DE2639310A1

DE2639310A1 - Aus werkzeug, adapter und werkzeug- kupplung bestehender baugruppensatz fuer einen schlag- oder drehschlaghammer

Info

Publication number: DE2639310A1
Application number: DE19762639310
Authority: DE
Inventors: Jakob Holzaepfel
Original assignee: DUSS MASCHF
Current assignee: DUSS MASCHF
Priority date: 1976-09-01
Filing date: 1976-09-01
Publication date: 1978-03-02
Also published as: FR2363691B1; GB1583848A; CH624336A5; DE2639310C2; NL7709394A; FR2363691A1

Description

DR. FRIEDRICH E. MAYER 7530 pforzheim

DIPL-ING. A. PANTENBURG ΙΤ^Ι

PATENTANWÄLTE telefon <o7ssi>

Firma Friedrich Duss, Maschinenfabrik, 7261 Neubulach

Aus Werkzeug, Adapter und Werkzeug-Kupplung "bestehender Baugruppensatz für einen Schlag- oder Drehschlaghammer

Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Werkzeug, Adapter und Werkzeug-Kupplung bestehenden Baugruppensatz für einen Schlag- oder Drehschlaghammer (Hammer), dessen von der Werkzeughalterung des Hammers aufnehmbarer Adapter eine durchgehende Axialbohrung aufweist, in der das Werkzeug mittels wenigstens eines Verriegelungselementes kuppelbar ist, das einerseits in eine Ausnehmung des Werkzeug schaftes und andererseits in eine Ausnehmung des Adapters eingreift, wobei dem Werkzeug von einem Schlagelement des Hammers Schläge vermittelt werden.

Adapter im obigen Sinne ermöglichen den kostensparenden Einsatz von Werkzeugen unterschiedlicher Größe und Art in Verbindung mit dem gleichen Hammer, dessen Werkzeughalterung dem Einsteckende des Adapters entspricht. Eine zusätzliche Kosteneinsparung ergibt sich dabei dadurch, daß die im Adapter zu verbindenden unterschiedlichen Werkzeuge zwar identische Verbindungs- oder Kupplungsorgane haben, jedoch ohne eigentliche Einsteckenden sind, die sonst einen wesentlichen Kostenanteil ausmachen.

809809/0552

Die aufgezeigte Kosteneinsparung ergibt sich sowohl bei Anwendung unterschiedlicher Adapter für unterschiedliche Hämmer als auch bei Anwendung eines Adapters in Verbindung mit einem bestimmten Hammertyp bei Einsatz unterschiedlicher Werkzeuge.·

Beim Einsatz von Adaptern ist es üblich, das freie Ende des Werkzeugschaftes mit dem Adapter starr zu verbinden, so daß die Schlagenergie in jedem Fall über den Adapter auf das Werkzeug übertragen wird. Dies hat zur Folge, daß an den Organen zur Befestigung des Werkzeugschaftes am Adapter durch die rhythmische Übertragung der Schlagenergie hohe Reibungsverluste entstehen, was sich in einer starken Erhitzung der Befestigungs- bzw. Kupplungszone äußert, zumal bei den in Frage stehenden Hämmern die Schlagfrequenz außerordentlich hoch und die axiale Schlagamplitude sehr gering ist (vergl. USA-Patentschrift 3 690 390, Deutsche Offenlegungsschriften 24 40 082, 24 48 377, 24 59 134, Deutsche Gebrauchsmusterschriften 7 416 174 und 7 335 672). Zudem ist die Masse der aus Werkzeug und Adapter bestehenden Einheit relativ groß, was einen weiteren "Verlust an Schlagenergie bedeutet.

