DE3628327C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen ventillosen pneumatischen Hammer zum Bohren von Bohrlöchern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannt ist ein pneumatischer ventilloser Hammer, der ein hohles Gehäuse mit einem arbeitsmäßigen oberen und unteren Ende aufweist und der einen Kolben aufweist, der sich innerhalb desselben zwischen einer oberen und einer unteren Druckkammer hin- und herbewegen kann. Der Hammer weist auch eine Meißelanordnung am unteren Ende des Gehäuses und eine rückseitige Kopfanordnung am oberen Gehäuseende auf. Diese Art von Hammer arbeitet in angemessener Weise, weist aber eine komplizierte Spaltringanordnung in der Nähe des unteren Endes des rückwärtigen Kopfes auf, um einen Kammerteiler in seiner Stellung festzulegen. Diese Anordnung ist schwer herzustellen, wodurch die Kosten des Hammers erhöht werden. Darüber hinaus werden zwei ringförmige Ausnehmungen in die innere Gehäusewand hineingearbeitet, um Strömungswege für Fluid zu schaffen, was eine teure und zeitaufwendige Arbeit ist (DE-OS 31 19 760).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen ventillosen pneumatischen Hammer zu schaffen, der von einfacher Konstruktion ist.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die ersten und zweiten Fluiddurchlässe durch Schlitze gebildet sind, die in die äußere Oberfläche des Kolbens eingearbeitet, insbesondere eingeschnitten sind.

Gemäß weiterer Merkmale der Erfindung kann der erste Fluiddurchlaß durch eine konzentrische ringförmige, nach innen abgestufte Ausnehmung am zum rückwärtigen Kopf gerichteten Ende des Kolbens gebildet sein, und der zweite Fluiddurchlaß kann durch eine konzentrische ringförmige nach innen abgestufte Ausnehmung am Meißelende des Kolbens gebildet sein, wobei die Ausnehmungen einen Abstand voneinander haben.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Querschnitt den ventillosen pneumatischen Hammer mit dem Kolben in einer ersten Stellung; und

Fig. 2 in einem Querschnitt den ventillosen pneumatischen Hammer in einer zweiten Stellung.

Ein hohles Gehäuse (1) weist eine rückwärtige Kopfanordnung (2) an seinem einen Ende und eine Meißelanordnung (3) am anderen Ende auf.

Die Anordnung des rückwärtigen Kopfs ist im Gehäuseende durch Schraubeninnengewinde (4) im Gehäuse gesichert. Ein Kammerteiler (5) ist einstückig mit der Anordnung des rückwärtigen Kopfes ausgebildet, erstreckt sich jedoch axial beim Gebrauch bis unter die Anordnung des rückwärtigen Kopfes. Einlaßkanäle (7) sind in der Anordnung des rückwärtigen Kopfes angeordnet. Dieser Kammerteiler hat einen nach außen abgestuften Bereich (8) an dem Ende, das in einer Entfernung von der Anordnung des rückwärtigen Kopfes angeordnet ist, und eine mittige Steuerstange (9), die von diesem Ende hervorragt. Eine ringförmige Ausnehmung (10) ist an diesem Ende um die mittige Steuerstange (9) herum angeordnet. Eine mittige Bohrung (11) erstreckt sich durch die Steuerstange von einem Ende zum anderen zu einer Rückschlagventilanordnung (12) in der Anordnung des rückwärtigen Kopfes.

Ein Kolben (13) hat eine große Bohrung (14) in seinem einen Endbereich und eine kleinere Bohrung (15) im anderen Endbereich, die sich bis zur größeren Bohrung hindurch erstreckt. Das Ende des Kolbens mit der größeren Bohrung hat einen nach innen abgestuften Abschnitt (16), der luftdicht über die äußere Oberfläche des nach außen abgestuften Abschnittes (8) des Kammerteilers gleiten kann.

