DE2726214A1 - Rotary and impact drill with pneumatic piston - has buffer and seal with braking action, between piston and impact member - Google Patents
Rotary and impact drill with pneumatic piston - has buffer and seal with braking action, between piston and impact memberInfo
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Abstract
Description
Bohrhammer mit pneumatisch angetriebenem Schlagkolben Rotary hammer with pneumatically driven percussion piston
Die Erfindung betrifft einen Bohrhammer mit einem Zylinder zur Führung eines motorisch hin und her verschieblichen Antriebskolbens und eines Schlagkolbens unter Zwischenschaltung eines Luftpolsters.The invention relates to a hammer drill with a cylinder for guidance a motor-driven back and forth displaceable drive piston and a percussion piston with the interposition of an air cushion.
Bei bekannten Bohrhämmern sind im Zylinder Ausgleichsbohrungen vorgesehen, über welche die beim normalen Arbeitsbetrieb des Gerätes auftretenden Leckverluste des Luftpolsters sukzessive ausgeglichen werden. Bei ordnungsgemäss dichtendem Antriebskolben bzw. Schlagkolben wird auf diese Weise sichergestellt, dass zwischen den beiden Kolben ein ausreichendes Luftpolster besteht, sodass sich die Kolben gegenseitig mechanisch nicht beaufschlagen können. Durch den üblichen Verschleiss bedingt, lässt jedoch die Dichtwirkung naturgemäss nach, wodurch die Leckverluste des Luftpolsters zunehmen. Bei stark verschlissenen Dichtelementen kommt es deshalb vor, dass der Schlagkolben plötzlich am Antriebskolben aufschlägt. Dies führt erfahrungsgemäss zu erheblichen Schäden am Gerät: so werden zumeist nebst dem Pleuel des Antriebskolbens auch dessen Antriebsorgane, der Zylinder und weitere Teile beschädigt. Hin und wieder durchschlagen die beschädigten Teile sogar das Gerätegehäuse, sodass auch eine Verletzungsgefahr für die Bedienungsperson besteht.In known rotary hammers, compensating bores are provided in the cylinder, through which the leakage losses that occur during normal operation of the device of the air cushion are successively equalized. With the drive piston sealing properly or percussion piston is ensured in this way that between the two There is a sufficient air cushion in the piston so that the pistons are mutually exclusive cannot act mechanically. Due to the usual wear and tear, leaves however, the sealing effect naturally decreases, which reduces the leakage of the air cushion gain weight. With heavily worn sealing elements it can happen that the Percussion piston suddenly hits the drive piston. Experience shows that this leads to this to considerable damage to the device: this is mostly the case with the connecting rod of the drive piston its drive mechanisms, the cylinder and other parts are also damaged. Now and again The damaged parts even penetrate the device housing, which also creates a risk of injury for the operator.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es Aufgabe der Erfindung einen Bohrhammer zu schaffen, dessen Schlagkolben bei einem Aufeinanderschlagen von Antriebskolben und Schlagkolben zur Vermeidung von Folgeschäden die Hubbewegung unterbricht.To avoid these disadvantages, it is an object of the invention To create hammer drill, the percussion piston when the drive piston hits each other and impact piston interrupts the stroke movement to avoid consequential damage.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schlagkolben ein bei dessen Zusammentreffen mit dem Antriebskolben unter bleibender Verformung gegen die Zylinderwandung pressbares Bremsglied aufweist.According to the invention, the object is achieved in that the percussion piston one when it meets the drive piston with permanent deformation Has a brake member which can be pressed against the cylinder wall.