Um die genannten Verluste an Schlagenergie infolge der lösbaren, starren Verbindung und infolge der relativ großen Masse der aus Werkzeug und Adapter bestehenden Einheit herabzusetzen, ist bei einem an sich bekannten Baugruppensatz der eingangs genannten Gattung (DT-OS 24 32 105)die starre Verbindung zwischen Adapter und Werkzeugschaft aufgehoben. Infolgedessen kann die Masse des Adapters keine oder keine wesentliche Dämpfung der Schlagenergie mehr verursachen. Dabei werden die Schlagimpulse des Schlagelementes auf das Werkzeug mit Hilfe eines stab- oder hülsenförmigen Gliedes (Impulsüberträger) übertragen, das in einer

809809/0552

Axialbohrung des Adapters verschieblich gelagert ist. Durch, die Anwendung des Impulsüberträgers ergibt sich eine außerordentliche Steigerung der Bohrleistung. Diese beruht wesentlich darauf, daß erstmals der Adapter keinerlei Schlagübertragungsfunktion hat, sondern ausschließlich der Adaption dient.

Es hat sich nun gezeigt, daß die mit einem Impulsüberträger erzielbare Leistungssteigerung auf die Dauer vielfach nicht auf dem zunächst erzielten Niveau gehalten werden kann. Vielmehr sinkt die Leistung insbesondere bei starker Beanspruchung nach langer Betriebszeit bei gleichzeitigen Funktionsstörungen im Axialspiel des Adapters-stark ab.

Der Leistungsabfall tritt wohl zum Teil dadurch ein, daß z.B. beim Bohren von tiefen Löchern bei Anwendung starker Bohrdrucke die Koaxialität des Werkzeuges infolge der relativ geringen Eintauchtiefe in den Adapter und einer damit verbundenen unzureichenden Führung im Kupplungsabschnitt nicht ausreichend sichergestellt ist, so daß sich aufgrund von Verkantungen im Kupplungsbereich beim notwendigen axialen Spiel zwischen Werkzeug und Adapter zusätzliche Friktionswirkungen ergeben. Ist aber einmal das für die Bohrleistung maßgebende axiale Spiel zwischen Adapter und Werkzeug beeinträchtigt, so ergeben sich im Kupplungsbereich infolge partieller Erhitzungen und Deformationen weitere Störungen des Axialspiels. Letztlich kann es zu einem "Festfressen" der Kupplungsorgane kommen, so daß wiederum eine mehr oder weniger starre Einheit großer Masse von Adapter und Werkzeug vorliegt und außerdem die eigentliche Funktion des Adapters - ein leichter Werkzeugwechsel - nicht mehr sichergestellt ist.

Ohne letztliche Klärung der Zusammenhänge hinsichtlich der oben erwähnten Funktionsstörungen im Axialspiel des Adapters hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß der an-

8O9809/0B52

gesprochene Leistungsabfall nicht zu verzeichnen ist ,wenn sich bei einem Werkzeugsatz der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß der einstückige Werkzeugschaft durch die Axialbohrung des Adapters bis in den Schlagbereich des Schlagelementes des Hammers erstreckt und von diesem unmittelbar beaufschlagbar ist.

Bei einer solchen Ausbildung sind die Werkzeuge wegen der Verlängerung des Schaftes, der sich notwendigerweise durch die gesamte Axialbohrung des Adapters hindurch erstreckt, zwar teurer. Diese Kostenerhöhung wird jedoch bewußt in Kauf genommen, weil durch die erfindungsgemäße Maßnahme der angesprochene Leistungsabfall zuverlässig auch dann vermieden werden kann, wenn die Baugruppe bei Dauerbelastung oder durch Bohrung tiefer Löcher oder von Löchern großen Durchmessers beansprucht wird.

Die mit dem erfindungsgemäßen Baugruppensatz im Vergleich zu dem eingangs genannten Stand der Technik erzielbare Leistungssteigerung ist jedenfalls unabhängig von der Betriebsdauer und vom Grad der Beanspruchung.