Die Meißelanordnung hat einen Schaft (17), der eine hervorragende Stange (18) aufweist, die sich in die kleine Bohrung (15) erstreckt. Der Kolben (13) kann innerhalb des Gehäuses zwischen vorbestimmten Grenzen gleiten. Das Ausmaß dieses Gleitens und die Unterbringung der Meißelanordnung innerhalb des Gehäuses werden auf irgendeine geeignete Weise erreicht. Ein Teil des Schaftes (17) erstreckt sich in das Gehäuse auf der Innenseite von einem abgestuften Bereich des Gehäuses. Der Gleitbereich der Meißelanordnung erlaubt es derselben dabei, sich zwischen einer angehobenen Stellung, in der dieser Schaftbereich im Gehäuseinneren ist und einer abgesenkten Stellung sich zu bewegen, bei der das Ende der Meißelanordnung mit dem abgestuften Abschnitt des Gehäuses bündig ist.

Ein Durchlaß (19) führt durch das Ende der vorstehenden Stange (18) bis zur Atmosphäre aus dem Boden der Meißelanordnung heraus hindurch. Dieser Durchlaß (19) teilt sich in einen oder mehrere getrennte Durchlässe (20) im äußeren Teil der Meißelanordnung; diese Durchlässe (20) stehen an der Seite des Meißels mit der Atmosphäre in Verbindung.

Eine konzentrische ringförmige Ausnehmung (21) ist im Gehäuse nahe der Mitte des Inneren des Gehäuses angeordnet. Der Kolben hat dabei einen konzentrischen nach außen gestuften ringförmigen Bereich (22), der durch Schlitze (6) gebildet ist, die in beide Enden des Kolbens eingearbeitet oder eingeschnitten sind. Erste und zweite Fluiddurchlässe werden durch die Schlitze (6) oberhalb und unterhalb des nach außen abgestuften ringförmigen Bereiches (22) gebildet.

Der Kolben kann zwischen zwei Stellungen eine Hin- und Herbewegung ausführen. Die erste Stellung (Fig. 1) ist dabei diejenige, bei der der Kolben gegen die Meißelanordnung in deren angehobener Stellung anliegt, wobei sich die Stange (18) der Meißelanordnung voll in die kleine Bohrung (15) des Kolbens erstreckt. Bei dieser Stellung wird eine erste Kammer (23) um die Meißelanordnung herum gebildet, die durch die Wand der Meißelanordnung an dieser Stelle, die Gehäusewand gegenüber derselben, den abgestuften Abschnitt (24) des Meißels und den überlappenden Bereich (25) des Kolbens begrenzt wird.

Außerdem wird in dieser Stellung zwischen dem Kolben und der Ausnehmung (21) ein Strömungskanal gebildet, so daß hier Einlaßfluid hohen Drucks eine Verbindung vorfindet. Der nach innen abgestufte Bereich des ersten Kammerteilers und der nach innen abgestufte Bereich (16) des Kolbens stehen einander gegenüber und dichten die große Bohrung (14) des Kolbens und die ringförmige Ausnehmung (10) der Kammer vom Inneren des Gehäuses ab.

In der zweiten Stellung der Kolbenbewegung (Fig. 2) ist der Kolben zur Anordnung des rückwärtigen Kopfes hin verschoben, wobei das Ende des Kolbens mit der kleinen Bohrung von der vorstehenden Stange (18) der Meißelanordnung entfernt ist und wobei der nach innen abgestufte Bereich (16) des Kolbens nun über den nach außen abgestuften Bereich (8) des Kammerteilers hinweggeglitten ist, wie dies dargestellt ist. In dieser Stellung ist die Steuerstange (9) des Kammerteilers innerhalb der kleinen Bohrung (15) des Kolbens angeordnet, und die Gehäuseausnehmung (21) ist vom Inneren des Gehäuses durch den abgestuften Bereich (22) des Kolbens abgedichtet. Am Ende mit der kleinen Bohrung ist die hervorstehende Stange (18) von der Bohrung des Kolbens entfernt. Eine zweite Kammer (26) wird gebildet, wenn der Kolben sich in dieser Stellung befindet, und wird begrenzt durch die große Bohrung (14) des Kolbens und die Ausnehmung (10) im Kammerteiler.

