DE69616796T2

DE69616796T2 - Pneumatisches schlagwerkzeug

Info

Publication number: DE69616796T2
Application number: DE69616796T
Authority: DE
Inventors: Roland Henriksson; Lennart Nilsson
Original assignee: Atlas Copco Berema AB
Current assignee: Atlas Copco Berema AB
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2016-07-04
Also published as: US5921327A; SE506083C2; CA2227499A1; JP3825802B2; SE9502457D0; AU6374796A; JPH11508495A; WO1997002113A1; EP0836545A1; EP0836545B1; SE9502457L; AU702601B2; CA2227499C; DE69616796D1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem pneumatischen Schlagwerkzeug einer Art, die ein röhrenförmiges Gehäuse mit einem hinteren Abschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen vorderen Abschnitt aufweist, wobei der Zwischenabschnitt mit einer Zylinderbohrung ausgebildet ist, in welcher ein Hammerkolben mit einem vorderen, Schläge abgebenden Halsbereich hin- und hergehend geführt ist, Ventilmittel in dem hinteren Gehäuseabschnitt zur Verteilung von Antriebsdruckluft an die Zylinderbohrung vorgesehen sind, um diesen darin hin- und herzubewegen, und eine Führungsbuchse in der Zylinderbohrung montiert ist, um den hinteren, Schläge empfangenden Schaftbereich eines Werkzeugeinsatzes führend zu halten.
Werkzeuge dieser Art werden oft für Brech- und Felsbohrzwecke verwendet und entwickeln eine hohe Schlagkraft, um die beabsichtigte Arbeit wirksam durchzuführen. Die hohe Schlagleistung bedeutet jedoch auch, daß das Werkzeuggehäuse ebenso wie die Bauteile des Schlagmechanismus während des Betriebes schwerer Belastung ausgesetzt sind und daß das gesamte Werkzeug von robuster Konstruktion sein muß. Dies bedeutet wiederum, daß das Werkzeug dazu neigt, in Größe und Gewicht recht groß zu sein, was einen Nachteil darstellt, wenn es bei handgestützten Anwendungen eingesetzt wird.
Ein weiterer Grund, warum Werkzeuge dieser Art nach dem Stand der Technik dazu neigen, schwer und unförmig zu sein, besteht darin, daß die Gehäuse aus zwei oder mehr Teilen bestehen, die durch hochfeste Schraubverbindungen zusammengehalten werden, beispielsweise in der Form von seitlichen Zugbolzen (siehe SE 4244522, EP 150170 und US 2,558,165).
Einige bekannte Arten von Schlagwerkzeugen nach dem Stand der Technik besitzen Gehäuse, in welchen die Zylinderbohrung einen Dämpfungsabsatz aufweist, der durch einen Bereich des Gehäuses mit verringertem Durchmesser gebildet ist. Diese Anordnung erfordert eine recht komplizierte und teure Bearbeitung der Zylinderbohrung. Ein Beispiel für eine solche Werkzeugkonstruktion ist in der EP 150170 gezeigt.
Um das vorstehende teuere Bearbeitungserfordernis betreffend das Werkzeuggehäuse zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, das Werkzeuggehäuse mit einer Zylinderbohrung konstanten Durchmessers auszubilden (siehe US 2,558,165, 3,847,232 und 4,308,926). Die in diesen Patenten gezeigten Schlagwerkzeuge besitzen jedoch immer noch Schwerlast- Schraubverbindungen für den Zusammenbau der Teile des Werkzeuggehäuses und zum Anbringen von getrennten Haltern des Werkzeugeinsatzes und Griffen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein pneumatisches Schlagwerkzeug der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das ein Gehäuse von insgesamt leichterer und schlankerer Konstruktion besitzt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein pneumatisches Schlagwerkzeug zu schaffen, das ein Gehäuse von vereinfachter und kostengünstigerer Konstruktion aufweist.
Weitere Ziele und Vorzüge der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schlagwerkzeug;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Werkzeug nach Fig. 1, jedoch in einer Ebene senkrecht zu dem Schnitt nach Fig. 1;
Fig. 3 in größerem Maßstab einen Teilschnitt durch den hinteren Teil des Werkzeuggehäuses, wie in Fig. 1 gezeigt.
Das in den Zeichnungen dargestellte Schlagwerkzeug ist ein pneumatisches, handgestütztes Werkzeug in Form eines Brecher, wie er in erster Linie für Abbrucharbeiten gedacht ist, wie z. B. das Aufbrechen von Betonrund Asphalt und das Herstellen von Löchern.
