EP1648663B1 - Hollow piston hammer device with air equilibration and idle openings - Google Patents

Hollow piston hammer device with air equilibration and idle openings Download PDF

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EP1648663B1
EP1648663B1 EP04763463A EP04763463A EP1648663B1 EP 1648663 B1 EP1648663 B1 EP 1648663B1 EP 04763463 A EP04763463 A EP 04763463A EP 04763463 A EP04763463 A EP 04763463A EP 1648663 B1 EP1648663 B1 EP 1648663B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
openings
idle
piston
control
drive piston
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP04763463A
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German (de)
French (fr)
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EP1648663A2 (en
Inventor
Rudolf Berger
Wolfgang Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Construction Equipment AG
Original Assignee
Wacker Construction Equipment AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Construction Equipment AG filed Critical Wacker Construction Equipment AG
Publication of EP1648663A2 publication Critical patent/EP1648663A2/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1648663B1 publication Critical patent/EP1648663B1/en
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Not-in-force legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06—Means for driving the impulse member
    • B25D11/12—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism
    • B25D11/125—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism with a fluid cushion between the crank drive and the striking body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/005—Arrangements for adjusting the stroke of the impulse member or for stopping the impact action when the tool is lifted from the working surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/035—Bleeding holes, e.g. in piston guide-sleeves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/131—Idling mode of tools

Definitions

  • the invention relates to an air spring impact mechanism according to the preamble of patent claim 1.
  • Air strikes are commonly used in rotary and / or percussion hammers (hereinafter referred to as hammers) to apply regular impacts to a tool.
  • a construction principle has proven successful, in which a drive piston is displaced via a corresponding drive in an axial reciprocating motion, which is transmitted via a formed in a cavity between the drive piston and a percussion piston air spring on the percussion piston.
  • the percussion piston finally strikes the tool or an intermediate striker.
  • the invention is therefore an object of the invention to improve a hollow piston percussion to achieve an optimized sealing and vibration behavior, while maintaining a reliable change between idle and impact mode.
  • an axially reciprocable drive piston which leads in its cavity an axially movable percussion piston, equipped with a ventilation slot in its sleeve-shaped guide wall.
  • the outside of the guide wall can be guided on an inner side of a guide tube, which thus also guides the entire drive piston.
  • one or more idling openings are provided in the guide tube, which are arranged distributed in the axial direction and extend in the radial direction.
  • the plurality of idling openings can be arranged distributed in the axial direction on a line or else - with axial offset - on the circumference of the guide tube.
  • a movable control On the outside of the guide tube, a movable control is arranged, are provided in the corresponding to the idling openings control openings.
  • the control is movable between an open position and a closed position. In the open position, at least one of the control openings is above an idling opening, while in the closed position, the control openings and the idling openings are not superimposed, so that the idling openings are all closed by the wall of the control.
  • the control In an idling mode of the striking mechanism, the control is in the open position, so that the cavity in the interior of the drive piston via the ventilation slot, the idling openings and the control openings with the ambient atmosphere in communicating connection can be brought and the air spring formed in the cavity can be ventilated.
  • the axial length of the ventilation slot is greater than the axial height of a guided in the drive piston piston head of the percussion piston.
  • the axial length of the ventilation slot is greater than the minimum axial distance between mutually closest edges of axially adjacent idling openings.
  • the number of idling openings and the control openings is the same. This maximizes the overall cross-section of the idle orifices for efficient venting of the cavity during idle operation.
  • control element is held in the open position by a spring device. This will ensure that the hammer mechanism is idling if the operator does not take any other action.
  • the control can then be moved against the action of the spring in its closed position, as in principle in the DE 198 47 687 A1 is described.
  • the air spring impact mechanism is equally suitable for pure impact hammers (hammers) as for rotary hammers.
  • control is designed as a control sleeve which surrounds the guide tube.
  • drive piston is arranged rotationally fixed, while the guide tube and the control sleeve are rotatable together relative to the drive piston.
  • This embodiment of the air spring impact mechanism is particularly well suited for a hammer drill, in which in addition to the impact movement and a rotational movement must be transmitted to the tool.
  • an annular inner groove is provided on the inside of the guide tube at the level of an idling opening. So if z. B. the guide tube carries three idle openings, these should be assigned to the inside of the guide tube has three inner grooves, so that regardless of the relative position between the drive piston and guide tube a communicating connection to the idle openings can be produced.
  • FIG. 1b only a partial enlargement of Fig. 1a to clarify details of the invention, is hereinafter referred to the Fig. 1a and 1b together naming the " Fig. 1 "The same applies to the Fig. 2a and 2 B ( Fig. 2 ) Fig. 3a and 3b ( Fig. 3 ) such as Fig. 4a and 4b ( Fig. 4 ).
  • Fig. 1 schematically shows a part of a breaker with the invention Lucasfedertschwerk.
  • a rotationally driven by a drive, not shown, crankshaft 1 moves a connecting rod 2 back and forth to which a drive piston 3 is fixed in a conventional manner.
  • the drive piston 3 has a piston head 4, on which the connecting rod 2 is fastened, and a sleeve-shaped guide wall 5.
  • a percussion piston 6 is guided with its piston head 7.
  • a shaft 8 of the percussion piston 6 is also guided in a housing-fixed guide tube 9.
  • a percussion piston receptacle 10 is available for receiving the piston head 7, in which the piston head 7 can slide in the idle state.
  • a cavity 11 is formed between the percussion piston 6 and its piston head 7 and the drive piston 3, a cavity 11 is formed.
  • an air spring When reciprocating the drive piston 3 is formed in the cavity 11, an air spring, the percussion piston 6 periodically forwards in the direction of a usable in a tool holder 12, not shown tool drives, causing the tool a blow by the percussion piston 6 in a known manner is performed.
  • Upon return movement of the drive piston 3 in turn creates a suction that pulls the percussion piston 6, so that the next impact can then begin.
  • two opposing ventilation slots 13 are provided which extend in the axial direction of the drive piston 3 and completely penetrate the guide wall 5.
  • the axial length of the ventilation slots 13 is dimensioned so that it is greater than an axial height of the piston head 7 of the percussion piston. This consists in the in Fig. 1 shown relative position between drive piston 3 and percussion piston 6 the possibility that air can flow from a lying in front of the piston head 7 antechamber 14 via the ventilation slots 13 into the cavity 11. This makes it possible to compensate in the course of a shock and the associated compression of the air spring in the cavity 11 leakage losses again.
  • the air spring is refilled at each stroke on the ventilation slots 13 from the vestibule 14, which in turn relates to air from the environment.
  • the ventilation slot 13 or the ventilation slots 13 do not necessarily have to be elongated, that is to say they extend in the axial direction. Rather, it may be in the so-called “ventilation slots” 13 to breakthroughs in the guide wall of the drive piston 3 with any shape and any cross-section. Also larger breakthroughs (angular, circular) etc. with comparatively large tangential extension are possible.
  • the drive piston 3 is guided in a guide tube 15 such that the outside of the guide wall 5 of the drive piston slides along the inside of the guide tube 15.
  • guide tube means not that the guide tube 15 must be completely tubular. It only requires that the guide tube 15 surround the drive piston 3 in a suitable manner to reliably guide it in a housing of the hammer and to seal the ventilation slots 13 in a suitable manner.
  • the further embodiment of the guide tube 15, in particular on its outer side, is irrelevant for this purpose.
  • a plurality of idle openings 16 (in Fig. 1 : three idling openings 16) extending in the radial direction.
  • the idle openings 16 may be arranged distributed on a line in the axial direction, such as. In Fig. 1 seen.
  • the idling openings offset from each other, ie distributed over the circumference of the guide tube to arrange, if there are advantages.
  • the idling openings 16 are arranged in axial positions such that it is ensured that at least one of the ventilation slots 13 (in FIG Fig. 1 the upper) is at least temporarily during the stroke of the drive piston 3 via at least one of the idle openings 16.
  • the length of the ventilation slot 13 and the axial distance of the idling openings 16 is dimensioned so that optionally also two idle openings 16 are swept simultaneously from the ventilation slot 13. It is desirable that there is no position in which the ventilation slot 13 is not directly above at least one of the three idle openings 16. Nevertheless, proper functioning is also possible if the ventilation slot 13 is not above an idle opening 16.
  • control 17 On the outside of the guide tube 15, a control 17 is provided.
  • the control element 17 is axially between an in Fig. 1 shown closed position and one in Fig. 2 shown, later explained still open position back and forth.
  • control may be a rod-shaped tube, in the wall radial control openings 18 are formed.
  • the number of control ports 18 should correspond to the number of idle ports 16. Therefore, in Fig. 1 also shown three control openings 18. Furthermore, the axial distance of the control openings 18 is dimensioned such that each of the control openings 18 via an associated Idle opening 16 can be moved.
  • the control openings 18 lead to the environment of the air spring impact mechanism, so for example in the rest of the interior of the hammer or to the environment of the device. Under "'environment” or “ambient atmosphere” is therefore not necessarily the environment of the air spring impact work tool to understand, but first the environment of the air spring impact itself, where z. B. in the crankcase or in the space in front of the percussion piston sufficient volumes are available to ensure effective air and pressure equalization with the cavity 11 inside the percussion.
  • the Fig. 1 shows the impact mode in which the control element 17 is in the closed position, so that the control openings 18 are not above the idling openings 16 and the idling openings 16 are rather completely covered by the control 17. In this case, the best possible sealing of the idling openings 16 is desirable.
  • control element 17 has been slightly displaced axially, so that the control openings 18 are above the idling openings 16.
  • the ventilation slit 13 is located above at least one of the idling openings 16, there is a communicating connection between the ventilation slit 13, the respective idling opening 16 and the associated control opening 18.
  • the control element 17 is preferably acted upon by a spring device, not shown, such that it is in the normal position in its open position (idle mode).
  • a spring device not shown, such that it is in the normal position in its open position (idle mode).
  • a compressive force can be transmitted to the control element 17, so that the control element 17 is displaced into its closed position and the hammer starts its operation.
  • the further embodiment of the circuit of the air spring impact is not the subject of the invention and can, for. B. the DE 198 47 687 A1 be removed.
  • FIG. 3 and 4 show a further embodiment of an air spring impact mechanism according to the invention, this time for use in a hammer drill, which also exerts a rotational movement on the tool in addition to a striking movement.
  • the relevant components are identified by the same reference numerals.
  • the drive piston 3 Since - as described above - in addition to the impact movement and a rotational movement to be generated (which is not in itself subject of the invention), the drive piston 3 must continue to be held against rotation while the surrounding guide tube 15 must be rotatable.
  • the percussion piston 6 either rotates with the guide tube 15 or moves only axially, without further rotation. This depends on the friction conditions between the piston head 7 of the percussion piston 6 and the drive piston 3 on the one hand and the shaft 8 of the percussion piston 6 and the guide tube 9 on the other hand.
  • the control is designed as a control sleeve 22 which surrounds the guide tube 15 on the circumference.
  • the guide tube 15 and the control sleeve 22 are arranged to be safe from rotation to each other, so that it is ensured that the idle openings 16 and the control openings 18 are movable one above the other.
  • the guide tube 15 and the control sleeve 22 are thus axially movable relative to each other, but in the circumferential direction fixed to each other.
  • the ventilation slot 13 can communicate with at least one idle opening 16, each idle opening 16 on the inside of the guide tube 15 a associated annular inner groove 23.
  • the inner grooves 23 ensure that regardless of the relative rotational position of the drive piston 3 to the guide tube 15 is always a communicating connection between the ventilation slot 13 and the idle opening 16 can be produced.
  • the control sleeve 22 can be moved back and forth axially via a schematically illustrated shift fork 24 or a shift sleeve in order to achieve the open or closed position.
  • a schematically illustrated shift fork 24 or a shift sleeve in order to achieve the open or closed position.
  • the invention enables a shortening of the idle travel by aeration of the compression space (cavity 11) via lateral piston openings (ventilation slots 13). This leads to a shortening of the entire hammer length.
  • the piston can be built very short, which further reduces the hammer length and also saves weight.
  • the rear edge 20 of the ventilation slot 13 also serves as a rear control edge for the percussion ventilation.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