Ein erster Kanal zur Fluidzufuhr beginnt durch die Anordnung des rückwärtigen Kopfes hindurch, führt am Kammerteiler und den Gehäusewänden entlang in die Schlitze (6) und dann in die Ausnehmung (21) des Gehäuses. Der Fluidzuführungsweg führt dann weiter am Kolben vorbei in die erste Kammer (23). Dieser erste Fluidzuführungsweg ist durch die Pfeile (27) in Fig. 1 der Zeichnungen bezeichnet.

Ein zweiter Fluidablaßweg von der zweiten Kammer (26) geht von der Kammer (26) in die kleine Bohrung des Kolbens, von dort in den Kanal (19) der Meißelanordnung und heraus in die Atmosphäre. Dieser Ablaßweg ist durch die Pfeile (28) in Fig. 1 bezeichnet.

Ein zweiter Fluidzuführungsweg, wenn sich der Kolben in seiner zweiten Stellung (Fig. 2) befindet, geht durch die Anordnung des rückwärtigen Kopfes hindurch zwischen dem Kammerteiler und der Gehäusewand hindurch und zwischen der inneren Wand der großen Bohrung des Kolbens und der äußeren Wand des Kammerteilers hindurch in die zweite Kammer (28). Dieser Weg ist durch die Pfeile (29) in Fig. 2 bezeichnet.

Ein erster Fluidablaßweg erstreckt sich in dieser Stellung direkt in den Durchlaß (19) der Meißelanordnung und durch diesen Durchlaß in die Atmosphäre heraus. Dieser Ablaßweg ist durch die Pfeile (30) in Fig. 2 bezeichnet.

Eine radiale Öffnung (31) durch die Wand des Kammerteilers ist am nach außen abgestuften Bereich (8) desselben vorgesehen. Die Öffnung ist so angeordnet, daß sie zwischen der zweiten Fluidkammer (26) und dem Durchlaß zwischen dem Kammerteiler und der Gehäusewand eine Verbindung schafft, wenn der nach innen abgestufte Abschnitt (16) des Kolbens sich auf der Meißelseite der Öffnung (31) befindet.

Bei der Benutzung wird unter Druck stehende Luft dem Gehäuse durch die Anordnung des rückwärtigen Kopfes hindurch zugeführt und gelangt entlang dem ersten Fluidweg in die erste Fluidkammer, wo der Druck bewirkt, daß sich der Kolben zur Anordnung des rückwärtigen Kopfes hin und in die zweite Stellung bewegt. Dabei hat selbstverständlich die Kolbenendfläche, die dem Druck in Kammer (23) ausgesetzt ist, eine größere Fläche als die Endoberfläche des Kolbens am Ende der großen Bohrung.

Während sich der Kolben in seine zweite Stellung bewegt, wird die Stange (18) aus der zweiten Kammer (26) entfernt, und Luft aus der Kammer folgt dem ersten Fluidablaßweg.

Der Kolben bewegt sich zu seiner zweiten Stellung, und der Zugang zu den Nuten am rückwärtigen Ende wird durch den Kolben geschlossen, der sich darüber hinwegbewegt. Der zweite Fluidzuführungsweg wird durch den nach innen abgestuften Abschnitt (16) des Kolbens geöffnet, der sich am nach außen abgestuften Abschnitt (8) des Kammerteilers vorbeibewegt. Auf diese Weise wird ein zweiter Fluidzuführungsweg geöffnet, und Luft folgt diesem Weg in die zweite Kammer (26).

Der Druck in dieser Kammer bewirkt, daß der Kolben beginnt, sich zurück zur Meißelanordnung (3) zu bewegen. Hat sich der Kolben erst einmal genügend weit weg von der hervorstehenden Stange des Kammerteilers entfernt, so daß er aus der schmalen Bohrung (15) des Kolbens heraus ist, wird jetzt der zweite Fluidablaßweg geöffnet, und Luft von der Kammer (26) wird entlang diesem Weg zur Atmosphäre hin abgelassen.