Beim Aufschlagen des Schlagkolbens am Antriebskolben, zufolge eines zuwenig komprimierbaren Luftpolsters, wird das Bremsglied entsprechend der kinetischen Aufprallenergie des Schlagkolbens verformt und damit gegen die Wandung der Zylinderbohrung gedrückt. Bei entsprechend hoher kinetischer Energie des Schlagkolbens wird dabei das verformbare Bremsglied mit so hohem Druck gegen die Zylinderwandung gepresst, dass der entstandene Reibschluss ein weiteres oszillieren des Schlagkolbens unterbindet. Dadurch ist ein abermaliges Zusammenschlagen der beiden Kolben ausgeschlossen. Durch anschliessenden Austausch des dieserart verschlissenen Bremsgliedes gegen ein neues und. Ersetzen der abgenützten Dichtelemente der Kolben kann der Bohrhammer ohne grosse Folgeschäden alsdann wieder intakt gesetzt werden.When the impact piston hits the drive piston, as a result of one too little compressible air cushion, the braking member is corresponding to the kinetic Impact energy of the percussion piston is deformed and thus against the wall of the cylinder bore pressed. With a correspondingly high kinetic energy of the percussion piston the deformable braking member is pressed against the cylinder wall with such high pressure, that the resulting frictional engagement prevents the percussion piston from oscillating again. This prevents the two pistons from hitting each other again. By Subsequent replacement of the worn-out brake member with a new one and. The hammer drill can replace the worn sealing elements of the pistons without major consequential damage can then be restored to intact.
Als Materialien für das Bremsglied eignen sich plastisch verformbare Werkstoffe unterschiedlichster Art, wie beispielsweise Blei, Zinklegierungen, Kupfer, Kunststoff und dgl. In formmässiger Hinsicht kann das Bremsglied verschiedenartig gestaltet sein. Grundsätzlich ist es nur wesentlich, dass dieses bei axialer Beabschlagung durch den Antriebskolben sich unter plastischer Verformung gegen die Zylinderwandung anlegt.Plastically deformable materials are suitable as materials for the braking member Materials of various types, such as lead, zinc alloys, copper, Plastic and the like. In terms of shape, the braking member can be of various types be designed. Basically, it is only essential that this is done with axial loading by the drive piston under plastic deformation against the cylinder wall applies.
Vorzugsweise ist das Bremsglied als Scheibe mit im wesentlichen dem Schlagkolben entsprechendem Aussendurchmesser ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich ein besonders sensibles Reagieren des Bremsgliedes erzielen, da die Scheibe im Arbeitsbetrieb bereits an der Zylinderwandung anliegt und folglich auch schon bei energiearmem Zusammenschlagen der Kolben unmittelbar das Festklemmen des Schlagkolbens eintritt. Die Scheibe kann, je Konstruktion des Schlagkolbens, sowohl Vollquerschnitt als auch Ringquerschnitt mit beispielsweise ebener oder gewellter stirnseitiger Oberfläche aufweisen.Preferably, the brake member is a disc with substantially the Percussion piston designed according to the outer diameter. That way lets A particularly sensitive reaction of the braking member can be achieved because the disc is already in contact with the cylinder wall during operation and consequently already when the pistons strike together with little energy, the percussion piston is immediately jammed entry. The disc can, depending on the design of the percussion piston, both Full cross-section as well as ring cross-section with, for example, planar or corrugated have frontal surface.
Mit Vorteil ist das Bremsglied an der dem Antriebskolben zugewandten Stirnseite des Schlagkolbens angeordnet. Es haben sich dazu im besonderen scheibenförmige Bremsglieder mit einem umlaufenden, gegen den Antriebskolben hin gerichteten Rand bewährt. Die Bremsglieder lassen sich beispielsweise durch eine zentrische Zapfenverbindung am Endbereich des Schlagkolbens festlegen.The braking member is advantageously on the one facing the drive piston Arranged face of the percussion piston. There have to be in particular disk-shaped Brake members with a circumferential edge directed towards the drive piston proven. The brake members can be, for example, by a central pin connection at the end of the percussion piston.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist das Bremsglied zwischen einem werkzeugseitigen Abschnitt und einem diesem gegenüber axial verschiebbaren antriebskolbenseitigen Abschnitt des Schlagkolbens angeordnet. Diese Ausbildungsform hat den Vorteil geringen Materialaufwandes, da ringförmige Bremsglieder kleinsten Querschnitts verwendet werden können. Dabei kann die Form des Querschnitts des Bremsgliedes beliebiger Art sein.According to a further proposal of the invention, the braking member is between a tool-side section and one axially displaceable with respect to this Arranged drive piston-side portion of the percussion piston. This form of training has the advantage of low material costs, since the ring-shaped brake members are the smallest Cross-section can be used. The shape of the cross-section of the brake member be of any kind.
