DE3342879A1

DE3342879A1 - Hammer drill with a percussion mechanism

Info

Publication number: DE3342879A1
Application number: DE19833342879
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. Dr. 7312 Kirchheim Wolf
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1983-11-26
Filing date: 1983-11-26
Publication date: 1985-06-05

Abstract

The subject matter of the invention is a hammer drill with a percussion mechanism which contains a cylindrical guide tube which is provided with air-control openings and in which a drive piston operable via a motor is guided in a sliding manner, which drive piston pneumatically sets a striking body in a reciprocating movement, which striking body is freely movable axially in the guide tube and releases its energy directly or via an anvil to a tool guided in the hammer. In order to obtain effective sealing of the buffer zone as well as good thermal stability of the percussion mechanism and its reduction in weight in electro-pneumatic hammer drills of this type, the invention provides for at least the cylindrical guide tube (28) and the drive piston (17) moving relative to it and/or the striking body (22) freely movable axially in the guide tube or in the drive piston to be made at least partly of a ceramic material. <IMAGE>

Description

Bohrhammer mit einem Schlagwerk Rotary hammer with a striking mechanism

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer mit einem Schlagw das ein zylindrisches, mit Luftsteuerungsöffnungen versehenes Füh rungsrohr enthält, in dem ein über einen Motor betätigbarer Antri kolben gleitend geführt ist, der auf pneumatischem Weg einen im F rungsrohr axial frei beweglichen Schlagkörper in eine Hin- und He bewegung versetzt, welcher seine Energie unmittelbar oder über ei Döpper an ein im Hammer geführtes Werkzeug abgibt.The invention relates to a hammer drill with a Schlagw which contains a cylindrical guide tube provided with air control openings, in which an actuatable via a motor drive piston is slidably guided pneumatically an in the F guide tube axially freely movable impact body in a back and forth movement, which its energy directly or over ei anvil delivers to a tool guided in a hammer.

Bei derartigen Bohrhämmern ist zur Erzeugung des den Schlagkörper beschleunigenden Luftpolsters und damit zur Aufrechterhaltung eir gleichmäßigen Schlagleistung eine wirksame Abdichtung der Pufferzone wichtig. Zu diesem Zweck ist der Schlagkörper und gegebenenfalls auch der Antriebskolben je nach dessen Ausführung als Voll-oder Hohlkolben mit Dicht- oder Gleitringen versehen. Diese Dicht oder Gleitringe sind im allgemeinen als O-Ringe oder sogenannte Lippendichtringe ausgebildet. Derartige Dichtringe bewirken eine gewisse Erhöhung der Reibung des Schlagkörpers bzw. des Antriebs bens und sind außerdem Verschla¼ßteile, die in bestimmten Interva] ausgewechselt werden müssen.In such rotary hammers, the impact body is used to generate the accelerating air cushion and thus to maintain a uniform Impact performance an effective sealing of the buffer zone is important. To this end is the impact body and possibly also the drive piston depending on its design as solid or hollow pistons with sealing or sliding rings. This tight or Sliding rings are generally designed as O-rings or so-called lip sealing rings. Such sealing rings cause a certain increase in the friction of the impact body or the drive and are also closure parts that are used in certain interva] need to be replaced.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei elektropneumatischen Bohrhämmer eine wirksame Abdichtung der Pufferzone'zumindest unter weitgehf dem Verzicht auf Dichtringe aus Gummi oder dergl. Material zu erz len und die Reibungsverhältnisse zwischen der Innenwandung des Fi rungsrohrs und dem Schlagkörper sowie dem Antriebskolben bzw. im Falle eines Hohlkolbens als Antriebskolben zwischen dessen Innen wandung und dem Schlagkörper zu verbessern, ferner gegebenenfall auch zwischen der Außenwandung des Hohikolbens und der Innenwandu des Führungsrohrs.It is the object of the invention in electropneumatic rotary hammers an effective sealing of the buffer zone, at least largely with the waiver of it Sealing rings made of rubber or the like. Material to Erz len and the friction conditions between the inner wall of the Fi approximately tube and the impact body and the drive piston or in the case of a hollow piston as a drive piston between its inner wall and to improve the impact body, and optionally also between the outer wall of the hollow piston and the inner wall of the guide tube.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens das zylindrische Führungsrohr und der sich relativ zu diesem bew -gende Antriebskolben und/oder der axial im Führunsgrohr oder ir Antriebskolben frei bewegliche Schlagkörper mindestens teilsweise aus einem keramischen Werkstoff bestehen.This object is achieved according to the invention in that at least that cylindrical guide tube and the drive piston moving relative to this and / or the impact body, which can move freely axially in the guide tube or in the drive piston consist at least partially of a ceramic material.

