DE2757008C2 - Pneumatischer Bohrhammer - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein pneumatischer Bohrhammer mit in einer gemeinsamen, feststehenden Zylinderbüchse untergebrachten Antriebs- und Schlagelementen in Form eines motorbetätigten Antriebskolbens und eines freien Schlagkörpers, welcher vom Antriebskolben über Luft als Koppel- und Puffermedium in eine Hin- und Herbewegung versetzbar ist, wobei die Steuerung des Schlagkörpers über eine in der Zylinderwandung im Bereich des pneumatischen Puffers vorgesehene Lüftungsöffnung erfolgt und der Werkzeughalter drehangetrieben ist, und bei dem zur Drehung des Werkzeughalters eine die feststehende Zylinderbüchse umgebende, von dem den Antriebskolben betätigenden Motor angetriebene Hohlwelle vorgesehen und die Antriebsverbindung zwischen Motor- und Hohlwelle lösbar ist.

Um bei einem bekannten pneumatischen Bohrhammer (Drehschlagbohrmaschine) dieser Art dem Werkzeug einen drehenden und/oder schlagenden Antrieb zu vermitteln, sind an sich bekannte Vorkehrungen getroffen, um die Antriebsverbindung zwischen Elektromotor und Hohlwelle mechanisch zu lösen und diejenige zwischen Antriebskolben und Schlagkolben pneumatisch zu unterbinden (CH-PS 5 63 845).

Bei einer solchen bekannten Vorkehrung oder Vorrichtung zum mechanischen Lösen der Antriebsverbindung zwischen Elektromotor und einer hohl ausgebildeten Kupplungswelle wird die Drehverbindung zwischen einem vom Motorritzel über eine einen eingeschnittenen Zahnkranz enthaltenden Zwischenwelle angetriebenen Kegelrad und der Kupplungswelle durch einen mittels eines Schalthebels betätigbaren Schaltexzenter unterbrochen, indem der Schaltexzenter verdreht wird und dadurch einen unter der Wirkung einer Rückstellfeder stehenden Bolzen in das Innere der hohlen Kupplungswelle drückt. Dadurch können die als

ίο Übertragungselemente dienenden Kugeln in eine am besagten Bolzen vorgesehene Ringnut ausweichen, wodurch die Drehverbindung zwischen dem Kegelrad und der Kupplungswelle unterbrochen wird (DE-OS 22 52 951 und 21 36 523).

Zur geräteseitigen Abschaltung der Drehbewegung ist es bei pneumatischen Bohrhämmern auch bekannt, ein auf dem Außenmantel des den Antriebs- und Schlagkolben aufnehmenden Zylinders befindliches Zahnrad mit Hilfe eines besonderen Betätigungsmechanismus gegen die Kraft einer Rückstellfeder axial zu verschieben, wodurch es außer Eingriff mit einem Antriebsritzel gebracht wird (DE-OS 21 36 523).

Derartige, rein mechanisch arbeitende Vorrichtungen zum Lösen der Antriebsverbindung zwischen dem Motor und einer hohl ausgebildeten Kupplungswelle einschließlich des Betätigungssystems sind in konstruktiver, technischer und räumlicher Beziehung verhältnismäßig aufwendig und lassen hinsichtlich ihrer Bedienbarkeit zu wünschen übrig. Im Falle der axialen

w Verschiebung eines auf dem Zylinder befindlichen Zahnrads ist die mechanische Vorrichtung zum Lösen der Antriebsverbindung überdies auch nicht in den Kraftweg zum Antriebskolben bzw. in den unmittelbaren Kraftweg zur Hohlwelle eingefügt.

Es ist auch schon eine Gesteinsbohrmaschine mit einer Sicherheitskupplung zum Schutz des mit der Maschine Arbeitenden bei klemmendem Werkzeug bekannt, wobei die Sicherheitskupplung auf einen günstigen Wert festlegbar ist, und die zwischen Schlagen und Drehschlagen und zurück rasch umschaltbar ist, ohne daß die Arbeit unterbrochen werden muß (DE-AS 19 64 083).