Als weitere Ausbildungsvariante hat es sich.zweckmässig erwiesen, das Bremsglied als in einer Radialbohrung des Schlagkolbens geführter Stift auszubilden, wobei in die Radialbohrung eine Axialbohrung mündet, die der Führung eines axial verschieblichen, die Stirnseite des Schlagkolben gegen den Antriebskolben hin überragenden, mit dem Bremsglied in Kontakt stehenden Umlenkzapfens dient. Der Umlenkzapfen überträgt so den beim Beaufschlagen des Antriebskolbens auftretenden Schlagimpuls an den Stift, der dadurch unter plastischer Verformung zum Zwecke des besagten Festklemmens des Schlagkolbens gegen die Zylinderwandung gepresst wird. Der den Schlagkolben mit Vorteil über den ganzen Durchmesser radial durchsetzende Stift ist zweckmässig längsgeteilt, wobei die Axialbohrung im Bereich der Trennstelle des Stiftes in die Radialbohrung eintritt. Dadurch wird das radiale Verschieben der beiden Stift-Teile gegen die Zylinderwandung hin erleichtert, da der zweckmässig keilförmig zugespitzte Umlenkzapfen so lediglich Umlenkfunktion und zusätzlich nicht auch Trennfunktion zu erfüllen hat. Auch auf diese Weise lässt sich also ein sensibles Stoppen des Schlagkolbens erzielen. Grundsätzlich ist es auch möglich, nur einen einteiligen oder mehrere zueinander winkelversetzte stiftförmige Bremsglieder zum gleichzeitigen Anpressen an der Zylinderwandung durch Betätigen eines Umlenkzapfens vorzusehen.As a further training variant, it has proven to be useful to design the braking member as a pin guided in a radial bore of the percussion piston, wherein an axial bore opens into the radial bore that guides an axial one displaceable, the end face of the percussion piston protruding towards the drive piston, with the brake member in contact deflection pin is used. The deflection pin transmits so the impact pulse that occurs when the drive piston is applied to the pin, which thereby under plastic deformation for the purpose of said clamping of the Percussion piston is pressed against the cylinder wall. The percussion piston with Advantage of the pin penetrating radially over the entire diameter is expediently divided lengthways, whereby the axial bore in the area of the separation point of the pin in the radial bore occurs. This will cause the two pin parts to move radially against the cylinder wall facilitated, since the expediently tapered wedge-shaped Deflection pin only deflecting function and, in addition, not also separating function has to meet. In this way, too, the Achieve percussion piston. In principle, it is also possible to have just a one-piece or several pin-shaped braking members offset at an angle to each other for simultaneous Provide pressing against the cylinder wall by actuating a deflection pin.
Als eine funktionstüchtige Abart eines stiftförmigen Bremsgliedes hat sich ein bügelförmiges Bremsglied erwiesen. Dieses ist in Bohrungen, die den Schlagkolben von der antriebskolbenseitigen Stirnfläche her diametral und schräg verlaufend durchsetzen, mit den Schenkeln gefasst und überragt mit dem Rücken die Stirnfläche zum Antriebskolben hin. Beim Aufschlagen am Antriebskolben wird der Bügel in der Weise verformt, dass die Enden der Schenkel aus den Schrägbohrungen treten und an die Zylinderwandung gepresst werden, wodurch wiederum der Bremseffekt erzielt wird.As a functional version of a pin-shaped braking member a bow-shaped braking member has been found. This is in holes that the Percussion piston diametrically and diagonally from the end face on the drive piston side running through, grasped with the thighs and surmounted with the back End face towards the drive piston. When it hits the drive piston, the Bracket deformed in such a way that the ends of the legs come out of the oblique bores step and are pressed against the cylinder wall, which in turn has the braking effect is achieved.