Mit dieser Maßnahme wird zugleich der Vorteil erzielt, daß die Kaltstarteigenschaften von pneumatischen Bohrhämmern der in Rede stehenden Art verbessert werden und ein geringeres Baugewicht sowie eine bessere Wärmebeständigkeit des Schl;gwerks erzielt wir-d.This measure also has the advantage that the cold start properties be improved by pneumatic hammer drills of the type in question and a lower construction weight and better heat resistance of the hammer will.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung beinhaltende Maßnahmen sind in den Patentansprüche 1 bis 15 angegeben.Containing advantageous refinements and improvements of the invention Measures are specified in claims 1 to 15.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die der Schlagwerks- und Getriebeteil eines elektropneumatischen Bohrhamr..e im Teillängsschnitt wiedergibt, erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing, which the Impact mechanism and gear part of an electropneumatic hammer drill in partial longitudinal section reproduces, explains.

Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, treibt das auf der Welle 1 des nicht gezeichneten Antriebsmotors angeordnete Ritzel 2 über ein Zahnrad 3 die Vorgelegewelle 4 an. Die Vorgelegewelle ist motorseitig in einem Lagerschild 5 mittels eines Nadellagers 6 und abtriebsseitig in einem Auge 7 des Getriebegehäuses 8 mittels eines Kugel lagers 9 drehbar gelagert. Frei drehbar auf der Vorgelegewe;l ist ein Taumelkörper 10 angeordnet, der ein Kugellager 11 trägt, c dessen Außenring 12 ein Zapfen 13 angebracht ist, der einen sphärisch gerundeten Kopf 14 aufweist, welcher in einer Buchse 15 geführt ist, die in einem Ansatz 16 des hier als Hohlkolben 17 ausE bildeten.Antriebsglieds angreift.As can be seen from the drawing, this drives on shaft 1 of the Not shown drive motor arranged pinion 2 via a gear 3 the countershaft 4 at. The countershaft is on the motor side in a bearing plate 5 by means of a needle bearing 6 and on the output side in an eye 7 of the gear housing 8 by means of a ball bearing 9 rotatably mounted. Freely rotatable on the countershaft; l is a wobble body 10, which carries a ball bearing 11, c the outer ring 12 of which is a pin 13 is attached, which has a spherically rounded head 14, which in a Bushing 15 is guided, which formed in a projection 16 of the here as a hollow piston 17 from E. Drive member attacks.

Auf der Vorgelegewelle ist eine Kupplungshülse 18 Iängsverschiebb; jedoch unverdrehbar angeordnet, die Kupplungsklauen 19 besitzt, welche mit korrespondierenden Kupplungsklauen 20 des TaumelkörperX in Eingriff bringbar sind.A coupling sleeve 18 is longitudinally displaceable on the countershaft; but arranged non-rotatably, the coupling claws 19 has which with corresponding Coupling claws 20 of the swash body X are engageable.

