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Bohrhammer
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer mit in einem gemeinsamen
Zylinder untergebrachten Antriebs- und Schlagelementen in Form eines motorbetätigten
Antriebskolbens und eines freien Schlagkörpers, welcher vom Antriebskolben über
Luft als Koppel- und Ptiffermedium in eine Hin- und Herbewegung versetzt wird und
wobei die Steuerung des Schlagkörpers von einer im Bereich des pneumatischen Puffers
vorgesehenen Lüftungsöffnung übernommen wird.
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Bei einem bekannten Bohrhammer dieser Art befindet sich die Lüftungsöffnung
im Bereich der vorderen Totpunktlage des Antriebskolbens und steht über einen Sammelraum
und einen Kanal mit der Atmosphäre in Verbindung. In diesen Kanal
wird
auch die wahrend des Schlaghubes des Schlagkörpers im vorderen Bereich des Zylinders
vorhandene Luft über in diesem Bereich im Zylinder befindliche Offnungen in die
Atmosphäre ausgestoßen, um unter anderem zu verhindern, daß auf der Schlagseite
kein den Schlag hemmender Gegendruck entsteht (DT-AS 1 628 056).
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Ein Bohrhammer dieser Konzeption weist insoweit gewisse Unzulänglichkeiten
auf, als einerseits durch den in die Atmosphäre führenden Auspuff auch Öl- oder
Fettdämpfe austreten, die zu einem permanenten Schmiermittelverlust führen, so daß
in gewissen Zeitabständen eine Nachschmierung erforderlich ist, und daß zum anderen
die Gefahr eines Aufschlagens des Schlagkörpers auf den Antriebskolben besteht,
wodurch unter Umständen erhebliche Beschädigungen im Schlagsystem auftreten. Dieser
Umstand ist darauf zurückzuführen, daß insbesondere dann, wenn die Wirkung der Dichtungen
am Antriebskolben und am Schlagkörper etwas nachgelassen hat, die durch die Lüftungsöffnung
nachgetankte Luft nicht mehr ausreicht, um die Leckverluste zu decken.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bohrhammer zu schaffen,
bei dem sowohl auf eine Nachschmiernng verzichtet werden kann als auch die Gefahr
einer Beschädigung des Schlagmechanismuses infolge eines Auftreffens des Schlagkörpers
auf den Antriebskolben sicher ausgeschaltet ist, und der ferner eine optimale Schlagwirkung
gewährleistet und
weitestgehend geräuscharm arbeitet. Diese Aufgabe
ist dadurch gelöst, daß die Luftöffnung im Pufferbereich des Zylinders bezogen auf
die vordere Totpunktlage des Antriebskolbens in einem diesen Lagebereich des Antriebskolbens
eindeutig überschreitenden Abstand vorgesehen ist und daß die Lüftungsöffnung in
eine den Zylinder wenigstens teilweise umgebende Kammer mündet, welche nach außen
und gegen die angrenzenden Räume und Bauteile des Hammers abgeschlossen ist. Als
besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, die Lüftungsöffnung im Zylinder
in einem Abstand von mindestens einem Viertel des Gesamthubes des Antriebskolbens
vor der Stirnseite des in seiner vorderen Totpunktlage befindlichen Antriebskolbens
anzubringen. Eine außerordentlich gute Schlagwirkung läßt sich bei Bohrhämmern nach
der Erfindung dann erzielen, wenn als Abstand a der Lüftungsbohrung von der vorderen
Totpunktlage des Antriebskolbens etwa das 0,4- bis O,5fache des gesamten Hubwegs
des Antriebskolbens gewählt wird und demgegenüber der Abstand b der Lüftungsbohrung
von der rückwärtigen Stirnseite des Schlagkörpers, wenn sich dieser in seiner vordersten
Schlaglage befindet, ca. 1/3 des Abstandes a beträgt.
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Durch den praktisch hermetischen Abschluß des den Zylinder umgebenden
Raumes sowohl gegen die Außenluft (Atmosphäre) als auch gegen die angrenzenden Bereiche
bzw. Räume des Bohrhammers wird erreicht, daß die beim Auftreffen des Schlagkörpers
auf den Werkzeugschaft oder auf einen zwischen
diesem und dem ochlagkörper
vorgese:enen Dopper durch Öffnungen im Zylinder oder durch eine mit Ausnehmungen
versehene, im Anschluß an den Zylinder vorgesehene Scheibe entweichende Luft in
die den linder umgebende Kammer entweicht; desgleichen gelangt zusätzlich in diese
Kammer Luft infolge der Rückwartsbewegung des Antriebskolbens.