Das Werkzeug besitzt ein röhrenförmiges Gehäuse 10 mit einer länglichen Zylinderbohrung 11 zum hin und her beweglichen Führen eines Hammerkolbens 12. Letzterer ist mit einem Schläge abgebenden Halsbereich 13 zum Zusammenwirken mit dem hinteren, Schläge empfangenden Schaftbereich eines Werkzeugeinsatzes (nicht gezeigt) ausgebildet.
Am hinteren Ende des Gehäuses 10 ist ein Luftverteilerventil 14 angeordnet, das dazu dient, Antriebsdruckluft in die Zylinderbohrung 11 zu leiten, um den Hammerkolben 12 darin hin und her zu bewegen. Das Ventil 14 steht mit dem hinteren Ende der Zylinderbohrung 11 über eine nach vorne gerichtete Öffnung 15 und mit einem zentralen Teil der Zylinderbohrung 11 über einen Kanal 16 in Verbindung. Letzterer erstreckt sich parallel zu der Zylinderbohrung 11 und ist mit einer Öffnung 17 am hinteren Ende des Ventils 14 mittels eines Querkanals 18 verbunden (siehe Fig. 2 und 3).
Das Ventil 14 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 19, das mit einer Umfangs-Einlaßnut 20 ausgebildet ist, die mit einem radialen Einlaßkanal 21 in Verbindung steht. Das Gehäuse 19 ist mit zwei einander zugewandten ringförmigen Ventilsitzen 22, 23 ausgebildet, die abwechselnd mit einer flachen Ventilscheibe 24 in Kontakt sind.
Das Verteilerventil 14 wird über ein Kugeldrosselventil 25 und den radialen Einlaßkanal 21 mit Druckluft versorgt. Das Drosselventil 25, das mit einer Druckluftquelle über eine Einlaßverbindung 26 in Verbindung steht, wird durch eine Schubstange 27 und einen Hebel 28 betätigt. Letzterer ist schwenkbar an einem der beiden Griffe 29, 30 gelagert, die am hinteren Ende des Werkzeuggehäuses 10 befestigt sind.
Das Gehäuse 10 ist mit Auslaßöffnungen 32 zum Auslassen der Abluft aus der Zylinderbohrung 11 bei der Hin- und Herbewegung des Hammerkolbens 12 versehen. Die Abluft muß eine Schalldämmkammer 33 passieren, die durch eine Rohrgehäuse 34 aus Kunststoff gebildet ist, daß das Gehäuse 10 umgibt. Das Gehäuse 34 steht mit der Umgebung über eine Auslaßöffnung 35 in Verbindung (siehe Fig. 1).
Das Gehäuse 10 besitzt drei Abschnitte, nämlich einen hinteren Abschnitt A, einen Zwischenabschnitt B und einen vorderen Abschnitt C (siehe Fig. 2). Der Zwischenabschnitt B schließt die Zylinderbohrung 11 ein, die über ihre Länge einen konstanten Durchmesser besitzt. Der hintere Abschnitt A besitzt eine koaxiale Fortsetzung 36 der Zylinderbohrung 11 mit vergrößertem Durchmesser, während der vordere Abschnitt C eine koaxiale Erweiterung 37 der Zylinderbohrung 11 mit vergrößertem Durchmesser aufweist.
Innerhalb der Zylinderbohrung 11 ist eine Dämpfungsbuchse 38 montiert, die wenigstens teilweise den Halsbereich 13 des Hammerkolbens bei jedem Schlaghub des Hammerkolbens aufnimmt. Die obere ringförmige Stirnfläche 39 der Dämpfungsbuchse 38 bildet zusammen mit der Zylinderbohrung 11 und dem Hammerkolben 12 eine Luftkissen-Dämpfungskammer 40 zum Schutz des Werkzeuges vor der Schlagenergie bei auftretenden Hüben ohne Belastung, d. h. wenn kein Werkzeugeinsatz eingesetzt ist oder das Arbeitsgerät von dem Werkstück angehoben ist. Die Dämpfungsbuchse 38 ist in dem Gehäuse 10 durch einen Sicherungsring 41 abgestützt, der in einer Umfangsnut 42 in der Zylinderbohrung 11 montiert ist.
Vor der Dämpfungsbuchse 38 ist eine Führungsbuchse 43 montiert. Letztere ist fest in der Zylinderbohrung 11 aufgenommen, wird jedoch durch einen Radialflansch 44 axial abgestützt, der an einem Absatz 45 anliegt, der die Erweiterung 37 mit vergrößertem Durchmesser im vorderen Bereich von der Zylinderbohrung 11 trennt.
Die Erweiterung 37 mit vergrößertem Durchmesser dient auch dazu, einen Kragen eines Werkzeugeinsatzes (nicht gezeigt) aufzunehmen und um den Werkzeugeinsatz daran zu hindern, aus dem Werkzeug herauszufallen, ist ein Halter zum formschlüssigen Eingriff mit dem Kragen des Werkzeugeinsatzes vorgesehen. Der Halter besitzt ein schwenkbares Rastelement 46 mit einem Verriegelungsteil 47 und einer Feder 48, die das Rastelement 46 in Richtung der Verriegelungsstellung vorbelastet.
