DE2155689B2 - Fuer bohr- und brecharbeiten verwendbarer brennkrafthammer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen von einem Einzylinder-Hubkolbenmotor angetriebenen, für Bohrynd Brecharbeiten verwendbaren Brennkrafthammer, bei dem eine unmittelbar mit dem Motorkolben verbundene, den Zylinderkopf durchsetzende Triebstange ein aus gegeneinander abgefederten Teilen bestehendes, den Werkzeugkopf beaufschlagendes Schlagwerk in Schlagrichtung linear hin- und herbewegt und für die Verwendung als Bohrhammer ein Hubkolbenverdichter zur Lieferung von Spülluft an den im Bohrwerkzeug vorhandenen Spülluftkanal vorgesehen ist.

Geräte der vorstehenden Bauart, jedoch ohne einen Hubkolbenverdichter zur Lieferung von Spülluft an das Bohrwerkzeug, sind aus dem DT-Gbm 19 1G299 bekannt. Sie sind deswegen besonders vorteilhaft, weil sie mit ausgereiften Antriebsaggregaten, wie sie die Einzylinder-Hubkolbenmotoren darstellen, arbeiten und es auf Grund der direkten Kopplung des Motorkolbens mit dem Schlagwerk durch eine den Zylinderkopf durchsetzende Triebstange möglich ist, schlanke, handliche Geräte von im Vergleich zur Leistung kleinem

ίο Gewicht zu bauen, bei denen es keine Schwierigkeiten bereitet, den Schwerpunkt der Obermasse direkt über das Werkzeug zu legen.

Im Stande der Technik wurde auch bereits vorgeschlagen, derartige Geräte für den Einsatz als Bohrhammer mit einem von Geräten anderer Gattung her bekannten Hubkolbenverdichter für die Lieferung von Spülluft an den im Bohrwerkzeug vorhandenen Spülluftkanal zu versehen. Gemäß dem bekannten Vorschlag sollte die Luft auf der dem Bohrwerkzeug zugewendeten Seite des Schlagwerks komprimiert werden, und zwar durch den Schlagkolben, der damit auch als Verdichterkolben wirkte. Hierbei wurde also, wie dies auch bei Geräten anderer Gattung, die von einem Einzylinder-Hubkolbenmotor angetrieben sind, der Fall ist (s. die FR-PS 20 54 221), die Luft während des Schlaghubes des Schlagkolbens komprimiert.

Die zum Antrieb von Brennkrafthämmern der der Erfindung zugrunde liegenden Gattung vorgesehenen Hubkolben-Brennkraftmaschinen, bei denen der Hubkolben an eine Kurbelwelle mit Pleuelstange formschlüssig angeschlossen ist und seine Bewegungsenergie für den Verdichtungshub auf dem Umweg über eine auf der Kurbelwelle sitzende Schwungmasse erhält, arbeiten mit einem mehr oder minder großen Ungleichförmigkeitsgrad. Dieser ist in der Regel um so größer, je kleiner die Massen der Schwungscheibe ist. Andererseits ist bei Bohrhämmern ein geringes Gewicht anzustreben, so daß aus diesem Grunde leichte Schwungscheiben günstiger sind als schwere.

Bei den Brennkrafthämmern der der Erfindung zugrunde liegenden Gattung bedingt die Kopplung des Motorkolbens mit dem Schlagwerk über die den Zylinderkopf durchsetzende Triebstange, daß auch die Schlagenergie für den Schlagkolben auf dem Umweg über die Schwungmasse des Motors vom Motorkolben an das Schlagwerk gelangt, weil der Explosionshub des Motorkolbens entgegengesetzt zur Schlagrichtung erfolgt. Der sich daraus ergebende Ungleichförmigkeitsgrad des Motors ist demzufolge besonders kritisch, denn einerseits darf er einen bestimmten Wert nicht überschreiten und andererseits sind der Möglichkeit, ihn durch Vergrößern der Schwungmasse herabzusetzen, wegen der damit verbundenen unerwünschten Erhöhung des Gewichts des Hammers Grenzen gesetzt.