Die Erfindung soll nunmehr anhand von sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigen: Fig. 1 einen Bohrhammer im ordnungsgemässen Arbeitseinsatz, teilweise im Schnitt, Fig. 2 den Bohrhammer gemäss Fig. 1, mit zufolge Aufschlagens am Antriebskolben verformtem Bremsglied, teilweise im Schnitt, Fig. 3 einen Schlagkolben in zweigeteilter Ausführung, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Schlagkolbens.The invention is now intended to reproduce, for example, on the basis of it Drawings are explained in more detail, namely show: Fig. 1 a hammer drill in the proper Labor, partly in section, FIG. 2 shows the hammer drill according to FIG. 1, with according to Deformed braking member hitting the drive piston, partly in section, Fig. 3 shows a percussion piston in two-part design, FIG. 4 shows a further embodiment a percussion piston.
Der in Fig. 1 dargestellte Bohrhammer besteht aus einem Gehäuse 1, in welchem über ein vorderseitiges Kugellager 2 und ein rückseitiges Nadellager 3 ein Zylinder 4 drehbar gelagert ist. Im vorderen Bereich ist der Zylinder 4 als Aufnahme für ein andeutungsweise erkennbares Bohrwerkzeug 5 ausgebildet. Letzteres weist Mitnahmenuten 5a zum Eingriff nicht dargestellter Mitnahmeelemente auf. Ein gehäuseseitig abgestützter Dichtring 6 unterbindet einerseits das Eindringen von Schmutz in das Gerät und andererseits das Austreten von Schmierstoffen.The hammer drill shown in Fig. 1 consists of a housing 1, in which a front ball bearing 2 and a rear needle bearing 3 a cylinder 4 is rotatably mounted. In the front area, the cylinder 4 is as A receptacle for a drilling tool 5, which can be seen in a hint, is formed. The latter has driving grooves 5a for engaging driving elements, not shown. A Sealing ring 6 supported on the housing side on the one hand prevents the penetration of Dirt in the device and, on the other hand, the leakage of lubricants.
Auf dem Zylinder 4 ist über einen Sicherungsstift 7 ein Kegelrad 8 drehfest angeordnet. Der Drehantrieb des Kegelrades 8 bzw. des Zylinders 4 erfolgt durch ein motorisch angetriebenes Kegelritzel 9. Ferner wird vom nicht gezeigten Motor auch eine Exzenterwelle 11 angetrieben, die über einen Pleuel 12 einem im Zylinder 4 gelagerten gesamthaft mit 13 bezeichneten Antriebskolben Hubbewegung verleiht. Zur Kupplung des Pleuels 12 mit dem Antriebskolben 13 sind die genannten Teile von einem Kolbenbolzen 14 durchsetzt. Der Antriebskolben 13 trägt ferner ein ringförmiges Dichtelement 15.A bevel gear 8 is mounted on the cylinder 4 via a locking pin 7 non-rotatably arranged. The rotary drive of the bevel gear 8 or the cylinder 4 takes place by a motor-driven bevel pinion 9. Furthermore, it is not shown Motor also driven an eccentric shaft 11, which via a connecting rod 12 is an im Cylinder 4 supported as a whole with 13 designated drive piston stroke movement confers. For coupling the connecting rod 12 to the drive piston 13, the aforementioned are Parts penetrated by a piston pin 14. The drive piston 13 also contributes annular sealing element 15.
Im Zylinder 4 ist vor dem Antriebskolben 13 auch ein gesamthaft mit 16 bezeichneter Schlagkolben gelagert.In the cylinder 4 in front of the drive piston 13 there is also an overall with 16 designated percussion piston stored.
Dieser weist einen Schaft 17 zur Uebertragung der kinetischen (Arbeits)-Energie an das Bohrwerkzeug 5 sowie rückseitig einen Kopf 18 auf. Der Kopf 18 ist ebenso wie der Antriebskolben 13 mit einem Dichtelement 19 versehen. Ferner trägt der Kopf 18 ein die zum Antriebskolben 13 hin gerichtete Stirnseite überragendes Bremsglied 21. Dieses besteht aus plastisch verformbarem Kunststoff und ist durch Eingiessen über ein Fussteil 21a im Kopf 18 formschlüssig gehaltert. Die Oberseite des Bremsgliedes 21 ist tellerförmig gestaltet und weist einen abstehenden verformbaren Rand 21b auf.This has a shaft 17 for the transmission of the kinetic (work) energy on the drilling tool 5 and a head 18 on the rear. The head 18 is as well like the drive piston 13 is provided with a sealing element 19. Furthermore, the head bears 18 a braking member projecting beyond the end face directed towards the drive piston 13 21. This consists of plastically deformable plastic and is poured into place Supported in a form-fitting manner via a foot part 21a in the head 18. The top of the brake link 21 is plate-shaped and has a protruding deformable edge 21b on.