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Dadurch entsteht relativ gesehen ein gewisselg Überdruck in der Kammer,
so daß genügend Luft durch die Lüftungsöffnung in den Raum zwischen Antriebskolben
und Schlagkörper, also in die Pufferzone, gelangen kann. Das Luftpolster in der
Pufferzone ist infolge der geschilderten Wirkungsweise stets so ausgeprägt, daß
ein Auftreffen des Schlagkörpers auf den Antriebskolben auch dann sicher vermieden
ist, wenn die Dichtungen dieser beiden Körper betriebsbedingt bereits etwas abgenutzt
sind. Sinngemäße Strömungsverhältnisse ergeben sich bei der jeweiligen Umkehrbewegung
des Schlagkrpers und des Antriebskolbens.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, mehrere
solche Lüftungsöffnungen längs des Zylinderumfangs in dessen Wandung anzubringen.
Dabei besteht auch die Möglichkeit, die Lüftungsöffnungen im Bereich der Pufferzone
und entlang des Zylindermantels auf einer Schraubenlinie vorzusehen. Ein Entweichen
von Schmierstoff ist durch den dichten Abschluß der rammer sicher verhindert.
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Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht, noch näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen nach der Erfindung
konzipierten Bohrhammer, Fig. 2 eine Ansicht längs des Schnittes AB durch Fig.1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Bohrhammer.
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Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, erfolgt der Antrieb des Arbeitskolbens
1 über ein am Kolbenbolzen 2 angreifendes Pleuel 3, in dessen rückwärtiges Lager
4 der Exzenterzapfen 5 einer Kurbel 6 eingreift, deren Welle 7 mit der Abtriebswelle
des nicht dargestellten Antriebsmotors gekuppelt ist.
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Dem Arbeitskolben 1 ist ein Zylinder 8 zugeordnet, der als feststehende
oder auch als rotierende Einheit ausgebildet sein kann und in dem auch der Schlagkörper
9 frei beweglich untergebracht ist. Antriebskolben und Schlagkörper stehen dabei
über die pneumatische Pufferzone 10 in Wechselwirkung, derart, daß der Schlagkörper
nach seinem Aufprall auf einen den Schaft 11 eines Werkzeugs bzw. einer Werkzeughalterung
beaufschlagenden Döppers 12 der Rückwärtsbewegung des Antriebskolbens verzögert
folgt und seine Bewegungsrichtung erst wieder umkehrt, wenn die Luft in der Pufferzone
10 mit fortschreitendem Arbeitshub des Antriebskolbens so stark
komprimiert
ist, daß der auf den Schlagkörper einwirkende Druck diesen in Richtung anf den Werkzeugschaft
zu beschleunigt.
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Der Zylinder 8 ist vom Gehäuseteil 13 und einer Zwischenwandung 14
unter Belassung eines Zwischenraums in Form einer Klammer 15 umgeben, wobei die
Zwischenwandung 14 in Verbindung mit einem abgedichteten Lager (RS-Lager) 16 den
kompletten Schlagmechanismus einschließlich des Kurbelraums 35 gegen den darunter
befindlichen Teil des Bohrhammers dicht abschließt.
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Das heißt, der Getrieberaum mit Getriebe einschließlich des zugehörigen
Antriebs sowie die Vorgelegewelle 25 mit sämtlichen Zubehörteilen sind von der Kammer
15 getrennt.
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Der vordere Abschluß der Kammer 15 ist durch die Anordnung Zentrierring
27, Anlaufscheibe 28, 0-Ring 29 und Doppler 12 verkörpert, wobei der 0-Ring zugleich
eine Dämpfung bewirkt.
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Den dichten Abschluß der Kammer 15 gegen die Atmosphäre übernimmt
dabei das Gehäuseteil 13.
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Durch diese Maßnahmen ist ein Luftaustausch mit der atmosphärischen
Außenluft sowie mit dem Innenbereich des Bohrhammers unterbunden und damit auch
sichergestellt, daß keine nennenswerten Schmiermittelverluste auftreten.