An air spring hammer device comprises a drive piston (3), moving axially back and forth, with a front face of hollow embodiment and a hammer piston (6) moving in said hollow. A ventilation slot (13) is embodied in a guide wall (5) of the drive piston (3). The drive piston (3) may be guided in a guide tube (15). The guide tube (15) comprises several idle openings (16). A moving control element (17) is arranged on the exterior of the guide tube (15), in which control openings (18), corresponding to the idle openings (16), are provided. In an idle operating mode, the control element (17) is in an open position, by means of which the ventilation slot (13), the idle openings (16) and the control openings (18) can be brought into connection with the environment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftfederschlagwerk gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an air spring impact mechanism according to the preamble of patent claim 1.

Luftfederschlagwerke werden üblicherweise in Bohr- und/oder Schlaghämmern (nachfolgend als Hämmer bezeichnet) dazu verwendet, auf ein Werkzeug regelmäßige Schläge auszuüben. Dabei hat sich ein Bauprinzip bewährt, bei dem ein Antriebskolben über einen entsprechenden Antrieb in eine axiale Hin- und Herbewegung versetzt wird, die über eine in einem Hohlraum zwischen dem Antriebskolben und einem Schlagkolben entstehende Luftfeder auf den Schlagkolben übertragen wird. Der Schlagkolben schließlich schlägt auf das Werkzeug oder einen zwischengeschalteten Döpper.Air strikes are commonly used in rotary and / or percussion hammers (hereinafter referred to as hammers) to apply regular impacts to a tool. In this case, a construction principle has proven successful, in which a drive piston is displaced via a corresponding drive in an axial reciprocating motion, which is transmitted via a formed in a cavity between the drive piston and a percussion piston air spring on the percussion piston. The percussion piston finally strikes the tool or an intermediate striker.

Bei einer bevorzugten Bauart für ein derartiges Luftfederschlagwerk ist der Antriebskolben an seiner Vorderseite hohl ausgebildet, wobei der Schlagkolben in der Höhlung des Antriebskolbens geführt wird. Daher wird auch von einem "Hohlkolben-Schlagwerk" gesprochen.In a preferred embodiment of such an air spring striking the drive piston is hollow at its front, wherein the percussion piston is guided in the cavity of the drive piston. Therefore, it is also spoken of a "hollow piston percussion".

Diese Bauart hat sich in der Praxis hervorragend bewährt, wobei aufgrund der niedrigen Masse des Antriebskolbens nur geringe Leerlaufschwingungen auftreten und keine Dichtung zwischen den Kolben erforderlich ist. Nachteilig ist jedoch, dass der Übergang zwischen Leerlaufbetrieb und Schlagbetrieb nicht immer mit der gewünschten Präzision erfolgt, was zu einer erhöhten Gefahr von Leerschlägen führt, wenn der Bediener eigentlich den Übergang in den Leerlauf wünscht. Auch kann es zu Schlägen mit geringer Intensität oder gar zu einem unerwünschten Leerlauf führen, wenn der Bediener den Hammer nicht voll gegen das zu bearbeitende Material andrückt oder der Rückstoß des Schlagkolbens fehlt. In beiden Fällen kommt es zu einer Beeinträchtigung der Bedienbarkeit bzw. des Arbeitsergebnisses.This design has proven excellent in practice, due to the low mass of the drive piston only low idle vibrations occur and no seal between the piston is required. The disadvantage, however, is that the transition between idling and impact mode is not always done with the desired precision, which leads to an increased risk of blanking when the operator actually wants the transition to idle. Also, it may result in low intensity bumps or even unwanted idling if the operator does not fully press the hammer against the material to be machined or the rebound of the percussion piston is absent. In both cases, there is an impairment of the operability or the work result.