Durch die Hubbewegung des Antriebskolbens 13 wird der Schlagkolben 16 von dem zwischen den beiden Kolben im Zylinder 4 stehenden Luftpolster entsprechend phasenverschoben ebenso in hin-und hergehende Bewegung versetzt. Um dabei. das Vorlaufen des Schlagkolbens 16 in die gezeigte schlagabgebende Stellung nicht zu hemmen, weist der Zylinder 4 vorderseitig Abblasbohrungen 4a auf. Des weiteren ist im Zylinder 4 eine Ausgleichsbohrung 4b vorgesehen, welche dichtungsbedingt auftretende Leckverluste des Luftpolsters in begrenzten Umfange sukzessive ausgleicht. Mit zunehmender Einsatzzeit des Bohrhammers lässt erfahrungsgemäss jedoch die Wirkung der Dichtelemente 15, 19 erheblich nach, was zur Folge hat, dass der Antriebskolben 13 und der Schlagkolben 16 bei der aufeinander zugerichteten Hubbewegung immer näher aneinandergelangen, bis plötzlich die Stirnseiten der Kolben aufeinanderprallen. Mit abnehmender Dichtheit nimmt demnach auch die Aufschlagen energie zu.Due to the stroke movement of the drive piston 13, the percussion piston 16 of the air cushion standing between the two pistons in cylinder 4 accordingly out of phase also set in reciprocating motion. To do it. the running ahead of the percussion piston 16 not to inhibit in the shown impact-emitting position, has the cylinder 4 has blow-off bores 4a on the front side. Furthermore is in the cylinder 4 a compensating bore 4b is provided, which prevents leakage losses caused by the seal gradually balances the air cushion to a limited extent. With increasing usage time However, experience has shown that the effect of the sealing elements 15, 19 considerably, with the result that the drive piston 13 and the percussion piston 16 get closer and closer to each other in the mutually aligned lifting movement, until suddenly the faces of the pistons collide. With decreasing tightness accordingly, the impact energy also increases.
Die Festigkeit bzw. plastische Verformbarkeit des Bremsgliedes 21 ist so vorbestimmt, dass dieses entsprechend verformt wird bevor die vom Schlagkolben 16 an den Antriebskolben 13 abgegebene kinetische Energie etwa ein Beschädigen des Pleuels 12 oder anderer Geräteteile hervorrufen kann.The strength or plastic deformability of the braking member 21 is predetermined so that it is deformed accordingly before the impact piston 16 kinetic energy delivered to the drive piston 13, for example damaging the Connecting rod 12 or other parts of the device.
Die Fig. 2 zeigt den Bohrhammer nachdem der Schlagkolben 16 am Antriebskolben 13 aufgeschlagen hat, wodurch die Oberseite des Bremsgliedes 21 und im besonderen der Rand 21b plastisch verformt wurde. Die besagten Zonen des Bremsgliedes 21 werden demnach unter bleibendem Druck gegen die Zylinderwandung gepresst, sodass der Schlagkolben 16, zufolge der hohen Haftreibung des Bremsgliedes 21 vom Antriebskolben 13 über das Luftpolster nicht mehr weiter verschiebbar ist. Der Schlagkolben 16 wird nach dem Aufprallen am Antriebskolben 13 lediglich noch beim nächsten Vorwärtshub in die gezeigte vordere Position gebracht. Damit ist die Schlagabgabe an das Bohrwerkzeug 5 unterbrochen, was der Bedienungsperson anzeigt, dass ein neues Bremsglied 21 sowie funktionstüchtige Dichtelemente 15, 19 einzubauen sind.Fig. 2 shows the hammer drill after the percussion piston 16 on the drive piston 13 has hit, causing the top of the brake member 21 and in particular the edge 21b has been plastically deformed. Said zones of the braking member 21 are accordingly pressed against the cylinder wall under constant pressure, so that the percussion piston 16, due to the high static friction of the brake member 21 from the drive piston 13 over the air cushion can no longer be moved. The percussion piston 16 is after the impact on the drive piston 13 only on the next forward stroke in brought to the front position shown. This is the output of the blow to the drilling tool 5 interrupted, which indicates to the operator that a new brake member 21 as well functional sealing elements 15, 19 are to be installed.