Die Axialverschiebung der Kupplungshülse erfolgt mittels einer nicht dargestellten, von außen betätigbaren Handhabe, welche in die nutförmige Ausnehmung 21 der Kupplungshülse eingreift. Im Kupplungsfall führt der Taumelkörper 10 bei rotierender Vorgelegewelle 4 eine Drehbewegung aus, die eine oszillierende Bewegung des Zapfens 13 zur Folge hat, so daß der Antriebskolben 17 in eine Hin- und Herbewegung versetzt wird. Aufgrund der hierdurct periodisch erzeugten Kompressions- und Saugkräfte wird der frei bc wegliche Schlagkörper 22 hin und herbewegt. Bei der Vorwärtsbewe gung des Schlagkörpers überträgt er seine kinetische Energie auf einen Döpper 23, der entsprechend beschleunigt wird und auF das Schaftende des Werkzeugs auftrifft. Die Anzahl der auf diese Weis auf das Werkzeug ausgeübten Schläge hängt von der Drehzahl des Antriebsmotors und vom Übersetzungsverhältnis des Motorritzels 2 und dem Zahnrad 3 ab. Bei rotierender Vorgelegewelle 4 wird über das abtriebsseitig gelegene Vorgelegewellenzahnrad 24 das Spindel zahnrad 25 angetrieben, das fest auf der Bohrspindelhülse 26 sitzt und das Werkzeug 27 in Drehung versetzt.The coupling sleeve is not axially displaced by means of a shown, externally operable handle, which in the groove-shaped recess 21 engages the coupling sleeve. In the case of coupling, the wobble body 10 leads to rotating countershaft 4 from a rotational movement, which is an oscillating movement of the pin 13 has the consequence, so that the drive piston 17 in a reciprocating motion is moved. Due to the periodically generated compression and suction forces the freely movable impact body 22 is moved back and forth. When moving forward movement of the impact body, it transfers its kinetic energy to a striker 23, which is accelerated accordingly and hits the shank end of the tool. The number of blows exerted on the tool in this way depends on the Speed of the drive motor and the gear ratio of the motor pinion 2 and the gear 3 from. When the countershaft 4 rotates, the output side located countershaft gear 24, the spindle gear 25 driven, which is fixed sits on the drill spindle sleeve 26 and the tool 27 is set in rotation.

Das zylindrische Führungsrohr 28 kann, wie im unterhalb der strict punktiert angedeuteten Achse befindlichen Teil der Zeichnung veranschaulicht ist, vollständig aus einem keramischen Werkstoff, be spielsweise aus Siliziumkarbid, bestehen oder, wie es im oberen Teil der Zeichnung dargestellt ist, eine Gleitbuchse 29 aus einem solchen Material enthalten. Diese Gleitbuchse ist auch im unteren Teil der Zeichnung angedeutet. Der Antriebskolben 17 besteht eben falls aus einem keramischen Werkstoff, und zwar wegen seiner Doppelgleitfunktion (Bewegung relativ zum Führungsrohr 28 und Bewegu des Schlagkörpers 22 relativ zum Antriebskolben 17) zweckmäßigerweise vollständig. Der Schlagkörper 22 kann lediglich im Bereich seiner Außenwandung mit einem Mantel aus Siliziumkarbid versehen sein, und, falls aus Massegründen erforderlich, einen Kern aus einem Material höheren spezifischen Gewichts enthalten, desgleich der Döpper 23.The cylindrical guide tube 28 can, as in below the strict dotted indicated axis located part of the drawing is illustrated, made entirely of a ceramic material, for example made of silicon carbide, exist or, as shown in the upper part of the drawing, a sliding bush 29 made of such a material included. This sliding bush is also in the lower part indicated in the drawing. The drive piston 17 also consists of a ceramic one Material because of its double sliding function (movement relative to the guide tube 28 and movement of the impact body 22 relative to the drive piston 17) expediently Completely. The impact body 22 can only join in the area of its outer wall be provided with a jacket made of silicon carbide, and, if necessary for reasons of mass, contain a core made of a material with a higher specific gravity, likewise the striker 23.