Aus der US 6.523.622 B1 ist ein Hohlkolben-Schlagwerk mit einer Rückholfeder bekannt. Dabei ist ein Steuerschieber vorgesehen, der bei einem Wechsel zwischen Schlag- und Leerlaufbetrieb eine Verbindung zu der Rückholfeder unterbricht, während eine Leerlauföffnung über einen Luftkanal geschoben wird, so dass ein die Luftfeder aufnehmender Hohlraum mit der Umgebung in Verbindung gebracht werden kann.From the US 6,523,622 B1 is a hollow piston impact mechanism with a return spring known. In this case, a control slide is provided which interrupts a connection to the return spring when a change between impact and idle operation, while an idle opening is pushed over an air duct, so that the air spring receiving cavity with the environment can be associated.

In der DE 198 47 687 A1 wird ein Hohlkolben-Schlagwerk mit Hülsensteuerung beschrieben. Die Hülsensteuerung ermöglicht einen zuverlässigen und präzisen Wechsel zwischen Leerlaufbetrieb und Schlagbetrieb durch eine axial verschiebliche Steuerhülse. Wenn die Steuerhülse in Leerlaufstellung steht, kann der zwischen dem Antriebskolben und dem Schlagkolben äusgebildete Hohlraum über in der Steuerhülse vorhandene Belüftungsöffnungen mit der Umgebung in Verbindung gebracht werden, wodurch die im Hohlraum ausgebildete Luftfeder entlüftet wird. Dadurch gelangt das Schlagwerk unmittelbar in Leerlauf, so dass kein weiterer Schlag durch den Schlagkolben erzeugt wird.In the DE 198 47 687 A1 a hollow piston percussion with sleeve control is described. The sleeve control allows a reliable and precise change between idle operation and impact operation by an axially displaceable control sleeve. When the control sleeve is in idle position, the äusgebildete between the drive piston and the percussion piston Cavity be placed on existing in the control sleeve vents with the environment, whereby the air spring formed in the cavity is vented. As a result, the percussion reaches immediately idle, so that no further impact is generated by the percussion piston.

Das Hohlkolben-Schlagwerk gemäß der DE 198 47 687 A1 hat sich in der Praxis hervorragend bewährt. Dennoch wurde die Erkenntnis gewonnen, dass hinsichtlich der Festigkeits- und Dichtungseigenschaften Verbesserungen möglich sein könnten.The hollow piston impact mechanism according to the DE 198 47 687 A1 has proven itself in practice outstanding. Nevertheless, it was recognized that improvements in strength and sealing properties could be possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hohlkolben-Schlagwerk zu verbessern, um ein optimiertes Dichtungs- und Schwingungsverhalten zu erreichen, unter Beibehaltung eines zuverlässigen Wechsels zwischen Leerlauf- und Schlagbetrieb.The invention is therefore an object of the invention to improve a hollow piston percussion to achieve an optimized sealing and vibration behavior, while maintaining a reliable change between idle and impact mode.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Luftfederschlagwerk mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.According to the invention the object is achieved by an air spring impact mechanism with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerk ist ein axial hin- und herbewegbarer Antriebskolben, der in seiner Höhlung einen axial beweglichen Schlagkolben führt, mit einem Belüftungsschlitz in seiner hülsenförmigen Führungswand ausgestattet. Die Außenseite der Führungswand ist an einer Innenseite eines Führungsrohrs führbar, das somit auch den gesamten Antriebskolben führt. Dieser Aufbau ist aus der DE 198 47 687 A1 bekannt.In the air spring impact mechanism according to the invention an axially reciprocable drive piston, which leads in its cavity an axially movable percussion piston, equipped with a ventilation slot in its sleeve-shaped guide wall. The outside of the guide wall can be guided on an inner side of a guide tube, which thus also guides the entire drive piston. This structure is from the DE 198 47 687 A1 known.

Erfindungsgemäß sind in dem Führungsrohr eine oder mehrere Leerlauföffnungen vorgesehen, die in Axialrichtung verteilt angeordnet sind und sich in Radialrichtung erstrecken. Die mehreren Leerlauföffnungen können dabei in Axialrichtung auf einer Linie oder aber auch - mit axialem Versatz - am Umfang des Führungsrohrs verteilt angeordnet sein.According to the invention, one or more idling openings are provided in the guide tube, which are arranged distributed in the axial direction and extend in the radial direction. The plurality of idling openings can be arranged distributed in the axial direction on a line or else - with axial offset - on the circumference of the guide tube.

Sofern nur eine Leerlauföffnung vorhanden ist, ist sie an geeigneter Stelle anzuordnen, um die nachfolgende erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen.If only one idling opening is present, it is to be arranged at a suitable location in order to achieve the following inventive effect.

An der Außenseite des Führungsrohrs ist ein bewegliches Steuerelement angeordnet, in dem zu den Leerlauföffnungen korrespondierende Steueröffnungen vorgesehen sind. Das Steuerelement ist zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegbar. In der Offenstellung steht wenigstens eine der Steueröffnungen über einer Leerlauföffnung, während in der Schließstellung die Steueröffnungen und die Leerlauföffnungen nicht übereinander stehen, so dass die Leerlauföffnungen sämtlich durch die Wandung des Steuerelements verschlossen sind.On the outside of the guide tube, a movable control is arranged, are provided in the corresponding to the idling openings control openings. The control is movable between an open position and a closed position. In the open position, at least one of the control openings is above an idling opening, while in the closed position, the control openings and the idling openings are not superimposed, so that the idling openings are all closed by the wall of the control.

In einer Leerlaufbetriebsart des Schlagwerks steht das Steuerelement in Offenstellung, so dass der Hohlraum im Inneren des Antriebskolbens über den Belüftungsschlitz, die Leerlauföffnungen und die Steueröffnungen mit der Umgebungsatmosphäre in kommunizierende Verbindung bringbar ist und die im Hohlraum ausgebildete Luftfeder belüftet werden kann.In an idling mode of the striking mechanism, the control is in the open position, so that the cavity in the interior of the drive piston via the ventilation slot, the idling openings and the control openings with the ambient atmosphere in communicating connection can be brought and the air spring formed in the cavity can be ventilated.

Sofern nur eine Leerlauföffnung in der Führungswand des Antriebskolbens vorgesehen ist, ist sie derart anzuordnen, dass die kommunizierende Verbindung in der Leerlaufbetriebsart hergestellt werden kann.If only one idle opening is provided in the guide wall of the drive piston, it is to be arranged such that the communicating connection can be established in the idle mode.