Der bekannte Vorschlag, die Verdichtung der Spülluft bei Geräten nach dem Gattungsbegriff mit dem Schlaghub des Schlagkolbens zusammenfallen zu lassen, führt zu einer weiteren Vergrößerung des Ungleichförmigkeitsgrades, die für die Praxis nicht mehr tragbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brennkrafthammer der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der bei gegebener Größe der Schwungmasse einen möglichst geringen Ungleichförmigkeitsgrad aufweist. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Verdichter zwischen Zylinderkopf und Schlagwerk angeordnet ist und sein Kolben auf der Triebstange sitzt.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Maßnahme ist es

möglich, den Verdichtungshub des Verdichters beliebig entweder mit dem Saughub oder mit dem Explosiorishub des Motors zusammenfallen zu lasson oder auch auf diese beiden Hübe zu gleichen oder ungleichen Anteilen entsprechend der Phasenverschiebung zwischen dem Motorkolben und dem Schlagkolben aufzuteilen, indem je nach Bedarf der Verdichterkolben einfachwirkend mit auf der einen oder anderen Seite von ihm angeordneter Verdichterkammer oder doppeltwirkend mit Verdichterkammern zu beiden Seiten eingerichtet wird, also jede beliebige feste Beziehung zwischen Motorkolbenhub und Verdichterkolbenhub und damit auch diejenige herzustellen, bei der sich für den Ungleichförmigkeitsgrad des Motors ein Minimum ergibt. Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Brennkrafthammer die feste Beziehung zwischen der Energieaufnahme des Verdichters und der Energielieferung des Motorkolbens so eingerichtet werden, daß der Verdichter die von ihm zum Verdichten der Luft benötigte Energie vom Motorkolben direkt, also zumindest während eines Teiles des Explosionshubs, und nicht auf dem Umweg über die Schwungmasse erhält, womit der Ungleichförmigkeitsgrad des Motors durch den Verdichter nicht nur nicht erhöht wird, sondern gegenüber Geräten, die ohne Verdichter arbeiten, sogar herabgesetzt werden kann. Die Charakteristik des Schlagwerks bleibt dabei von dem Verdichter unbeeinflußt, was ebenso von Vorteil ist, wie die Tatsache, daß die erfindungsgemäße Einordnung des Verdichters zwischen den Motor und das Schlagwerk eine besonders einfache Kanalführung für die Weiterleitung der Verdichterluft an das Werkzeug ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Maßnahme ist auch von Vorteil, wenn im Betrieb des Brennkrafthammers als reiner Brechhammer der Kompressor abgeschaltet wird. In diesem Falle wirkt die Masse des nach wie vor vorhandenen Kompressorkolbens in etwa so wie eine vergrößerte Schwungmasse und kommt damit auch bei dieser Betriebsart dem gleichmäßigen Lauf des Geräts zugute.

Der gleichmäßigere Lauf des erfindungsgemäßen Geräts ist nicht nur im Hinblick auf die Funktion des Verbrennungsmotors von Vorteil, sondern auch deswegen, weil die Abfederung der Handgriffe leichter bewerkstellig werden kann, da die Ausschlagamplitude der äußeren Masse durch die gegenüber dem Schlagkolben phasenverschobene Kompressormasse durch die erfindungsgemäße Maßnahme kleiner wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Brennkrafthammer machen sich kleine Undichtigkeiten, die durch die den Zylinderkopf durchsetzende Triebstange bedingt sind, nicht störend bemerkbar, sondern es ist sogar möglich, gewollt eine größere Undichtigkeit zuzulassen, um die Schmierung des Verdichterkolbens und des Schlagwerks durch öldämpfe aus dem Verbrennungsraum des Motors zu bewerkstelligen. Die infolge der Undichtigkeit austretenden öldämpfe werden in jedem Falle durch den zwischen dem Motor und dem Schlagwerk angeordneten Kompressor so verdünnt, daß eine Explosionsgefahr nicht zu befürchten ist. Auch dies ist 6<ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahme.