Man wird nun verstehen, daß die Ausnehmung (10) das Volumen der Kammer (26) erhöht und dadurch einen Druckaufbau verkleinert, der dadurch bewirkt wird, daß der Kolben in seine zweite Stellung zurückkehrt. Diese Wirkung wird erreicht, ohne daß die Gesamtlänge des Hammers erhöht wird. Hierdurch wird also eine Materialersparnis und eine leichtere Manövrierbarkeit des Hammers erreicht.

Außerdem gelangt Luft, die den beiden Fluidablaßwegen folgt, durch die Meißelanordnung hindurch und dient daher dazu, Bohrmaterial aus dem Bohrloch zu entfernen, das sich dort befunden haben kann.

Vorzugsweise ist die Tiefe der Ausnehmung (21) ebenfalls nicht größer als die Tiefe des Innenschraubengewindes des Endes des rückwärtigen Kopfes.

Wenn das Gehäuse von der Oberfläche, an der gebohrt wird, abgehoben wird, fällt die Meißelanordnung in ihre untere Stellung, in der der Kolben auf derselben ruht. In dieser Stellung legt das Ende des abgestuften Bereiches (16) des Kolbens die Öffnung (31) frei, die eine Verbindung zwischen Kammer (26) und dem Durchlaß zwischen Gehäusewand und Kammerteiler herstellt. Es folgt dann die Luft einem Weg zwischen Gehäusewand und Kammerteiler durch die Öffnung (31) und in die Kammer (26) und heraus entlang dem Ablaßweg (28) durch die Meißelanordnung zur Atmosphäre.

Dies erlaubt ein kontinuierliches Spülen oder Ausblasen des Bohrloches und der Meißelanordnung. Da die gesamte Luftzufuhr, die dem Gerät zugeführt wird, auf diese Weise verbraucht wird, ist das Gerät in dieser Stellung unwirksam.

Claims (3)