Im Unterschied zum Stand der Technik weist somit der Antriebskolben des erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks lediglich die eine oder die mehreren Belüftungsschlitze auf, jedoch keine zusätzlichen Leerlauföffnungen, wie in der DE 198 47 687 A1 oder auch in der DE 198 28 426 A1 gezeigt. Dadurch bestehen zwischen dem Antriebskolben und dem ihn umgebenden Führungsrohr weniger Öffnungsübergänge, die abgedichtet werden müssen. Weiterhin wird die Führungswand des Antriebskolbens nicht durch zusätzliche Öffnungen geschwächt, was sich positiv auf das Festigkeitsverhalten auswirkt. Dabei ist zu beachten, dass die Führungswand des Antriebskolbens möglichst dünn ausgeführt werden sollte, um die Gesamtmasse des Antriebskolbens so gering wie möglich zu halten. Dadurch lassen sich die Schwingungen des Antriebskolbens aufgrund seiner Hin- und Herbewegung minimieren. Bei einer sehr dünnen Führungswand, die darüber hinaus noch durch zahlreiche Leerlauföffnungen durchbrochen wäre, könnten bei der Fertigung oder im Betrieb Festigkeitsprobleme auftreten, die zu einer unerwünschten Verformung der Führungswand und damit des Antriebskolbens führen könnten.In contrast to the prior art thus has the drive piston of the invention Luftfederschlagwerks only the one or more ventilation slots, but no additional idling openings, as in the DE 198 47 687 A1 or in the DE 198 28 426 A1 shown. As a result, there are fewer opening transitions between the drive piston and the guide tube surrounding it, which have to be sealed. Furthermore, the guide wall of the drive piston is not weakened by additional openings, which has a positive effect on the strength behavior. It should be noted that the guide wall of the drive piston should be made as thin as possible in order to keep the total mass of the drive piston as low as possible. As a result, the vibrations of the drive piston due to its reciprocating motion can be minimized. In a very thin guide wall, which would also be broken by numerous idling openings, could occur during manufacturing or operation strength problems that could lead to an undesirable deformation of the guide wall and thus the drive piston.

Darüber hinaus ist im Schlagbetrieb der die Luftfeder umgebende Hohlraum vollständig von der Umgebung abgekapselt. Es besteht nicht - wie beim Stand der Technik - die Gefahr, dass der Hohlraum über eine nicht vollständig abgedichtete Leerlauföffnung zumindest teilweise entlüftet werden könnte, was zu einer Entspannung der Luftfeder im Hohlraum und damit zu einer geringeren Schlagenergie des Schlagkolbens führen würde. Dadurch, dass der Antriebskolben keine Leerlauföffnungen aufweist, besteht bei der Erfindung prinzipbedingt diese Gefahr nicht.In addition, in the impact mode of the surrounding the air spring cavity completely isolated from the environment. There is not - as in the prior art - the risk that the cavity could be at least partially vented via an incompletely sealed idle opening, which would lead to a relaxation of the air spring in the cavity and thus to a lower impact energy of the percussion piston. Due to the fact that the drive piston has no idling openings, this principle does not exist in the invention in principle.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Axiallänge des Belüftungsschlitzes größer als die axiale Höhe eines im Antriebskolben geführten Kolbenkopfs des Schlagkolbens. Dies führt dazu, dass im Schlagbetrieb eine Relativstellung zwischen Antriebskolben und Schlagkolben möglich ist, in der der die Luftfeder umgebende Hohlraum mit einem Raum vor dem Schlagkolben in kommunizierende Verbindung gebracht werden kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, neue Luft in den Hohlraum zuzuführen und die Luftfeder vor dem nächsten Schlag wieder aufzufüllen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the axial length of the ventilation slot is greater than the axial height of a guided in the drive piston piston head of the percussion piston. As a result, a relative position between drive piston and percussion piston is possible in impact mode, in which the cavity surrounding the air spring can be brought into communicating connection with a space in front of the percussion piston. This provides the opportunity to introduce new air into the cavity and refill the air spring before the next blow.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Axiallänge des Belüftungsschlitzes größer ist als der minimale axiale Abstand zwischen zueinander am nächsten liegenden Rändern von axial benachbarten Leerlauföffnungen. Diese Ausgestaltung gewährt es, dass im Leerlaufbetrieb, also bei einer Offenstellung des Steuerelements, unabhängig von der Relativstellung zwischen dem Antriebskolben und dem Führungsrohr der Belüftungsschlitz über wenigstens einer Leerlauföffnung steht. Verlässt ein Ende des Belüftungsschlitzes die eine Leerlauföffnung aufgrund der Bewegung des Antriebskolbens, erreicht sein anderes Ende bereits die nächste Leerlauföffnung, bevor das erstere Ende die erste Leerlauföffnung verlässt. In der Übergangsphase zwischen zwei Leerlauföffnungen steht der Belüftungsschlitz somit gleichzeitig - zumindest teilweise - über beiden Leerlauföffnungen. Dadurch ist sichergestellt, dass zu jedem Zeitpunkt eine kommunizierende Verbindung vom Hohlraum über den Belüftungsschlitz zur Umgebung hin möglich ist.Furthermore, it is advantageous if the axial length of the ventilation slot is greater than the minimum axial distance between mutually closest edges of axially adjacent idling openings. This configuration ensures that, in idle mode, ie in an open position of the control, regardless of the relative position between the drive piston and the guide tube of the ventilation slot is at least one idle opening. When one end of the ventilation slot leaves the one idle opening due to the movement of the drive piston, its other end already reaches the next idle opening before the former end leaves the first idle opening. In the transitional phase between two idle openings of the ventilation slot is thus simultaneously - at least partially - on both idle openings. This ensures that at any time a communicating connection from the cavity through the ventilation slot to the environment is possible.

Vorteilhafterweise ist die Anzahl der Leerlauföffnungen und der Steueröffnungen gleich. Dadurch lässt sich der Gesamtquerschnitt der Leerlauföffnungen maximieren, um eine wirkungsvolle Belüftung des Hohlraums im Leerlaufbetrieb zu erreichen.Advantageously, the number of idling openings and the control openings is the same. This maximizes the overall cross-section of the idle orifices for efficient venting of the cavity during idle operation.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Steuerelement durch eine Federeinrichtung in Offenstellung gehalten. Dadurch wird sichergestellt, dass das Schlagwerk im Leerlaufbetrieb läuft, wenn der Bediener keine anderen Maßnahmen ergreift. Beim Aufsetzen des Werkzeugs auf das zu bearbeitende Gestein kann das Steuerelement dann gegen die Wirkung der Feder in seine Schließstellung verschoben werden, wie dies prinzipiell auch in der DE 198 47 687 A1 beschrieben ist.In a preferred embodiment of the invention, the control element is held in the open position by a spring device. This will ensure that the hammer mechanism is idling if the operator does not take any other action. When placing the tool on the rock to be processed, the control can then be moved against the action of the spring in its closed position, as in principle in the DE 198 47 687 A1 is described.

Das Luftfederschlagwerk eignet sich gleichermaßen gut für reine Schlaghämmer (Aufbruchhämmer) wie für Bohrhämmer.The air spring impact mechanism is equally suitable for pure impact hammers (hammers) as for rotary hammers.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Steuerelement als Steuerhülse ausgeführt, die das Führungsrohr umschließt. Dabei ist der Antriebskolben drehfest angeordnet ist, während das Führungsrohr und die Steuerhülse gemeinsam relativ zu dem Antriebskolben drehbar sind. Diese Ausführungsform des Luftfederschlagwerks eignet sich besonders gut für einen Bohrhammer, bei dem außer der Schlagbewegung auch eine Drehbewegung auf das Werkzeug übertragen werden muss.In a further embodiment of the invention, the control is designed as a control sleeve which surrounds the guide tube. In this case, the drive piston is arranged rotationally fixed, while the guide tube and the control sleeve are rotatable together relative to the drive piston. This embodiment of the air spring impact mechanism is particularly well suited for a hammer drill, in which in addition to the impact movement and a rotational movement must be transmitted to the tool.