Konstruktiv besonders günstig und in den meisten Fällen für die Erzielung des gewünschten kleinen Ungleichförmigkeitsgrades ausreichend ist es, wenn (,₅ gemäß einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung der Verdichter einfachwirkend arbeitet und seine Verdichtungskammer sich auf der vom Schlagwerk abgewendeten Seite des Verdichterkolbens befindet. In diesem Zusammenhang besteht eine Weiterbildung der Erfindung darin, daß der Verdichterkolben ihn durchsetzende, die Zylinderräume beiderseits von ihm verbindende öffnungen aufweist, die mittels eines Verschlußorgans verschließbar sind, das sie schließt, wenn sich der Verdichterkolben über den Saughub bewegt, und das sie freigibt, wenn dieser Kolben seinen Verdichtungshub ausführt. Im Hinblick auf die Weiterleitung der Luft an das Werkzeug ist es hierbei besonders vorteilhaft, wenn der schlagwerkseitig an den Verdichterkolben angrenzende Raum zum Führungszylinder des Schlagwerks hin offen ist und in der Wandung des letzteren axial verlaufende Nuten vorgesehen sind, durch die die vom Verdichter komprimierte Luft am Schlagwerk vorbei zum Werkzeug strömt.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung steht der gesamte Raum zwischen dem Verdichterkolben und dem Werkzeug stets unter einem gewissen Überdruck gegenüber der Atmosphäre, so daß durch den im Werkzeug vorgesehenen Luftkanal hindurch niemals irgendwelche Staubteilchen an die Gleitflächen von Verdichterkolben und Schlagwerk gelangen können.

Das Schlagwerk weist vorzugsweise einen in dem vorgenannten Führungszylinder gleitbaren, auf das Werkzeug schlagenden Schlagkolben sowie einen an der Triebstange befestigten, als Tauchkolben in den letzteren eingreifenden Antriebs-Kolben auf, die durch das im Schlagkolben unterhalb des Antriebskolbens eingeschlossene Luftkissen elastisch miteinander gekoppeltsind.

Weiterbildungen der Erfindung liegen ferner darin, daß der Antriebskolben und der Verdichtel kolben aus einem Stück bestehen und daß der Verdichterkolben und das Schlagwerk durch entlang der Triebstange aus dem Motorzylinder entweichende Öldämpfe geschmiert werden.

Die Zeichnung zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgeniäßen Brennkrafthammers im Längsschnitt. In der Zeichnung bezeichnet

1 der. Motor mit Motorkolben la, Pleuelstange \b. Schwungscheibe Ic, Zylinder id und Zylinderkopf te,

2 die Triebstange,

3 das Hammergehäuse,

4 den Verdichterkolben,

5 das Schlagwerk und

6 das Werkzeug.

Der Verdichterkolben 4 sitzt auf dem aus dem Zylinderkopf Ie herausragenden Ende der Triebstange 2 und geht einstückig in den Antriebskolben 5a des Schlagwerks 5 über. Er weist ihn durchsetzende Bohrungen 4a auf, die von einer Ventilplatte Ab verschlossen werden, wenn er .-,ich für den Betrachter der Zeichnung abwärts bewegt und die offen sind, wenn er sich aufwärts bewegt.

Der von dem Gehäuse 3 umschlossene Raum 7;i zwischen dem Verdichtcrkolben 4 und dem Zylinderkopf Ic stellt den Verdichterraum dar, in den die zu verdichtende Luft beim Abwärtshub des Kolbens 4 durch eine Einlaßöffnung 4c hindurch eingesaugt und beim anschließenden Aufwärtshub dieses Kolbens darin verdichtet wird. Die verdichtete Luft gelangt über die während des Verdichtungshubs des Kolbens 4 offenen Bohrungen 4a in den unterhalb von diesem befindlichen Raum Tb und strömt von dort an dem Schlagwerk 5 vorbei über in die Innenwand des Gehäuses 3

eingeschnittene Längsnuten 8 zum Werkzeug 6. auf dessen Kopf der Schlagkolben 56 periodisch aufschlügt. Der letztere ist mit dem als Tauchkolben in ihn eingreifenden Antriebskolben 5a elastisch über ein Luftkissen 9 gekoppelt, das in ihm unterhalb des Antriebskolbens 5a eingeschlossen ist. Eine Längsnut Seim Schlagkolben 56 hat die Wirkung, daß die Kopplung zwischen diesem und dem Antriebskolben 5a erst zustande kommt, wenn das Werkzeug 6 den Schlagkolben etwa angehoben hat. so daß bei frei hängendem Werkzeug der Antriebskolben 5a im Leerlauf arbeitet.