Der Fortsatz größeren Durchmessers des hinteren Abschnitts A bildet eine Montagebuchse für das Verteilerventil 14, wobei das Ventilgehäuse 19 an einem ringförmigen Absatz 49 ruht, der die Fortsetzung 36 vergrößerten Durchmessers von der Zylinderbohrung 11 trennt (siehe Fig. 3). Das Ventil 14 ist axial durch einen stopfenförmigen Endverschluß 50 und einen Querkeilbolzen 51 gesichert. Ein O-Ring 52 bewirkt eine elastische Haltekraft auf das Ventilgehäuse 19 und dient als Dichtelement um die Öffnung des Ventils 14 im hinteren Bereich. Der Endverschluß 50 weist den quer liegenden Luftzufuhrkanal 18 auf.
Der hinterste Teil des hinteren Gehäuseabschnittes A besitzt zwei Wandbereiche 53, 54, die parallel zueinander und zu der Zylinderbohrung 11 liegen. Die Wandbereiche 53, 54 sind mit einem Abstand relativ zueinander angeordnet, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Fortsetzung 36 der Zylinderbohrung ist und besitzen koaxiale Querbohrungen 55, 56 zur Aufnahme des Keilbolzens 51, der sich senkrecht zu der Zylinderbohrung 11 erstreckt (siehe Fig. 1).
Wie zuvor beschrieben, dient der Querkeilbolzen 51 als Haltemittel für den Endverschluß 50 und das Verteilerventil 14. Er dient jedoch auch als Montagegelenk für die Griffe 29, 30, die nach hinten durch Federn 57, 58 vorbelastet sind, um eine Vibrationsisolation der Griffe 29, 30 zu erreichen, wenn man eine nach vorne gerichtete Kraft auf diese ausübt.
Ein oberer Endverschluß 60 aus einem Kunststoff ist zwischen den beiden Wandbereichen 53, 54 durch Eingriff in Nuten 61, 62 in letzteren festgelegt.
Im Betrieb wird das Werkzeug über die Einlaßverbindung 26 an eine Druckluftquelle angeschlossen und ein Werkzeugeinsatz, beispielsweise ein Meißel, wird in das Werkzeug durch Einführen sein Schaftbereiches in die Führungsbuchse 43 eingesetzt. Der Werkzeugeinsatz wird durch gegenseitigen Eingriff seines Kragens mit der Halteraste 46 formschlüssig verriegelt (nicht gezeigt).
Durch Drücken des Hebels 28 startet der Bediener die Zufuhr von Druckluft zu dem Verteilerventil 14, in welchem die Ventilscheibe 24 abwechselnd an den beiden gegenüberliegenden Ventilsitzen 22, 23 anliegt, um die Druckluft über die Kanäle 18, 16 und die Öffnung 15 der Zylinderbohrung 11 zuzuleiten und dadurch den Hammerkolben 12 in der Zylinderbohrung 11 hin- und herzubewegen. Bei jedem nach vorne gerichteten Schlaghub dringt der Halsbereich 13 des Hammerkolbens 12 wenigstens teilweise in die Dämpfungsbuchse 38 ein und trifft die hintere Endfläche des Werkzeugeinsatzes, wodurch er Schlagenergie an letzteren abgibt.
Sollte der Schaftbereich des Werkzeugeinsatzes nicht in seiner Schläge empfangenden Stellung liegen, weil das Werkzeug von dem Werkstück angehoben ist oder der Werkzeugeinsatz entfernt worden ist, würde der Halsbereich 13 des Hammerkolbens tief in die Dämpfungsbuchse 38 eindringen. Dabei würde das in der ringförmigen Dämpfungskammer 40 eingeschlossene Luftvolumen als ein Kissen dienen, um die kinetische Energie des Hammerkolbens 12 zu absorbieren und die Werkzeugteile vor schädlicher Schlagbelastung zu schützen.
Die in die Zylinderbohrung durch das Verteilerventil 14 zugeführte Druckluft wird über die Auslaßöffnung 32, die Schalldämmkammer 33 und die Auslaßöffnung 35 in die Umgebung ausgelassen.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung und den Abbildungen deutlich ist, besitzt das erfindungsgemäße Werkzeug eine sehr einfache, leichte und kostengünstige Gehäusekonstruktion.
Eine Zylinderbohrung 11 mit konstantem Durchmesser sorgt für ein einfaches Durchbohren und einen einfachen Hohvorgang, und durch das einstückige Ausbilden des vorderen Endabschnittes C und der Halterabstützung des Werkzeugeinsatzes mit dem Zwischenabschnitt B des Gehäuses 10 wird für eine leichte und einfache Gehäusekonstruktion gesorgt. Durch weiteres Ausbilden des hinteren Abschnittes A des Gehäuses 10 als Befestigungsbuchse für das Luftverteilerventil und für den Endverschlußstopfen 50 der Zylinderbohrung und durch Verriegeln von diesen beiden mit Hilfe eines Querkeilbolzens 51 erreicht man eine sehr einfache Ausführung eines Schlagwerkzeuges.