Der in Fig. 3 dargestellte gesamthaft mit 22 bezeichnete Schlagkolben weist am Schaft 23 rückseitig einen zweigeteilten Kopf 24 auf, wobei auf einem vorderseitigen Abschnitt 24a ein rückseitiger Abschnitt 24b durch eine Sicherungsscheibe 24c axial begrenzt verschiebbar ist. Zwischen dem vorderseitigen Abschnitt 24a und dem rückseitigen Abschnitt 24b ist ein als Scheibe 25 ausgebildetes metallenes Bremsglied eingelegt. Ferner trägt der Kopf 24 wiederum ein Dichtelement 26.The percussion piston shown in FIG. 3 is designated as a whole by 22 has a two-part head 24 on the rear of the shaft 23, with one on the front Section 24a a rear section 24b through a locking washer 24c axially can be moved to a limited extent. Between the front portion 24a and the rear In section 24b, a metallic braking member designed as a disk 25 is inserted. Furthermore, the head 24 in turn carries a sealing element 26.
Bei dieser Ausführungsform des Schlagkolbens 22 wird beim Aufschlagen des rückseitigen Abschnittes 24b am Antriebskolben 13 der besagte Abschnitt gegen den vorderseitigen Abschnitt 24a axial verschoben, wobei die Scheibe 25 plastisch verformt wird und sich dabei zum Festlegen des Schlagkolbens 22, wie prinzipiell bereits erläutert, gegen die Zylinderwandung presst.In this embodiment of the percussion piston 22, when it hits of the rear section 24b on the drive piston 13, said section against the front portion 24a axially displaced, the disk 25 plastically is deformed and thereby to set the percussion piston 22, as in principle already explained, presses against the cylinder wall.
Die Ausführungsform des gesamthaft mit 27 bezeichneten Schlagkolbens gemäss Fig. 4 weist ebenso einen Schaft 28 sowie einen Kopf 29 mit Dichtelement 31 auf. Der Kopf 29 ist von einer Radialbohrung 32 durchsetzt, in der zwei plastisch verformbare Stiftteile 33a, 33b angeordnet sind. Eine zentrale Axialbohrung 34 mündet von der rückseitigen Stirnseite des Kopfes 29 her in die Radialbohrung 32. In die Axialbohrung 34 ist ein Umlenkzapfen 35 eingesetzt, der vorderseitig kegelig ausgebildet ist, um beim Aufschlagen des Schlagkolbens 27 am Antriebskolben 13 durch axiales Eindrücken des Umlenkzapfens 35 ein radiales Auslenken der Stiftteile 33a und 33b zu bewirken. Dies wiederum führt zu dem besagten Verklemmen des Schlagkolbens 27 an der Zylinderwandung.The embodiment of the percussion piston designated as a whole by 27 4 also has a shaft 28 and a head 29 with a sealing element 31 on. The head 29 is penetrated by a radial bore 32 in which two plastic deformable pin parts 33a, 33b are arranged. A central axial bore 34 opens from the rear face of the head 29 into the radial bore 32. In the In the axial bore 34, a deflecting pin 35 is inserted, which is conical at the front is to when striking the impact piston 27 on the drive piston 13 by axial Pressing in the deflection pin 35 causes the pin parts 33a and 33b to be deflected radially to effect. This in turn leads to said jamming of the impact piston 27 on the cylinder wall.
Die erfindungsgemässe Lösung ist grundsätzlich auch bei Meisselhämmern ohne Drehantrieb verwertbar.The solution according to the invention is in principle also applicable to chisel hammers usable without rotary drive.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
Claims (5)
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ID=6011193
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