DerVerdichterkolben 4 setzt den gesamten untei ihm befindlichen Raum bis zum Werkzeuge hin unter einen dauernd vorherrschenden, mäßigen Überdruck, so daß eine ununterbrochene Luftströmung durch den Spülluftkanal 6a hindurch gewährleistet ist und über diesen somit auch keine Staubteilchen zu den Gleitflächen am Schlagwerk 5 und am Verdichtcrkolben 4 hochsteigen können.

Die axialen Durchgangsöffnungen 4a des Verdichterkolbens 4 und die am Schlagwerk 5 vorbeiführenden Längsnuten 8 in der Gehäuseinnenwand ermöglichen es. alle beweglichen Teile des Hammers durch Öldämpfe zu schmieren, die entlang der Triebstange 2 aus dem Motorzylinder !^entweichen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Brennkrafthammer fällt der Verdichtungshub des Verdichterkolbens 4 mit dem Kxplosionshub des Motorkolbens la zusammen, so daß die Energie von dem letzteren auf der ersteren unmittelbar und nicht auf dem Umweg über die Schwungscheiben Ic übertragen wird. Dies hat zui Folge, daß durch das Vorsehen des Verdichters dei Unglcichförmigkeilsgrad des Motors mindestens nich vergrößert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Von einem Einzyür.der-Hubkolbenmotor angetriebener, für Bohr- und Brecharbeiten verwendbarer Brennkrafthammer, bei dem eine unmittelbar mit dem Motorkolben verbundene, den Zylinderkopf durchsetzende Triebstange ein aus gegeneinander abgefederten Teilen bestehendes, den Werkzeugkopf beaufschlagendes Schlagwerk in Schlagrichtung linear hin- und herbewegt und für die Verwendung als Bohrhammer ein Hubkolbenverdichter zur Lieferung von Spülluft an den im Bohrwerkzeug vorhandenen Spülluftkanal vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (4, 7) zwischen Zylinderkopf (Ie) und Schlagwerk (5) angeordnet ist und sein Kolben (4) auf der Triebstange (2) sitzt.

2. Brennkrafthammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (4, 7) einfachwirkend arbeitet und seine Verdichtungskammer (7) sich auf der vom Schlagwerk abgewendeten Seite des Verdichterkolbens (4) befindet.

3. Brennkrafthammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die komprimierte Luft aus der Verdichtungskammer (7) im Verlaufe des Verdichtungshubes des Verdichterkolbens (4) über in diesem vorgesehene öffnungen (4a) austritt, die mittels eines Rückschlagventils od. dgl. verschließbar sind.

4. Brennkrafthammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der «chlagwerkseitig an den Verdichterkolben (4) angrenzende Raum zum Führungszylinder (3) des Schlagwerks (5) hin offen ist und die komprimierte Luft unmittelbar am Schlagwerk (5) vorbei zum Werkzeug (6) strömt.

5. Brennkrafthammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagwerk (5) einen in dem Führungszylinder gleitbaren, auf das Werkzeug (6) schlagenden Schlagkolben (5b) sowie einen an der Triebstange (2) befestigten, als Tauchkolben in den letzteren eingreifenden Antriebskolben (5a) aufweist, die durch das im Schlagwerk (5b) unterhalb des Antriebskolbens (5a) eingeschlossene Luftkissen (9) elastisch miteinander gekopelt sind.

6. Brennkrafthammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichterkolben (4) und das Schlagwerk (5) durch entlang der Triebstange (2) aus dem Motorzylinder (Id) entweichende Oldämpfe geschmiert sind.