Um eine zuverlässige Verbindung des Hohlraums und des Belüftungsschlitzes oder der Belüftungsschlitze zur Umgebung zu ermöglichen, ist es bei dieser Ausführungsform sehr zweckmäßig, wenn auf der Innenseite des Führungsrohrs jeweils auf Höhe einer Leerlauföffnung eine ringförmige Innennut vorgesehen ist. Sofern also z. B. das Führungsrohr drei Leerlauföffnungen trägt, sollten diesen auf der Innenseite des Führungsrohrs drei Innennuten zugeordnet sein, so dass unabhängig von der Relativstellung zwischen Antriebskolben und Führungsrohr eine kommunizierende Verbindung zu den Leerlauföffnungen herstellbar ist.In order to allow a reliable connection of the cavity and the ventilation slot or the ventilation slots to the environment, it is very expedient in this embodiment, if an annular inner groove is provided on the inside of the guide tube at the level of an idling opening. So if z. B. the guide tube carries three idle openings, these should be assigned to the inside of the guide tube has three inner grooves, so that regardless of the relative position between the drive piston and guide tube a communicating connection to the idle openings can be produced.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a
eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks für einen Aufbruchhammer in Schlagbetrieb-Stellung;
Fig. 1b
eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 1a;
Fig. 2a
eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks für einen Aufbruchhammer in Leerlaufbetrieb-Stellung;
Fig. 2b
eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 2a;
Fig. 3a
eine Schnittdarstellung eines anderen erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks für einen Bohrhammer in Schlagbetrieb-Stellung;
Fig. 3b
eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 3a;
Fig. 4a
eine Schnittdarstellung des anderen erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks für einen Bohrhammer in Leerlaufbetrieb-Stellung;
Fig. 4b
eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 4a.
These and other features and advantages of the invention are explained in more detail below with the aid of the accompanying figures. Show it:
Fig. 1a
a sectional view of an air spring impact mechanism according to the invention for a breaker hammer in impact mode position;
Fig. 1b
an excerpt from Fig. 1a ;
Fig. 2a
a sectional view of the invention Luftfederschlagwerks for a breaker in idle mode position;
Fig. 2b
an excerpt from Fig. 2a ;
Fig. 3a
a sectional view of another invention Luftfederschlagwerks for a hammer drill in impact mode position;
Fig. 3b
an excerpt from Fig. 3a ;
Fig. 4a
a sectional view of the other invention Luftfederschlagwerks for a hammer drill in idle mode position;
Fig. 4b
an excerpt from Fig. 4a ,

Da die Figur 1b lediglich eine Ausschnittsvergrößerung von Fig. 1a zur Verdeutlichung von Details der Erfindung darstellt, wird nachfolgend auf die Fig. 1a und 1b gemeinsam unter Benennung der "Fig. 1" Bezug genommen. Gleiches gilt für die Fig. 2a und 2b (Fig. 2), Fig. 3a und 3b (Fig. 3) sowie Fig. 4a und 4b (Fig. 4).Because the FIG. 1b only a partial enlargement of Fig. 1a to clarify details of the invention, is hereinafter referred to the Fig. 1a and 1b together naming the " Fig. 1 "The same applies to the Fig. 2a and 2 B ( Fig. 2 ) Fig. 3a and 3b ( Fig. 3 ) such as Fig. 4a and 4b ( Fig. 4 ).

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil eines Aufbruchhammers mit dem erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerk. Eine durch einen nicht dargestellten Antrieb drehend angetriebene Kurbelwelle 1 bewegt ein Pleuel 2 hin und her, an dem ein Antriebskolben 3 in an sich bekannter Weise befestigt ist. Der Antriebskolben 3 weist einen Kolbenboden 4 auf, an dem das Pleuel 2 befestigt ist, sowie eine hülsenförmige Führungswand 5. Fig. 1 schematically shows a part of a breaker with the invention Luftfederschlagwerk. A rotationally driven by a drive, not shown, crankshaft 1 moves a connecting rod 2 back and forth to which a drive piston 3 is fixed in a conventional manner. The drive piston 3 has a piston head 4, on which the connecting rod 2 is fastened, and a sleeve-shaped guide wall 5.

Im Inneren der Führungswand 5 ist ein Schlagkolben 6 mit seinem Kolbenkopf 7 geführt. Ein Schaft 8 des Schlagkolbens 6 ist darüber hinaus in einem gehäusefesten Führungsrohr 9 geführt. Darüber hinaus ist für die Aufnahme des Kolbenkopfs 7 eine Schlagkolbenaufnahme 10 vorhanden, in die der Kolbenkopf 7 im Leerlaufzustand gleiten kann. Dieses Prinzip ist z. B. in der DE 101 03 996 C1 beschrieben. Es betrifft jedoch nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, so dass sich an dieser Stelle eine weitere Beschreibung erübrigt.Inside the guide wall 5, a percussion piston 6 is guided with its piston head 7. A shaft 8 of the percussion piston 6 is also guided in a housing-fixed guide tube 9. In addition, a percussion piston receptacle 10 is available for receiving the piston head 7, in which the piston head 7 can slide in the idle state. This principle is z. B. in the DE 101 03 996 C1 described. It does not affect the object of the present invention, so that at this point a further description is unnecessary.

Zwischen dem Schlagkolben 6 bzw. seinem Kolbenkopf 7 und dem Antriebskolben 3 ist ein Hohlraum 11 ausgebildet. Bei Hin- und Herbewegung des Antriebskolbens 3 entsteht in dem Hohlraum 11 eine Luftfeder, die den Schlagkolben 6 periodisch nach vorne in Richtung eines in einer Werkzeugaufnahme 12 einsetzbaren, nicht dargestellten Werkzeugs treibt, wodurch auf das Werkzeug ein Schlag durch den Schlagkolben 6 in bekannter Weise ausgeführt wird. Bei Rückbewegung des Antriebskolbens 3 entsteht wiederum eine Saugwirkung, die den Schlagkolben 6 zurückzieht, so dass der nächste Schlag daraufhin beginnen kann.Between the percussion piston 6 and its piston head 7 and the drive piston 3, a cavity 11 is formed. When reciprocating the drive piston 3 is formed in the cavity 11, an air spring, the percussion piston 6 periodically forwards in the direction of a usable in a tool holder 12, not shown tool drives, causing the tool a blow by the percussion piston 6 in a known manner is performed. Upon return movement of the drive piston 3 in turn creates a suction that pulls the percussion piston 6, so that the next impact can then begin.

In der Führungswand 5 des Antriebskolbens 3 sind zwei einander gegenüberstehende Belüftungsschlitze 13 vorgesehen, die sich in Axialrichtung des Antriebskolbens 3 erstrecken und die Führungswand 5 vollständig durchdringen. Die axiale Länge der Belüftungsschlitze 13 ist so bemessen, dass sie größer ist als eine axiale Höhe des Kolbenkopfs 7 des Schlagkolbens. Dadurch besteht in der in Fig. 1 gezeigten Relativstellung zwischen Antriebskolben 3 und Schlagkolben 6 die Möglichkeit, dass Luft aus einem vor dem Kolbenkopf 7 liegenden Vorraum 14 über die Belüftungsschlitze 13 in den Hohlraum 11 einströmen kann. Dadurch ist es möglich, im Zuge eines Schlags und der damit verbundenen Kompression der Luftfeder im Hohlraum 11 entstandene Leckverluste wieder zu kompensieren. Die Luftfeder wird bei jedem Hub über die Belüftungsschlitze 13 aus dem Vorraum 14 neu aufgefüllt, der wiederum Luft aus der Umgebung bezieht.In the guide wall 5 of the drive piston 3, two opposing ventilation slots 13 are provided which extend in the axial direction of the drive piston 3 and completely penetrate the guide wall 5. The axial length of the ventilation slots 13 is dimensioned so that it is greater than an axial height of the piston head 7 of the percussion piston. This consists in the in Fig. 1 shown relative position between drive piston 3 and percussion piston 6 the possibility that air can flow from a lying in front of the piston head 7 antechamber 14 via the ventilation slots 13 into the cavity 11. This makes it possible to compensate in the course of a shock and the associated compression of the air spring in the cavity 11 leakage losses again. The air spring is refilled at each stroke on the ventilation slots 13 from the vestibule 14, which in turn relates to air from the environment.