Dies trifft vor allem dann zu, wenn die axiale Abmessung wenigstens zweier diametraler, zylindrischer Verriegelungselemente mindestens doppelt so groß ist wie der Durchmesser des Werkzeugschaftes im Abschnitt der Verriegelungselemente.

Im Vergleich zur Übertragung der Schlagenergie mittels Impulsüberträger entfallen zudem die an der Stoßfuge zwischen Werkzeugschaft und Impulsüberträger entstehenden Energieverluste.

Vorteilhafterweise ist eine lose, auf den Werkzeugschaft aufsteckbare Eörderwendel rückseitig durch eine mit dem

809809/0552

Adapter im Eingriff stellende Gewindehülse axial festlegbar»

ITachsteheiid wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausfünrungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

J¹Ig. i den Baugruppensatz in Verbindung lit einem elek— tropneumatisehen Drehschlaghammer,

Pig. 2 die Ansicht eines Querschnittes nach linie II II und

Eig. 3 die Ansicht eines Querschnittes nach linie III — III.

Das aus Bohrkopf 11, Schaft 10, 10^f, 10" und Pörderwendel 12 bestehende Werkzeug weist einen zylindrischen, rückwärtigen Schaftabschnitt 10', 10" geringeren Durchmessers auf, der sich an einen konischen, den Bohrkopf tragenden Schaftabschnitt 10 anschließt. Die von rückwärts auf den Werkzeugschaft aufschiebbare lose Jörderwendel 12 umschließt den Schaftabschnitt 10. Sie ist einerseits durch den Bohrkopf 12 und andererseits mittelbar oder unmittelbar durch den Adapter 13 axial festgelegt. Der Adapter ist von der Werkzeughalterung 22 des Drehschlagbohrhammers aufgenommen. Der Drehantrieb der Werkzeughalterung erfolgt über die Antriebswelle 23 und das Antriebsritzel 23'» das mit dem Antriebszahnrad 27' der Werkzeughalterung 23 kämmt. Die Übertragung des Drehmomentes vom Antriebszahnrad 22 * auf den Adapter 13, 13' ist durch dessen rückwärtigen Sechskantabschnitt 13' sichergestellt, der in einen entsprechend gestalteten Sinsteckabschnitt der Werkzeughalterung eingreift. Anstelle eines Sechskantes kann beispielsweise auch eine Keilweilenverzahnung, ein anderer Vielkant oder ein Gewinde vorgesehen sein. Der einstük-

8088G9/Q552

kige Werkzeugschaft 10, ΊΟ¹, 10" erstreckt sich durch die Axialbohrung des Adapters 13 ₅ 13' "bis in den Schlagbereich des im Führungszylinder 24- geführten Schlagelementes 21 des Hammers und ist von diesem unmittelbar beaufschlagt. Dabei ragt das beaufschlagte Ende 10" rückseitig aus dem Adapter hervor. Es ist jedoch auch denkbar, daß der Schaft vor dem rückwärtigen Ende des Adapters endet und seine Schläge von einer vorspringenden Nase des Schlagelementes erhält, die rhythmisch' in den Adapter eintaucht. In ihrem rückwärtigen, zylindrischen Abschnitt 10^f ist der axial spielende Schaft vom Adapter umschlossen. Das Werkzeug ist mit dem Adapter mit Hilfe von zwei diametral angeordneten zylindrischen Kupplungselementen 17 kuppelbar. Die Verriegelungselemente 17 greifen einerseits je in eine Ausnehmung des Werkzeugschaftes und andererseits- in eine Ausnehmung des Adapters ein. Dabei liegen die dem Adapter zugewandten Mantelflächen der Verriegelungselemente satt an entsprechenden inneren Mantelflächen der zugehörigen Ausnehmungen 18, 19 an, ohne das axiale Spiel zu beeinträchtigen.