Eine solche Sicherheitskupplung ist kompliziert im Aufbau, nimmt ein erhebliches Bauvolumen in Anspruch und arbeitet ferner rein mechanisch.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen pneumatischen Bohrhammer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß der für das Lösen der Antriebsverbindung zwischen Motor- und Hohlwelle erforderliche Aufwand an Konstruktionsmitteln und Platz auf ein Geringstmaß reduziert, die Handhabung des Auslösemechanismus weitestgehend vereinfacht und der Schaltvorgang vergleichsweise rascher durchführbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Kraftweg vom Motor zur Hohlwelle und/oder zum Antriebskolben hin eine elektromagnetisch schaltende Kupplung eingefügt ist, deren Magnetspule mittels eines im Spulenstromkreis liegenden Schalters betätigbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemä-Ben Hammerbohrer,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine bekannte schleifringlose elektromagnetisch geschaltete Lamellenkupplung. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist die Kurbelwelle

für den Antrieb des Arbeitskolbens 1 in zwei Wellenabschnitte 7' und 7" unterteilt Diese Wellenabschnitte sind hier durch eine elektromagnetische Schaltkupplung 44 miteinander verbindbar und voneinander lösbar. Die Betätigung dieser Kupplung kann mittels eines Druckknopfschalters ä4 od. dgl. erfolgen.

Bei der in Fig.2 schematisch dargestellten schleifringlosen elektromagnetischen Schaltkupplung mit feststehender Magnetspule sind beide Kuppiungshälften fest mit dem jeweiligen Wellenabschnitt T und 7" verbunden. Auf der fest auf der Welle T sitzenden Nabe 46 ist ein Tragkörper 47 angebracht, der über ein Lager den feststehenden Spulenträger 48 mit der Magnetspule 49 abstützt Der Magnetfluß ist gestrichelt eingezeichnet Zwischen dem feststehenden Spulenträger 48 und dem rotierenden Tragkörper 47 ist ein Luftspalt vorhanden. Durch das magnetische Feld wird die Ankerscheibe 55 gegen Federdruck angezogen, wodurch die Lamellen 50 zusammengepreßt werden und die Welle 7" über die Scheibe 51 angekuppelt wird. Mit 52 und 53 sind nichtmagnetische, zur Ablenkung des magnetischen Flusses dienende Werkstoffe bezeichnet.

Soll mit dem Bohrhammer der Arbeitsgang »Hämmern« bei gleichzeitigem »Bohren« ausgeführt werden, so ist zwecks Erzielung einer kraftschlüssigen Verbindung der beiden Wellenteile T und 7" die elektromagnetisch betätigbare Schaltkupplung 44 durch den betreffenden Schalter 54 zu betätigen, der den Stromkreis für die Magnetspule schließt. In diesem Fall arbeitet sowohl der in der feststehenden Zylinderbüchse 8 untergebrachte und geführte Arbeitskolben 1 als auch die Hohlwelle 13, welche die das Werkzeug 43 aufnehmende Spindelhülse 33 in Drehung versetzt. Der Antrieb des Arbeitskolbens 1 wird dabei durch die Übertragung der Drehzahl des Kurbelwellenstumpfs T über die Schaltkupplung 44 auf den abgehenden getriebenen Wellenabschnitt 7" bewirkt und die Hohlwelle 13 wird gleichzeitig mittels der Zwischenwelle 15 über den Winkeltrieb 14, 16 in Drehung versetzt. Die Zwischenwelle 15 kann im Bedarfsfalle ebenfalls in zwei entsprechende, mittels einer elektromagnetisch betätigbaren Schaltkupplung miteinander kraftschlüssig verbindbare Wellenabschnitte unterteilt sein.

Beim Ausführungsbeispiel wird die Schlagwirkung dem Werkzeug 43 über den Döpper 12 vermittelt, dessen Schaft 28 vom Schlagkörper 9 periodisch beaufschlagt wird. Die in der feststehenden Zylinderbüchse 8 vorhandene Lüftungsbohrung 27 oder auch eine Mehrzahl solcher Bohrungen sind für den exakten Arbeitsablauf erforderlich, indem diese Öffnungen immer dann, wenn sie vom Schlagkörper 9 nicht überdeckt sind, die Zufuhr von Luft (Nachtpnken) in die Pufferzone 10 ermöglichen und andererseits dann, wenn sie vom Schlagkörper 9 überdeckt sind, eine Kompression der in der Pufferzone 10 beim Kompressionshub des Arbeitskolbens 1 zulassen, infolge dieses pneumatisehen Überdrucks wird der Schlagkörper 9 nach vorne geschleudert und vermittelt schließlich seine Energie dem Döpper 12, der wiederum auf den Schaft 11 des Werkzeugs 43 aufprallt