Der Belüftungsschlitz 13 bzw. die Belüftungsschlitze 13 müssen nicht zwingend länglich, also in Axialrichtung erstreckt ausgebildet sein. Vielmehr kann es sich bei den sogenannten "Belüftungsschlitzen" 13 um Durchbrüche in der Führungswand des Antriebskolbens 3 mit beliebiger Form und beliebigem Querschnitt handeln. Auch größere Durchbrüche (eckig, kreisförmig) etc. mit vergleichsweise großer tangentialer Erstreckung sind möglich.The ventilation slot 13 or the ventilation slots 13 do not necessarily have to be elongated, that is to say they extend in the axial direction. Rather, it may be in the so-called "ventilation slots" 13 to breakthroughs in the guide wall of the drive piston 3 with any shape and any cross-section. Also larger breakthroughs (angular, circular) etc. with comparatively large tangential extension are possible.

Der Antriebskolben 3 wird in einem Führungsrohr 15 derart geführt, dass die Außenseite der Führungswand 5 des Antriebskolbens entlang der Innenseite des Führungsrohrs 15 gleitet. Die Bezeichnung "Führungsrohr" bedeutet nicht, dass das Führungsrohr 15 vollständig rohrförmig sein muss. Es erfordert lediglich, dass das Führungsrohr 15 den Antriebskolben 3 in geeigneter Weise umgibt, um ihn zuverlässig in einem Gehäuse des Hammers zu führen und die Belüftungsschlitze 13 in geeigneter Weise abzudichten. Die weitere Ausgestaltung des Führungsrohrs 15, insbesondere an dessen Außenseite, ist hierfür ohne Belang.The drive piston 3 is guided in a guide tube 15 such that the outside of the guide wall 5 of the drive piston slides along the inside of the guide tube 15. The term "guide tube" means not that the guide tube 15 must be completely tubular. It only requires that the guide tube 15 surround the drive piston 3 in a suitable manner to reliably guide it in a housing of the hammer and to seal the ventilation slots 13 in a suitable manner. The further embodiment of the guide tube 15, in particular on its outer side, is irrelevant for this purpose.

In dem Führungsrohr 15 sind mehrere Leerlauföffnungen 16 (in Fig. 1: drei Leerlauföffnungen 16) ausgebildet, die sich in Radialrichtung erstrecken. Die Leerlauföffnungen 16 können auf einer Linie in Axialrichtung verteilt angeordnet sein, wie z. B. in Fig. 1 ersichtlich. Alternativ dazu ist es auch möglich, die Leerlauföffnungen zueinander versetzt, d. h. über den Umfang des Führungsrohrs verteilt anzuordnen, wenn sich daraus Vorteile ergeben.In the guide tube 15 are a plurality of idle openings 16 (in Fig. 1 : three idling openings 16) extending in the radial direction. The idle openings 16 may be arranged distributed on a line in the axial direction, such as. In Fig. 1 seen. Alternatively, it is also possible, the idling openings offset from each other, ie distributed over the circumference of the guide tube to arrange, if there are advantages.

Die Leerlauföffnungen 16 sind derart in Axialpositionen angeordnet, dass sichergestellt ist, dass wenigstens einer der Belüftungsschlitze 13 (in Fig. 1 der obere) wenigstens zeitweise während des Hubs des Antriebskolbens 3 über wenigstens einer der Leerlauföffnungen 16 steht. Die Länge des Belüftungsschlitzes 13 und der axiale Abstand der Leerlauföffnungen 16 ist dabei so bemessen, dass gegebenenfalls auch zwei Leerlauföffnungen 16 gleichzeitig von dem Belüftungsschlitz 13 überstrichen werden. Es ist anzustreben, dass es keine Stellung gibt, in der der Belüftungsschlitz 13 nicht direkt über wenigstens einer der drei Leerlauföffnungen 16 steht. Gleichwohl ist eine ordnungsgemäße Funktionsweise auch dann möglich, wenn der Belüftungsschlitz 13 nicht über einer Leerlauföffnung 16 steht.The idling openings 16 are arranged in axial positions such that it is ensured that at least one of the ventilation slots 13 (in FIG Fig. 1 the upper) is at least temporarily during the stroke of the drive piston 3 via at least one of the idle openings 16. The length of the ventilation slot 13 and the axial distance of the idling openings 16 is dimensioned so that optionally also two idle openings 16 are swept simultaneously from the ventilation slot 13. It is desirable that there is no position in which the ventilation slot 13 is not directly above at least one of the three idle openings 16. Nevertheless, proper functioning is also possible if the ventilation slot 13 is not above an idle opening 16.

An der Außenseite des Führungsrohrs 15 ist ein Steuerelement 17 vorgesehen. Das Steuerelement 17 ist axial zwischen einer in Fig. 1 gezeigten Schließstellung und einer in Fig. 2 gezeigten, später noch erläuterten Offenstellung hin- und herbewegbar.On the outside of the guide tube 15, a control 17 is provided. The control element 17 is axially between an in Fig. 1 shown closed position and one in Fig. 2 shown, later explained still open position back and forth.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Steuerelement kann es sich um ein stabförmiges Röhrchen handeln, in dessen Wandung radiale Steueröffnungen 18 ausgebildet sind. Die Zahl der Steueröffnungen 18 sollte der Anzahl der Leerlauföffnungen 16 entsprechen. Daher sind in Fig. 1 auch drei Steueröffnungen 18 dargestellt. Weiterhin ist der axiale Abstand der Steueröffnungen 18 derart bemessen, dass jede der Steueröffnungen 18 über eine zugeordnete Leerlauföffnung 16 bewegt werden kann. Die Steueröffnungen 18 führen zur Umgebung des Luftfederschlagwerks, also zum Beispiel in das restliche Innere des Hammers oder auch zur Umgebung des Geräts. Unter "'Umgebung" bzw. "Umgebungsatmosphäre" ist daher nicht zwingend die Umgebung des das Luftfederschlagwerk nutzenden Arbeitsgeräts zu verstehen, sondern zunächst die Umgebung des Luftfederschlagwerks selbst, wo z. B. im Kurbelraum oder in dem Raum vor dem Schlagkolben ausreichende Volumina zur Verfügung stehen, um einen wirksamen Luft- und Druckausgleich mit dem Hohlraum 11 im Inneren des Schlagwerks zu gewährleisten.In the in the Fig. 1 and 2 shown control may be a rod-shaped tube, in the wall radial control openings 18 are formed. The number of control ports 18 should correspond to the number of idle ports 16. Therefore, in Fig. 1 also shown three control openings 18. Furthermore, the axial distance of the control openings 18 is dimensioned such that each of the control openings 18 via an associated Idle opening 16 can be moved. The control openings 18 lead to the environment of the air spring impact mechanism, so for example in the rest of the interior of the hammer or to the environment of the device. Under "'environment" or "ambient atmosphere" is therefore not necessarily the environment of the air spring impact work tool to understand, but first the environment of the air spring impact itself, where z. B. in the crankcase or in the space in front of the percussion piston sufficient volumes are available to ensure effective air and pressure equalization with the cavity 11 inside the percussion.

Die Fig. 1 zeigt den Schlagbetrieb, in dem das Steuerelement 17 in Schließstellung steht, so dass die Steueröffnungen 18 nicht über den Leerlauföffnungen 16 stehen und die Leerlauföffnungen 16 vielmehr durch das Steuerelement 17 vollständig abgedeckt sind. Dabei ist eine bestmögliche Abdichtung der Leerlauföffnungen 16 anzustreben.The Fig. 1 shows the impact mode in which the control element 17 is in the closed position, so that the control openings 18 are not above the idling openings 16 and the idling openings 16 are rather completely covered by the control 17. In this case, the best possible sealing of the idling openings 16 is desirable.