Die Innenwandung der Bohrspindelhülse 26 und gegebenenfallsaucn die Innenwandung weiterer Führungsteile für den Döpper 23 weisen zweckmäßigerweise ebenfalls eine Auskleidung aus keramischem Material auf.The inner wall of the drill spindle sleeve 26 and possibly also the The inner wall of further guide parts for the striker 23 also expediently have a lining made of ceramic material.

Der auf der Vorgelegewelle 4 sitzende Taumelkörper 10 besteht ganz oder teilweise aus Siliziumkarbid, ebenso wie der Zapfen 13 und sein sphärischer Kopf 14. Dementsprechend kann auch für die als Lagerung und Führung für den Kopf 14 dienende Buchse 15 ein keramisches Material gewählt werden.The wobble body 10 sitting on the countershaft 4 consists entirely or partially made of silicon carbide, as well as the pin 13 and its spherical Head 14. Accordingly, it can also be used as storage and guidance for the head 14 serving bush 15 a ceramic material can be selected.

Es besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, im Bedarfsfall weitere Bauelemente des Bohrhammers wie Wellen, Lager etc. aus einem keramischen Werkstoff herzustellen.In principle, there is also the option of adding more if necessary Components of the hammer drill such as shafts, bearings, etc. made of a ceramic material to manufacture.

Als keramischer Werkstoff eignet sich insbesondere gesintertes Siliziumkarbid. Um optimale Reibungsverhältnisse und gute Lauf-bzw. Gleitverhältnisse zu erzielen, kann das gesinterte Siliziumkarbid mit Graphit durchsetzt sein.Sintered silicon carbide is particularly suitable as the ceramic material. In order to achieve optimal friction conditions and good running or To achieve sliding ratios, the sintered silicon carbide can be interspersed with graphite.

Die Mittelachse 10' des Taumelkörpers 10 verläuft unter einem Winkel 6 geneigt zur Achse 4' der Vorgelegewelle. Der Winkel d wird dabei entsprechend der jeweiligen Forderung gewählt.The central axis 10 'of the wobble body 10 runs at an angle 6 inclined to the axis 4 'of the countershaft. The angle d becomes accordingly chosen according to the respective requirement.

Mit 30 und 31 sind in der Wandung des Antriebskolbens 17 angebrachte Lüftungsöffnungen zur pneumatischen Steuerung des Schlackö pers 22 bezeichnet, welche mit Öffnungen 32 in der Gleitbuchse 0 korrespondieren. Der Antriebskolben weist ferner eine Einschnürunc auf, so daß ein ringförmiger Steuerungsluftspalt 33 vorhanden ist.With 30 and 31 17 are attached in the wall of the drive piston Ventilation openings for the pneumatic control of the Schlackö pers 22 denotes which correspond to openings 32 in the sliding bush 0. The drive piston has also a constriction, so that an annular control air gap 33 is present is.

Die Öffnung 34 dient als Leerlauföffnung.The opening 34 serves as an idle opening.

Anstelle eines Taumelantriebs, wie er bei der beispielsweisen Ausführungsform eines Bohrhammers nach der Zeichnung verwirklicht ist kann der die Rotationsbewegung der Welle des Antriebsmotors in ein Hin- und Herbewegung des Antriebskolbens versetzende Teil des Schlagwerks beispielsweise auch durch eine Kurbel mit Exzenterzapfen verkörpert sein, der in das rückwärtige Lager eines den Antriebskolben betätigenden Pleuels eingreift. Dabei können die Kurbel, der Exzenterzapfen sowie auch der Pleuel ganz oder teilweise aus einem keramischen Werkstoff bestehen.Instead of a wobble drive, as in the exemplary embodiment a hammer drill according to the drawing is realized which can perform the rotational movement the shaft of the drive motor in a reciprocating motion of the drive piston Part of the striking mechanism, for example, also embodied by a crank with an eccentric pin be that in the rear bearing of a connecting rod actuating the drive piston intervenes. The crank, the eccentric pin and the connecting rod can be completely or partially consist of a ceramic material.

