem Schlagwerkzeug (5) züge-

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wandten Ende eine die Öffnung zum Nachfüllen des vorderen Luftpolsters (13) bildende Nut (11) angeordnet ist«

3» Schlaghammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (11) einen sich zum Ende des Schlagbolzens hin vergrößernden Querschnitt hat„

Schlaghammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskanal (12) von einer Längsnut in der Innenwand des Zylinders (2) gebildet wird, deren Länge größer ist als die axiale Länge des Kolbens (4)

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