In Fig. 2 wird das gleiche Schlagwerk, jedoch im Leerlaufbetrieb gezeigt.In Fig. 2 the same percussion is shown, but in idle mode.

Dazu ist das Steuerelement 17 axial etwas verlagert worden, so dass die Steueröffnungen 18 über den Leerlauföffnungen 16 stehen.For this purpose, the control element 17 has been slightly displaced axially, so that the control openings 18 are above the idling openings 16.

Da - wie oben beschrieben - der Belüftungsschlitz 13 über wenigstens einer der Leerlauföffnungen 16 steht, besteht eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Belüftungsschlitz 13, der betreffenden Leerlauföffnung 16 und der- zugeordneten Steueröffnung 18.Since, as described above, the ventilation slit 13 is located above at least one of the idling openings 16, there is a communicating connection between the ventilation slit 13, the respective idling opening 16 and the associated control opening 18.

Sobald eine hintere Kante 19 des Kolbenkopfs 7 eine hintere Kante 20 des Belüftungsschlitzes 13 passiert hat, besteht darüber hinaus eine kommunizierende Verbindung zum Hohlraum 11, wie in Fig. 2 gezeigt. Folglich kann die im Hohlraum 11 befindliche Luftfeder über den Belüftungsschlitz 13, die Leerlauföffnung 16 und die Steueröffnung 18 zur Umgebung hin belüftet werden.Once a trailing edge 19 of the piston head 7 has passed a trailing edge 20 of the vent slot 13, there is also a communicating connection to the cavity 11, as in FIG Fig. 2 shown. Consequently, the air spring located in the cavity 11 can be vented via the ventilation slot 13, the idle opening 16 and the control opening 18 to the environment.

Erst, wenn das Steuerelement 17 wieder in seine Schließstellung (Fig. 1) verschoben ist, wird die kommunizierende Verbindung unterbrochen, so dass sich wieder ein Druck in der Luftfeder im Hohlraum 11 ausbilden kann.Only when the control 17 back to its closed position ( Fig. 1 ) is shifted, the communicating connection is interrupted, so that again a pressure in the air spring in the cavity 11 can form.

Das Steuerelement 17 ist vorzugsweise durch eine nicht dargestellte Federeinrichtung derart beaufschlagt, dass es in Normalstellung in seiner Offenstellung (Leerlaufbetrieb) steht. Durch entsprechende Maßnahmen des Bedieners, z. B. durch Aufsetzen des Werkzeugs auf das zu bearbeitende Gestein, kann eine Druckkraft auf das Steuerelement 17 übertragen werden, so dass das Steuerelement 17 in seine Schließstellung verlagert wird und der Hammer seinen Betrieb aufnimmt. Die weitere Ausgestaltung der Schaltung des Luftfederschlagwerks ist nicht Gegenstand der Erfindung und kann z. B. der DE 198 47 687 A1 entnommen werden.The control element 17 is preferably acted upon by a spring device, not shown, such that it is in the normal position in its open position (idle mode). By appropriate measures of the operator, eg. B. by placing the tool on the rock to be processed, a compressive force can be transmitted to the control element 17, so that the control element 17 is displaced into its closed position and the hammer starts its operation. The further embodiment of the circuit of the air spring impact is not the subject of the invention and can, for. B. the DE 198 47 687 A1 be removed.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftfederschlagwerks, diesmal zur Anwendung in einem Bohrhammer, der außer einer Schlagbewegung auch eine Drehbewegung auf das Werkzeug ausübt. Soweit im Wesentlichen gleiche oder ähnliche Bauteile wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung Verwendung finden, werden die betreffenden Bauelemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.The Fig. 3 and 4 show a further embodiment of an air spring impact mechanism according to the invention, this time for use in a hammer drill, which also exerts a rotational movement on the tool in addition to a striking movement. Insofar as substantially identical or similar components are used as in the first embodiment of the invention, the relevant components are identified by the same reference numerals.

Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen gemäß Fig. 1, 2 einerseits und Fig. 3, 4 andererseits besteht in der Ausgestaltung des Steuerelements als Steuerhülse 22.The main difference between the two embodiments according to Fig. 1 . 2 on the one hand and Fig. 3 . 4 On the other hand, in the embodiment of the control as a control sleeve 22nd

Da - wie oben beschrieben - zusätzlich zu der Schlagbewegung auch eine Drehbewegung erzeugt werden soll (die an sich aber nicht Gegenstand der Erfindung ist), muss der Antriebskolben 3 weiterhin drehfest gehalten werden, während das ihn umgebende Führungsrohr 15 drehbar sein muss. Der Schlagkolben 6 dreht sich entweder mit dem Führungsrohr 15 mit oder bewegt sich lediglich axial, ohne weitere Drehbewegung. Dies hängt von den Reibungsverhältnissen zwischen dem Kolbenkopf 7 des Schlagkolbens 6 und dem Antriebskolben 3 einerseits sowie dem Schaft 8 des Schlagkolbens 6 und dem Führungsrohr 9 andererseits ab.Since - as described above - in addition to the impact movement and a rotational movement to be generated (which is not in itself subject of the invention), the drive piston 3 must continue to be held against rotation while the surrounding guide tube 15 must be rotatable. The percussion piston 6 either rotates with the guide tube 15 or moves only axially, without further rotation. This depends on the friction conditions between the piston head 7 of the percussion piston 6 and the drive piston 3 on the one hand and the shaft 8 of the percussion piston 6 and the guide tube 9 on the other hand.

Weil sich das Führungsrohr 15 dreht, ist das Steuerelement als Steuerhülse 22 ausgeführt, die das Führungsrohr 15 am Umfang umgibt. Das Führungsrohr 15 und die Steuerhülse 22 sind drehsicher zueinander angeordnet, so dass sichergestellt ist, dass die Leerlauföffnungen 16 und die Steueröffnungen 18 übereinander bewegbar sind. Das Führungsrohr 15 und die Steuerhülse 22 sind somit axial zueinander beweglich, aber in Umfangsrichtung zueinander fixiert.Because the guide tube 15 rotates, the control is designed as a control sleeve 22 which surrounds the guide tube 15 on the circumference. The guide tube 15 and the control sleeve 22 are arranged to be safe from rotation to each other, so that it is ensured that the idle openings 16 and the control openings 18 are movable one above the other. The guide tube 15 and the control sleeve 22 are thus axially movable relative to each other, but in the circumferential direction fixed to each other.

Um weiterhin sicherzustellen, dass in jeder beliebigen Relativstellung zwischen dem Antriebskolben 3 und dem Führungsrohr 15, also sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung, der Belüftungsschlitz 13 mit wenigstens einer Leerlauföffnung 16 kommunizieren kann, ist jeder Leerlauföffnung 16 auf der Innenseite des Führungsrohrs 15 eine ringförmige Innennut 23 zugeordnet. Die Innennuten 23 gewährleisten es, dass unabhängig von der relativen Verdrehstellung des Antriebskolbens 3 zum Führungsrohr 15 stets eine kommunizierende Verbindung zwischen dem Belüftungsschlitz 13 und der Leerlauföffnung 16 herstellbar ist.To further ensure that in any relative position between the drive piston 3 and the guide tube 15, so both in the axial direction and in the circumferential direction, the ventilation slot 13 can communicate with at least one idle opening 16, each idle opening 16 on the inside of the guide tube 15 a associated annular inner groove 23. The inner grooves 23 ensure that regardless of the relative rotational position of the drive piston 3 to the guide tube 15 is always a communicating connection between the ventilation slot 13 and the idle opening 16 can be produced.