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Claims

Claims Rotary hammer with a hammer mechanism that has a cylindrical, Contains guide tube provided with air control openings, in which a via a The motor-operated drive piston is slidably guided by a pneumatic route axially freely moving impact body in a back and forth movement in the guide tube which transfers its energy directly or via a striker to an in the hammer releases guided tool, characterized in that at least the cylindrical Guide tube (28) and the drive piston (17) moving relative to it and / or the impact body, which can move freely axially in the guide tube or in the drive piston (22) consist at least partially of a ceramic material.

2. Rotary hammer according to claim 1, characterized in that the Tread forming inner jacket surface of the cylindrical guide tube (28) and / or the outer jacket surface of the drive piston serving as a sliding surface with a layer are made of ceramic material.

3. Rotary hammer according to Claims 1 and 2, characterized in that that at least the inner circumferential surface of the drive piston which forms the sliding surface (17) and the outer circumferential surface of the impact body (22) which acts as a sliding surface Have covering made of a ceramic material.

4. Rotary hammer according to Claims 1 to 3, characterized in that that the anvil (23) consists at least partially of a ceramic material.

5. Rotary hammer according to one or more of the preceding claims, characterized in that the spindle sleeve serving as a guide for the anvil (23) (26) consists of ceramic material at least in the area of its guide surface or contains such a material.

6. Rotary hammer according to one or more of the previous hnsprt thereby q indicates that the Rotationsbewecung the We of the drive motor in a Linear movement of the drive piston converting parts of the hammer mechanism in whole or in part consist of a ceramic material.

7. Hammer drill according to one or more of the preceding claims characterized in that it drives the spindle sleeve with a countershaft (4) (26) is equipped and the gears (3.24) and / or located on the countershaft since the gearwheel (25) combined with the spindle sleeve is wholly or partly made of a ceramic Material.

8. Rotary hammer according to claim 7, characterized in that the bearings for the spindle sleeve and for the countershaft at least partially made of a ceramic Material.

9. Rotary hammer according to one or more of the preceding claims characterized in that as the rotational movement of the We of the drive motor in a Back and forth movement of the drive bens the converting part of the hammer mechanism a wobble drive serve the best at least in part from a ceramic material

10. Rotary hammer according to claim 9, characterized in that the wobble drive by one with one radial tappet provided with ball bearing (11) and this receiving, ei inclined to the axis (4 ') of the countershaft (4) with axis (10') Swash body (10) is realized, the plunger (13) being a spherical one Has head part which engages in a guide sleeve (15) which is inserted into a neck (16) of the drive piston (17) is housed.

11. Rotary hammer according to claim 10, characterized in that the wobble body (cd), the ball bearing (11), the radial plunger (tS) and the spherically rounded head (14) consist entirely or partially of a ceramic material.

12. Rotary hammer according to one or more of claims 1 to 8, characterized characterized in that the the rotational movement of the shaft of the drive motor in a Part of the striking mechanism that moves the drive piston to and fro is a crank with eccentric pin, which is in the rear bearing of the drive piston actuating connecting rod engages, and that the crank, the eccentric pin and the connecting rod consist entirely or partially of a ceramic material.

13. Rotary hammer according to claims 1 to 1 il characterized in that that the wobble body (10) is rotatably arranged on the countershaft (4) and by means of one located on the countershaft, from the outside via a handle actuatable coupling sleeve (18) or the like ~ can be coupled to the countershaft, and that the material for the coupling sleeve is at least partly of a ceramic type is.

14. Rotary hammer according to claims 1 to 13, characterized that the ceramic material consists of sintered silicon carbide.

15. Rotary hammer according to claims 1 to 14, characterized that the sintered silicon carbide contains graphite.