1. Ventilloser pneumatischer Hammer, der aufweist:
ein hohles Gehäuse;
eine Anordnung eines rückwärtigen Kopfs (2) an einem Ende des Gehäuses (1);
eine Meißelanordnung (3) am anderen Ende des Gehäuses (1) mit einer Stange (18), die sich in das Gehäuse erstreckt und einen Durchlaß (19) aufweist, der in das Stangenende hineinführt und zur Atmosphäre am anderen Ende der Anordnung herausführt;
einen Kammerteiler (5) an dem Ende des Gehäuses (1), das zum rückwärtigen Kopf (2) gerichtet ist, mit einer Steuerstange (9), die in das Gehäuse (1) hineinragt, wobei das innerste Ende des Teilers (5) so ausgebildet ist, daß es bei Benutzung gegen den Kolben (13) während eines Teils der Kolbenbewegung abdichtend wirken kann;
einen Kolben (13) mit einer großen Bohrung (14) in einem Ende und einer kleineren konzentrischen Bohrung (15) durch das andere Ende, die bis in die größere Bohrung (14) hineinreicht, wobei das Ende mit der größeren Bohrung (14) mit dem Kammerteilerende (8) zum Abdichten der größeren Bohrung (14) zusammenwirken kann, wobei der Kolben (13) weiter so ausgebildet ist, daß er zwischen zwei Stellungen eine Hin- und Herbewegung ausführen kann, wobei in der ersten Stellung sein Ende mit der kleineren Bohrung (15) gegen die Meißelanordnung (3, 17, 18) anliegt, sich die Stange (18) der Meißelanordnung (3, 17, 18) innerhalb der kleineren Bohrung (15) befindet und dieselbe abdichtet und die größere Kolbenbohrung (14) durch das Kammerteilerende (8) abgedichtet ist, und wobei in der zweiten Stellung der Kolben (13) zum rückwärtigen Kopf (2) hin verschoben ist, die größere Bohrung (14) unabgedichtet ist und die Steuerstange (9) des Kammerteilers (5) innerhalb der kleineren Bohrung (15) angeordnet ist und dieselbe abdichtet, und dann auch die Stange (18) der Meißelanordnung (3, 17, 18) aus der kleineren Bohrung (15) entfernt ist;
eine erste Kammer (23), wenn sich der Kolben (13) in der ersten Stellung befindet, die um einen Meißelanordnungsbereich herum ausgebildet ist, der sich in das Gehäuse (1) von einem abgestuften Bereich des Gehäuses (1) her erstreckt;
eine zweite Kammer (26), wenn sich der Kolben (13) in der zweiten Stellung befindet, die durch die größere Bohrung (14) des Kolbens (13) und eine ringförmige Ausnehmung (10) im Kammerteiler (5) gebildet ist;
ein erster Fluidzuführungsweg, der durch die Anordnung des rückwärtigen Kopfes (2), zwischen den Kammerteilerwänden und der Gehäusewand hindurch in wenigstens einen Durchlaß, der zwischen der Gehäusewand und dem Kolben (13) in der ersten Stellung ausgebildet ist, und in die erste Kammer (23) führt;
einen zweiten Fluidzuführungsweg, der durch die Anordnung des rückwärtigen Kopfes (2), zwischen den Kammerteilerwänden und die Gehäusewand hindurch sowie zwischen der nicht abgedichteten Kammer und den Kolbenenden in der zweiten Stellung des Kolbens (13) hindurch und in die zweite Kammer (26) führt;
einen ersten Fluidablaßweg von der ersten Kammer (23) in den Durchlaß (19) der Meißelanordnung (3, 17, 18), wenn sich der Kolben in der zweiten Stellung befindet, und von dort heraus in die Atmosphäre; und
einen zweiten Fluidablaßweg von der zweiten Kammer (26) durch die kleinere Kolbenbohrung (15), wenn sich der Kolben (13) in der ersten Stellung befindet, in dem Durchlaß (19) der Meißelanordnung (3, 17, 19) und heraus zur Atmosphäre;
dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerteiler (5) und die Anordnung (2) des rückwärtigen Kopfes einstückig ausgebildet sind und daß wenigstens ein Durchlaß, der zwischen der Wand des Gehäuses (1) und dem Kolben (13) bei der ersten Stellung des Kolbens (13) gebildet ist, im ersten Fluidzuführungsweg eine konzentrische, ringförmige Ausnehmung (21) im Mittelbereich der Wand des Gehäuses (1) aufweist und daß die äußere Oberfläche des Kolbens (13) einen ersten Fluiddurchlaß (6) von dem zum Kopf (2) gerichteten Ende des Kolbens (13) zu einer Stelle in der Nähe des Mittelbereiches des Kolbens (13) und einen zweiten Fluiddurchlaß (6) von einer Stelle, die in der Nähe des Mittelbereiches des Kolbens aber in einem Abstand von dem ersten Fluiddurchlaß angeordnet ist, zum meißelseitigen Ende des Kolbens aufweist.

2. Ventilloser pneumatischer Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Fluiddurchlässe in der äußeren Oberfläche des Kolbens (13) durch Schlitze (6) gebildet sind, die in die äußere Oberfläche des Kolbens eingearbeitet oder eingeschnitten sind.

3. Ventilloser pneumatischer Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fluiddurchlaß durch eine konzentrische, ringförmige, nach innen gestufte Ausnehmung auf dem Ende des Kolbens (13), das zum Kopf (2) gerichtet ist, gebildet ist, und daß der zweite Fluiddurchlaß durch eine konzentrische, ringförmige, nach innen gestufte Ausnehmung auf dem meißelseitigen Ende des Kolbens (13) gebildet ist, wobei die Ausnehmungen einen Abstand voneinander aufweisen.