Ist lediglich der Arbeitsgang »Bohren« erforderlich

ίο bzw. erwünscht, so unterbleibt wegen der ausgerückten Schaltkupplung 44 ein Antrieb des Arbeitskolbens 1 und demgemäß auch eine Kompression in der Pufferzone 10. Daher wird auch der Schlagkörper 9 nicht beschleunigt. Das Werkzeug 43 kann somit keine schlagende Bewegung mehr ausführen. Hingegen rotiert die auf der Zylinderbüchse mittels Nadel- oder Kugellager 20 drehbar gelagerte Hohlwelle 13. Zwischen dem Außenumfang der Hohlwelle 13 und der Innenseite des Gehäuses 22 sind entsprechende weitere Lager 21 vorgesehen. Die Rotationsbewegung der Hohlwelle 13 wird mitteis der in Rollenlagern 38 im feststehenden Werkzeugaufnahmeteil 40 des Bohrhammers drehbar gelagerten Spindelhülse 33 auf das in diese eingesetzte Werkzeug 43 übertragen.

Unterteilt man die gegebenenfalls entsprechend verlängerte Zwischenwelle 15 für den Antrieb der Hohlwelle in zwei Wellenabschnitte, die dann ebenfalls mittels einer elektromagnetischen Schaltkupplung kraftschlüssig miteinander verbindbar sind, so ist im Falle des Ausrückens einer solchen Kupplung die Drehbewegung des Hohlzylinders 13 unterbunden. Sind zu diesem Zeitpunkt die Kurbelwellenabschnitte T und 7" infolge eingerückter Schaltkupplung 44 kraftschlüssig miteinander gekuppelt, so führt das Werkzeug 43 lediglich eine Schlag- bzw. Hammerbewegung aus.

Mit dem erfindungsgemäßen Bohrhammer läßt sich also je nach Erfordernis jeder der drei Arbeitsgänge Bohren, Hammerbohren und Hämmern ohne Schwierigkeiten für sich durchführen.

Die getriebene Welle 7' kann entweder unmittelbar die Welle des nicht gezeichneten Antriebsmotors sein oder aber ein weiteres Zahnrad enthalten, das mit einem Ritzel der Welle des Antriebsmotors in Eingriff steht. Der Antrieb der Zwischenwelle 15 erfolgt beim Ausführungsbeispiel über das mit dem Stirnrad 19 kämmende Zahnrad 17. Es ist ohne weiteres auch möglich, die Zwischenwelle 15 unmittelbar oder mittelbar vom Antriebsmotor aus anzutreiben und über das Zahnrad 17 das Zahnrad 19 in Drehung zu versetzen. Der für die elektromagnetisch schaltende Kupplung erforderliche Betätigungsschalter kann auch im Hauptschalter für den Bohrhammer integriert sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Pneumatischer Bohrhammer mit in einer gemeinsamen, feststehenden Zylinderbüchse untergebrachten Antriebs- und Schlagelementen in Form eines motorbetätigten Antriebskolbens und eines freien Schlagkörpers, welcher vom Antriebskolben über Luft als Koppel- und Puffermedium in eine Hin- und Herbewegung versetzbar ist, wobei die Steuerung des Schlagkörpers über eine in der Zylinderwandung im Bereich des pneumatischen Puffers vorgesehene Lüftungsöffnung erfolgt und der Werkzeughalter drehangetrieben ist, und bei dem zur Drehung des Werkzeughalters eine die feststehende Zylinderbüchse umgebende, von dem den Antriebskolben betätigenden Motor angetriebene Kohlwelle vorgesehen und die Antriebsverbindung zwischen Motor- und Hohlwelle lösbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß in den Kraftweg vom Motor zur Hohlwelle (13) und/oder zum Antriebskolben (1) hin eine elektromagnetisch schaltende Kupplung (44) eingefügt ist, deren Magnetspule (49) mittels eines im Spulenstromkreis liegenden Schalters (54) betätigbar ist.

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschalter (54) für die Magnetspule (49) im Hauptschalter des Hammers integriert ist.

3. Bohrhammer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle für den Antriebskolben (1) zweiteilig ausgeführt und die Schaltkupplung (44) den beiden Wellenabschnitten (T, 7") zugeordnet ist.

4. Bohrhammer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplung (44) im Bereich der Antriebswelle (15) für die Hohlwelle (13) angeordnet ist.