Dies ist dadurch sichergestellt, daß die axialen Abmessungen der beiden Verriegelungselemente kleiner sind als die axialen Abmessungen der Ausnehmungen 19 im Adapter und/oder der Ausnehmungen 18 im Werkzeugschaft 10. Im zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist die axiale Abmessung der Verriegelungselemente 17 mehr als doppelt so groß wie der Durchmesser des Werkzeugschaftes im Abschnitt 10 der Verriegelungselemente 17· Durch die Länge der zylindrischen Verriegelungselemente und ihre Einpassung in das durch die Ausnehmungen 18, 19 gebildete Verriegelungsbett derart, daß eine axiale Relativbewegung zwischen Adapter und Schaft möglich ist, werden im Zusammenhang mit der außerordentlich langen zylindri-

809809/0552

sehen Mihrungsflache des Schaftes im Abschnitt 10' an den Mantelflächen von Werkzeugschaft und Adapter Verschleißerscheinungen insbesondere im Kupplungsbereich nahezu völlig vermieden.

Die Förderwendel 12 ist rückseitig durch die Gewindehülse 1A- axial gesperrt, die im Gewindeeingriff mit dem Adapter 13 steht und mit einem Innenflansch 14·' das Werkzeug gegen ein axiales Herausfallen sichert. Zwischen dem Innenflansch 14' der Stirnseite der Verriegelungselemente 17 ist ein elastischer O-Ring 15 und ein Metallring 16 angeordnet. Der durch den Metallring 16 geschützte elastische Ring 15 dämpft die rhythmischen Stöße beim axialen Anschlag der Verriegelungselemente, die vom Adapter 15 vollkommen umschlossen sind. Die ebenso einfache wie robuste Kupplung zwischen Werkzeug und Adapter wird wie folgt hergestellt: Nach Aufstecken der Förderwendel 12 auf den Werkzeugschaft wird die Gewindehülse 14 bis zum Anschlag an die Förderwendel auf den Werkzeugschaft aufgeschoben. Danach werden die beiden Verriegelungselemente 17 in die entsprechenden Ausnehmungen 18, 19 eingelegt · und der sodann übergeschobene Adapter mit der Gewindehülse verschraubt. Durch den beschriebenen Kupplungsaufbau wird sichergestellt, daß die Gewindehülse auch noch nach Verschraubung stirnseitig an der Mörder-Wendel anliegt und diese bei nur geringfügigem axialem . Spiel axial festliegt.

Die am Übergang des Schaftabschnittes 10 zum Schaftabschnitt geringeren Durchmessers 10' gebildete Ringschul-, ter 20 begrenzt das axiale Spiel zwischen Werkzeug und Adapter in einer Richtung und nimmt überdies den Bohrdruck auf. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel liegt die Förderwendel 12 zur Übernahme des Drehmomentes mit einer Nase 12' an der Bohrkrone· 11 des Werkzeuges an. In manchen Fällen kann es aber auch zweckmäßig sein, das Dreh-

809809/0552

2839310

moment des Werkzeuges auf die Wendel durch deren Anlage an der sich drehenden Gewindehülse 14 "bzw. an dem sich drehenden Adapter 13 sicherzustellen.

In Abweichung vom gezeichneten Ausführungsbeispiel, bei welchem das aus Bohrkopf und Schaft bestehende Werkzeug einstückig und die lose 3?örderwendel 12 aufsteckbar ist, kann auch das aus Bohrkopf, Werkzeugschaft und 3förderwendel bestehende Werkzeug einstückig sein. Der Bohrkopf kann aber auch auf dem einstückigen Werkzeugschaft aufgesetzt sein.

Der einen verjüngten Hals des Adapters umgreifende HaI-tebügel 27 verhindert ein Herausfallen des Adapters aus der Werkzeughalterung. Eine Dichtungsmanschette 28 liegt mit einem Innenflansch unter begrenzter Vorspannung auf der Hantelfläche des Adapters auf und ist mit einem weiteren Innenflansch bzw. mit einer Bing-Dichtungslippe gleitbar auf der Werkzeughalterung 22 bzw. auf einem Gehäuseteil 25 mit axialem Spiel gelagert, an das sich ein weiteres Gehäuseteil 26 des Hammers anschließt.