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In der Zylinderwandung sind Luftöffnungen 17 und 18 vorgesehen, welche
eine Strömungsverbindung von der Pufferzone 10 zu der Klammer 15 vom Schlagkörper
gesteuert freigeben. Dabei kann in der Zeit, während welcher die Lüftungsöffnung
17 vom Schlagkörper 9 nicht bedeckt ist, durch diese Offnung Luft in die Kammer
15 aus- oder eintreten, je nachdem, ob der
Antriebskolben gerade
einen Kompressionshub oder einen Entspannungshub (Rückwärtshub) ausführt. Die im
Zylinder im Bereich der Pufferzone angebrachte Lüftungsöffnung 17 ist in einem solchen
Abstand a von der vordersten Totpunktlage des Antriebskolbens bzw. in einem entsprechenden
Abstand b von der rückwärtigen Stirnfläche des Schlagkörpers, wenn sich dieser in
seiner Schlagposition befindet, angeordnet, daß die "Nachtankzeit" während der Rückwärtsbewegung
des Schlagkolbens so hinreichend bemessen ist, daß ein Aufprall des Schlagkörpers
auf den Antriebskolben mit Sicherheit vermieden ist und eine optimale Schlagwirkung
gewährleistet ist.
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Die Lüftungsöffnungen 18 werden im Falle der Schlagabschaltung wirksam.
Zu diesem Zweck wird entweder ein Werkzeug mit verkürztem Schaft in die Werkzeugaufnahme
eingefügt oder die Werkzeugaufnahme mit dem Werkzeug mittels einer Stellhülse gegen
die Kraft einer Rückstellfeder so weit nach vorne in eine Arretierstellung gebracht,
daß sich der Schaft 19 des in der Spindelhülse 20 geführten Döppers 12 aus dem Zylinder
8 herausbewegen kann. Dadurch gelangt der Schlagkörper 9 so weit nach vorne, daß
die Lüftungsöffnungen 18 frei werden. Dies hat zur Folge, daß sich im Zylinder kein
Kompressionsdruck mehr aufbauen kann, so daß eine Hammerwirkung unterbunden ist
und das Werkzeug nur noch eine Rotationsbewegung ausführt. Die im Hammerbohrbetrieb
vom Schlagkörper 9 verdrängte Luft gelangt durch die Kanäle 21 der an die Stirnseite
des Zylinders 8 angrenzenden Zentrierscheibe
27 in die Kammer
15, und von dieser dann während der Rückwärtsbewegung des Schlagkörpers aufgrund
des sich hierbeI ausbildenden Unterdrucks wieder in den vorderen Bereich des Zylinders
und unterstützt somit die Rückwärtsbewegung des Schlagkörpers.
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Die das Werkzeug 23 aufnehmende Spindelhülse 20 ist mit einem Zahnkranz
24 versehen, der über ein auf der Vorgelegewelle 25 angeordnetes Ritzel 26 und ein
dazwischen liegendes Zahnrad 34 angetrieben wird.
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Um die Geräuschabstrahlung des Bohrhammers zu verringern, wird in
weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, wenigstens die die Kammer 15
begrenzenden Wandungen bzw.
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Bauteile innen und/oder außen mit schallschluckenden und/oder schalldämmenden
Mitteln zu versehen, beispielsweise dergestalt, daß auf die infrage kommenden Wandungen
eine Antidröhnmasse aufgebracht wird.
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Die Spindelhülse 20 ist mittels Rollenlager 30 im Werkz eugaufnahmeteil
31 des Hammers drehbar gelagert.
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Die Tellerfedern 32 und die Distanzscheibe 33 haben dabei die Aufgabe,
den Schlag zu dämpfen, der beim Beenden eines Bohrvorganges vom Schlagkörper 9 über
die Anlaufscheibe 28 auf die Spindelhülse 20 ausgeübt wird.
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Aus Fig. 2 ist insbesondere die den Zylinder 8 umgebende, vom Gehäuseteil
13 und der Zwischenwandung 14 allseitig begrenzte, hermetisch abgeschlossene Kammer
15 ersichtlich.
Dabei stellt 9 den Schlagkörper dar. Fig.3 läßt
insbesondere die handliche Bauweise des erfindungsgemäßen Bohrhammers erkennen.
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- Patentansprüche -