Die Steuerhülse 22 lässt sich über eine schematisch dargestellte Schaltgabel 24 bzw. eine Schaltmuffe axial hin- und herbewegen, um die Offen- bzw. Schließstellung zu erreichen. Hierbei gelten die gleichen Regeln wie bei der oben in Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform.The control sleeve 22 can be moved back and forth axially via a schematically illustrated shift fork 24 or a shift sleeve in order to achieve the open or closed position. Here are the same rules as the above in connection with the Fig. 1 and 2 described embodiment.

Die Erfindung ermöglicht eine Verkürzung des Leerlaufweges durch Belüftung des Verdichtungsraumes (Hohlraumes 11) über seitliche Kolbenöffnungen (Belüftungsschlitze 13). Dies führt zu einer Verkürzung der gesamten Hammerbaulänge. Darüber hinaus lässt sich der Kolben besonders kurz bauen, was einer weiteren Verkürzung der Hammerbaulänge dient und zudem Gewicht spart.The invention enables a shortening of the idle travel by aeration of the compression space (cavity 11) via lateral piston openings (ventilation slots 13). This leads to a shortening of the entire hammer length. In addition, the piston can be built very short, which further reduces the hammer length and also saves weight.

Aufgrund des völligen Fehlens von Leerlauföffnungen im Antriebskolben wird die Gefahr des Falschluftziehens beim Ansaugen (Zurückholen) des Schlagkolbens 6 reduziert. Dies gilt umso mehr, als zum offenen Ende des Antriebskolbens 3 hin keine anwachsende Gesamtquerschnittsfläche von (nicht vorhandenen) Leerlauföffnungen vorliegt.Due to the complete absence of idling openings in the drive piston, the risk of false air pulling during suction (retrieval) of the percussion piston 6 is reduced. This is all the more true, as there is no growing total cross-sectional area of (non-existing) idling openings toward the open end of the drive piston 3.

Die hintere Kante 20 des Belüftungsschlitzes 13 dient gleichzeitig als hintere Steuerkante für die Schlagwerksbelüftung. Dadurch befinden sich im Kompressionsraum im Hohlraum 11 keine zusätzlichen Belüftungsbohrungen, die - bei unzureichender Abdichtung - einen Luftverlust bewirken könnten. Trotzdem ist eine sofortige Belüftung des Hohlraums 11 bei Überfahren der Hinterkante 20 im Leerlauf- bzw. Schwachschlagzustand möglich.The rear edge 20 of the ventilation slot 13 also serves as a rear control edge for the percussion ventilation. As a result, there are no additional ventilation holes in the cavity 11 in the compression space, which - if the seal is inadequate - could cause air loss. Nevertheless, an immediate ventilation of the cavity 11 is possible when driving over the trailing edge 20 in the idle or weak stroke state.

Aufgrund der wenigen Durchbrüche in der Führungswand 5 des Antriebskolbens 3, die ausschließlich durch die Belüftungsschlitze 13 bedingt sind, wird eine bessere Stabilität des Antriebskolbens 3 bei gleicher Wandstärke bzw. sogar die Möglichkeit einer Verringerung der Wandstärke erreicht. Dadurch sind z. B. umlaufende oder axial verlaufende Vertiefungen an der Außenseite der Führungshülse 5 zur Verminderung der Reibung möglich.Due to the few openings in the guide wall 5 of the drive piston 3, which are exclusively due to the ventilation slots 13, a better stability of the drive piston 3 is achieved with the same wall thickness or even the possibility of reducing the wall thickness. As a result z. B. circumferential or axially extending recesses on the outside of the guide sleeve 5 to reduce the friction possible.

Schließlich ist es möglich, die Schlagstärke durch Teilöffnung der Querschnitte der Leerlauföffnungen 16 im Führungsrohr 15 zu erreichen. Hierbei ist es auch möglich, die Leerlauföffnungen 16 mit unterschiedlichen Querschnitten auszustatten.Finally, it is possible to achieve the impact strength by partial opening of the cross sections of the idling openings 16 in the guide tube 15. In this case, it is also possible to equip the idling openings 16 with different cross sections.

Claims (10)

  1. Pneumatic spring percussion mechanism, having
    - a drive piston (3) which can be moved axially in a reciprocating manner and is formed in hollow manner with a cavity at one end side;
    - a percussion piston (6) which can be moved axially in a reciprocating manner in the cavity of the drive piston (3) and together with the drive piston (3) surrounds a hollow space (11);
    - at least one ventilation slot (13) which is formed in a sleeve-shaped guide wall (5) of the drive piston (3) and is formed in such a manner that in a predetermined relative position between the drive piston (3) and the percussion piston (6) a communicating connection exists between an antechamber (14), which is located in front of a piston head (7) of the percussion piston (6), and the hollow space (11), such that air from the antechamber (14) can flow into the hollow space (11) via the ventilation slot (13), and having
    - a guide tube (15), on the inner side of which the guide wall (5) of the drive piston (3) can be guided;
    wherein
    - the guide tube (15) is provided with an idle opening (16) or a plurality of idle openings (16) which are disposed so as to be distributed in the axial direction and which extend in the radial direction;
    - disposed on the outer side of the guide tube (15) is a moveable control element (17), in which a control opening (18) is provided which corresponds to the idle opening (16), or in which control openings (18) are provided which correspond to the plurality of idle openings (16), and wherein
    - the control element (17) can be moved between an open position, in which at least one of the control openings (18) is positioned over an idle opening (16), and a closed position, in which the control openings (18) are not positioned over the idle opening or openings (16), so that the idle openings (16) are all closed by the control element (17); and that
    characterised in that in an idle operating mode of the percussion mechanism, the control element (17) is located in the open position and the hollow space (11) can be brought into communicating connection with the surrounding atmosphere via the at least one ventilation slot (13), at least one of the idle openings (16) and at least one of the control openings (18).
  2. Pneumatic spring percussion mechanism as claimed in claim 1, characterised in that the axial length of the ventilation slot (13) is greater than the axial height of a piston head (7), which is guided in the drive piston (3), of the percussion piston (6).
  3. Pneumatic spring percussion mechanism as claimed in claim 1 or 2, characterised in that the axial length of the ventilation slot (13) is greater than the minimum axial distance between edges, which are located closest to one another, of axially adjacent idle openings (16).
  4. Pneumatic spring percussion mechanism as claimed in any one of claims 1 to 3, characterised in that there is an equal number of idle openings (16) and control openings (18).
  5. Pneumatic spring percussion mechanism as claimed in any one of claims 1 to 4, characterised in that the control element (17) is held in a defined position, in particular in the open position, by means of a spring device.
  6. Pneumatic spring percussion mechanism as claimed in any one of claims 1 to 5, characterised in that the control element is a control sleeve (22) which surrounds the guide tube (15).
  7. Pneumatic spring percussion mechanism as claimed in claim 6, characterised in that the drive piston (3) is disposed in a rotationally fixed manner, whereas the guide tube (15) and the control sleeve (22) can be rotated together relative to the drive piston (3).
  8. Pneumatic spring percussion mechanism as claimed in claim 6 or 7, characterised in that the control sleeve (22) can be moved axially between the open position and the closed position by means of a switching element (24) which is disposed in a rotationally fixed manner in relation to a housing.
  9. Pneumatic spring percussion mechanism as claimed in any one of claims 6 to 8, characterised in that an annular inner groove (23) is provided on the inner side of the guide tube (15) in each case at the height of an idle opening (16).
  10. Pneumatic spring percussion mechanism as claimed in any one of claims 1 to 9, characterised in that the guide wall (5) of the drive piston (3) has no further openings or apertures except for the one ventilation slot (13) or the plurality of ventilation slots (13).
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