303309/0552

L e e r s e i \

Claims

Patent ansprüche ;

1. Aus Werkzeug, Adapter und Werkzeug-Kupplung bestehender Baugruppensatz für einen Schlag- öder Drehschlaghammer (Hammer), dessen von der Werkzeughalterung des Hammers aufnehmbarer Adapter eine durchgehende Axialbohrung aufweist, in der das Werkzeug mittels wenigstens eines Verriegelungselementes kuppelbar ist, das einerseits in eine Ausnehmung des Werkzeugschaftes und andererseits in eine Ausnehmung des Adapters eingreift, wobei dem Werkzeug von einem Schlagelement des Hammers Schläge vermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sich der einstückige Werkzeugschaft (10) durch die Axialbohrung des Adapters (13»13') bis in den Schlagbereich des Schlagelementes (21) des Hammers erstreckt und von diesem unmittelbar beaufschlagbar ist.

2. Baugruppensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das beaufschlagte Ende (1O¹) des den Adapter (13,13') durchgreifenden Werkzeugschaftes (10,10',1O¹') rückseitig aus diesem hervorragt.

3. Baugruppensatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Abmessung des Verriegelungselementes (17) kleiner ist als die axiale Abmessung der Ausnehmung (19) im Adapter (13) und/oder die Abmessung der Ausnehmung (18) im Werkzeugschaft (10,1O¹, 10") und daß das gekuppelte Werkzeug (10, 11) im Adapter axial verschiebbar ist.

Baugruppensatz nach einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Abmessung des Verriegelungselementes (17) mindestens do.ppelt so groß ist wie der Durchmesser des Werkzeugschaftes (10) im Abschnitt des Verriegelungselementes.

ORIGINAL 8.9809/0552 ^0Rl

5. Baugruppensatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Bohrkopf (11) und Werkzeugschaft (10) "bestehende Werkzeug einstückig ist.

6. Baugruppensatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Bohrkopf (11), Werkzeugschaft (10) und Förderwendel (12) bestehende Werkzeug (10-12) einstückig ist.

7· Baugruppensatz nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (11) auf den Werkzeugschaft (10) aufgesetzt ist.

8. Baugruppensatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschaft (10) von einer lose aufsteckbaren Förderwendel (12) umschlossen ist, die einerseits durch oen Bohrkopf (11 )u. andererseits mittelbar oder unmittelbar durch den Adapter (13) axial festgelegt ist.

9. Baugruppensatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderwendel (12) zur Übernahme des Drehmoments an der Gewindehülse (14) oder am Adapter (13) anliegt.

10. Baugruppensatz nach Anspruch 8 oder 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Förderwendel (12) rückseitig durch eine Gewindehülse (14) axial festgelegt ist, die im Gewindeeingriff mit dem Adapter (13) steht und mit einem Innenflansch (14-¹) das Werkzeug gegen ein axiales Herausfallen sichert.

11. Baugruppensatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innenflansch (1V) der Gewindehülse und der Stirnseite des Verriegelungselementes (17) ein elastischer Ring (15) und ein Metallring (16) angeordnet sind.

809809/0552

12. Baugruppe η s at ζ nactL einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Ausnehmung (19) des Adapters (13) eingreifende Verriegelungselement (17) von dem Adapter vollkommen umschlossen ist.

13· Baugruppensatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschaft (10,1O¹, 10'') rückseitig in einen Abschnitt (10¹, 10'') geringeren Durchmessers ausläuft und die dadurch gebildete, das axiale Spiel zwischen Werkzeug (10,11,12) und Adapter (13) in einer Richtung begrenzende Ringschulter (20) vom Bohrdruck belastet ist.

809809/0552