Claims

1. Pneumatisches Schlagwerkzeug mit einem röhrenförmigen Gehäuse (10) mit einem hinteren Abschnitt (A), einem Zwischenabschnitt (B) und einem vorderen Abschnitt (C), wobei der Zwischenabschnitt (B) eine Zylinderbohrung (11) mit konstantem Durchmesser, einen Hammerkolben (12), der hin und her beweglich in der Zylinderbohrung (11) geführt und mit einem vorderen, Schläge abgebenden Halsbereich (13) ausgebildet ist, Ventilmittel (14), die in dem hinteren Abschnitt (A) angeordnet und zur Verteilung von Antriebsdruckluft an die Zylinderbohrung (11) vorgesehen sind, um den Hammerkolben (12) darin hin und her zu bewegen, und eine Führungsbuchse (43) umfaßt, die in der Zylinderbohrung (11) montiert ist, um den hinteren, Schläge empfangenden Schaftbereich eines Werkzeugeinsatzes führend zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dämpfungsbuchse (38) in der Zylinderbohrung (11) hinter der Führungsbuchse (43) montiert ist, um wenigstens teilweise den Halsbereich (13) des Hammerkolbens bei jedem Schlaghub des Hammerkolbens (12) aufzunehmen, der hintere Abschnitt (1) eine koaxiale Fortsetzung (36) der Zylinderbohrung (11) mit erweitertem Durchmesser aufweist, die hintere Fortsetzung (36) der Zylinderbohrung eine Montagebuchse für die Ventilmittel (14) bildet, der vordere Abschnitt (C) beweglich lösbare Rastmittel (46) für den Werkzeugeinsatz zum wahlweisen Eingriff in einen Kragen des Werkzeugeinsatzes haltert und das Gehäuse (10) einschließlich des hinteren Abschnitts (A) , des Zwischenabschnittes (B) und des vorderen Abschnitt (C) einstückig ausgebildet ist.

2. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsbuchse (38) vollständig innerhalb der Zylinderbohrung (11) angeordnet und axial in dem Gehäuse (10) durch einen Sicherungsring (41) abgestützt ist, der in einer Umfangsnut (42) in der Zylinderbohrung (11) montiert ist.

3. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Abschnitt (C) eine koaxiale Erweiterung (37) der Zylinderbohrung (11) mit erweitertem Durchmesser aufweist, um einen Kragen eines Werkzeugeinsatzes aufzunehmen, die Führungsbuchse (43) mit einem Radialflansch (44) an ihrem vorderen Ende ausgebildet ist und der Flansch (44) in der Erweiterung (37) im vorderen Abschnitt der Zylinderbohrung aufgenommen ist.

4. Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches Stopfenelement (50) abdichtend in der hinteren Fortsetzung (36) der Zylinderbohrung hinter den Ventilmitteln (14) aufgenommen ist, um einen Endverschluß für die Zylinderbohrung (11) und eine axiale Abstützung für die Ventilmittel (14) sowie Verriegelungsmittel (51) zu bilden, um das Stopfenelement (50) und die Ventilmittel (14) in der hinteren Fortsetzung (36) der Zylinderbohrung axial zu halten.

5. Schlagwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Abschnitt (A) mit zwei sich nach hinten erstreckenden Wandbereichen (53, 54) ausgebildet ist, die parallel zueinander und zu der Zylinderbohrung (11) in einem Abstand relativ zueinander liegen, der gleich oder größer als der Durchmesser der hinteren Fortsetzung (36) der Zylinderbohrung ist, wobei die Wandbereiche (53, 54) querliegende koaxiale Bohrungen (55, 56) aufweist, die einen Keilbolzen (51) halten, der hinter dem Stopfenelement (50) angeordnet ist und die Verriegelungsmittel bildet.

6. Schlagwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (51) auch Befestigungsmittel für einen oder zwei Griffe (29, 30) zur Bedienung des Werkzeuges bildet.