DE69323764T2

DE69323764T2 - Werkzeugspannvorrichtung für maschinenhämmer

Info

Publication number: DE69323764T2
Application number: DE69323764T
Authority: DE
Inventors: Oesten Braennstroem; Stig Fredin
Original assignee: Atlas Copco Berema AB
Current assignee: Atlas Copco Berema AB
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2013-12-15
Also published as: DE69323764D1; FI953024A; SE9203823D0; FI953024A0; SE500705C2; US5702112A; JPH08506530A; JP3616641B2; EP0673301A1; SE9203823L; ES2131186T3; EP0673301B1; WO1994014580A1; FI106619B

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Werkzeugverriegelungsvorrichtung für Maschinenhämmer mit einem Stirnkopf und einem axial darin beweglich gehaltenen, Stöße abgebenden Arbeitswerkzeug, wenigstens einem Keil, der in dem Stirnkopf quer angeordnet und in formschlüssigem Eingriff mit einer Seitenausnehmung in dem Arbeitswerkzeug einführbar ist, um die axiale Beweglichkeit des Arbeitswerkzeuges zu begrenzen und dieses relativ zu dem Stirnkopf zu verriegeln, und einem Schließelement, das axial quer in den Stirnkopf einführbar ist, um sich quer durch den Keil zu erstrecken und diesen in einer das Arbeitswerkzeug verriegelnden Stellung zu halten.
Bei dieser hauptsächlich sehr schweren Art von Maschinen sind die Anforderungen betreffend eine sichere Verriegelung des Arbeitswerkzeuges in dem Maschinengehäuse sehr hoch. Ein Werkzeug, das beispielsweise beim Eindringen in eine Wölbung herausfällt, kann einen beträchtlichen Materialschaden verursachen und vor allem zu einer schwerwiegenden Verletzung des Bedienpersonals führen. Bei größeren, meist hydraulisch angetriebenen Arten von Maschinenhämmern ist es nicht ungewöhnlich, daß das Gewicht des Arbeitswerkzeuges 130 kg erreicht, was die Gefahr unterstreicht. Gleichzeitig besteht auch die Anforderung, daß Wechsel zwischen verschiedenen Arten von Werkzeugen, beispielsweise Brechwerkzeuge, Meißel, Spaten und Rammstößeln, unter den Betriebsbedingungen des Einsatzfeldes so schnell wie möglich durchgeführt werden können.
Bei früheren Konstruktionen hat der Anmelder selbst federvorbelastete Stifte zum Verriegeln der Keile eingesetzt. Verschleißstudien haben gezeigt, daß während des Betriebs des Maschinenhammers Stoßwellen über die Keile auf die Stifte übertragen werden, diese aufgrund ihrer kurzen Führungslänge in eine Schrägstellung drängen und zu einem erhöhten Verschleiß führen. Verschlissene Keile und beschädigte Stifte können durch Austausch ersetzt werden, während ein Verschleiß des Maschinengehäuses eine Hauptkomponente betrifft, die nicht als ein Ersatzteil angesehen werden kann. Weiterhin besteht das Risiko gebrochener Federn, das die sichere Verriegelung der Keile gefährdet. Ein dem Anmelder bekannter, alternativer früherer Vorschlag, der im Verriegeln der Keile durch Eingriff mit federvorbelasteten Hülsen besteht, zeigte sich beim Langzeitbetrieb ähnlich anfällig für Verschleiß und Ermüdung der Federn.
Eine ähnliche Gestaltung eines Maschinenhammers ist bereits in der SE-B-44 280 beschrieben worden. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden die Keile in ihren das Werkzeug verriegelnden Stellungen durch Federn gehalten. Aufgrund der Ermüdungsbelastungen in den Federn und des mechanischen Verschleißes hat diese Vorrichtung jedoch eine vergleichsweise kurze Standzeit.
Bei den zur Einführung vorstehend beschriebenen Art von Maschinenhämmern, insbesondere betreffend schwere, vorzugsweise hydraulisch angetriebene Maschinen zur Montage an Auslegern von mobilen Arbeitsmaschinen, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Verriegelungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine gesteigerte Sicherheit des Werkzeuges vor dem Herausfallen aus der Maschine während des Betriebs zu bieten und eine einfachere Handhabung beim Wechseln des Werkzeuges unter Baustellenbedingungen zu erlauben. Die Aufgabe wird mittels der in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Vorrichtung gelöst.
Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Teillängsschnitt des vorderen Teils eines erfindungsgemäßen Maschinenhammers. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1. Fig. 3 stellt eine Seitenansicht des Stirnkopfes in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 1 dar.
Der Maschinenhammer 10 in Fig. 1 trägt einen Stirnkopf 11, in welchem ein Arbeitswerkzeug 12, beispielsweise ein Brechwerkzeug, axial beweglich in einer Werkzeugbuchse geführt ist, die aus einem geeigneten Stahl hergestellt und in starkem Preßsitz in den Stirnkopf 11 eingefügt ist. Beim Anfahren der Maschine wird die Beweglichkeit des Arbeitswerkzeuges 12 durch Schmierfett unterstützt, das portionsweise über Ringnuten und Schmierkanäle 15, 17 dem Inneren der Werkzeugbuchse 13 zugeführt wird. In üblicher, in Fig. 1 nicht dargestellter Weise, gibt ein in geeigneter Weise hydraulisch angetriebener, hin- und hergehender Hammerkolben 14 Stoßenergie an das Arbeitswerkzeug 12 ab. In dem Arbeitswerkzeug 12 sind diametral gegenüberliegende Seitenausnehmungen 16 vorgesehen, und Keile 18, die in dem Stirnkopf 11 gehalten sind, erstrecken sich quer zu dem Arbeitswerkzeug 12 in die Ausnehmungen 16, welche durch formschlüssigen Eingriff an ihren gegenüberliegenden Enden geeignet sind, die Axialbewegung des Arbeitswerkzeuges 12 zu begrenzen und dadurch das Werkzeug 12 in dem Stirnkopf 11 zu halten und es am Herausfallen zu hindern. Im vorliegenden Beispiel sind die Keile 18, wie im Fall von schwereren Maschinen üblich, mit einem länglichen Querschnitt und par allelen, halbzylindrischen schmäleren Seiten ausgebildet. Bei kleineren Maschinen können ebenso gut kreiszylindrische Keile verwendet werden.
Das Stirnteil 11 weist ein Paar parallele Bohrungen oder ovale Kanäle 19 auf, in welche die Keile 18 axial eingedrückt werden können, um das Arbeitswerkzeug 12 zu verriegeln. In dem Stirnkopf 11 ist eine Seitenbohrung 26 ausgebildet, welche die Kanäle 19 mittig schneidet und kreuzt, wobei ein Schließelement 20 in die Kanäle 19 einführbar und durch fluchtende Querbohrungen 21 in den Keilen 18 durchgeführt ist. Im Falle von kreiszylindrischen Keilen 18 sollten die Keile gedreht werden, um die Querbohrungen 21 in Flucht mit der Seitenbohrung 26 zu bringen. Das Schließelement 20 verriegelt die Keile 18 im Stirnkopf 11 in der Arbeitsstellung.
Das Schließelement 20 besitzt jedoch eine Neigung, während des stoßenden Arbeitens aus der Seitenbohrung 26 herausgeschüttelt zu werden und muß in dem Stirnkopf 11 durch ein Verriegelungselement verriegelt werden, welches ein sicheres Verriegeln und gleichzeitig ein einfaches und schnelles Lösen einer solchen Verriegelung erlaubt. Zu diesem Zweck wird das Schließelement 20 erfindungsgemäß in verbesserter Weise formschlüssig in dem Stirnkopf 11 durch lösbaren Eingriff mit einem Verriegelungselement verriegelt, das aus einem Material mit einer seine Form elastisch wiederannehmenden Eigenschaft, geeigneterweise aus einem Kunststoff und vorzugsweise aus Polyurethan hergestellt ist. Den formschlüssigen Eingriff kann man durch ein Verriegelungselement erreichen, das seitlich neben dem Schließelement 20 in dem Stirnkopf 11 angeordnet und welches durch eine Zunge seitlich mit einer Ringnut in dem Schließelement 20 (in der Zeichnung nicht dargestellt) in Eingriff zu bringen ist. Einen sichereren Weg des Verriegelns erreicht man jedoch dann, wenn das Verriegelungselement als klotzartiger Block 24 aus Polyurethan mit einer mittigen Durchgangsbohrung 27 mit einem etwas kleineren Durchmesser als der Durchmesser des Schließelements 20 ausgebildet ist. Der Block 24 wird in einen gefrästen Schlitz 23 in den Stirnkopf 11 eingefügt und kann darin durch einen Verriegelungsstift 25, beispielsweise in der Form einer hohlen, geschlitzten Federhülse verriegelt sein. Der Schlitz 23 schneidet die Seitenbohrung 26 des Schließelements 20, und in der Verriegelungsstellung ist die Bohrung 27 des Blocks 24 koaxial bezüglich der Seitenbohrung 26 angeordnet. Das Schließelement 20 besitzt eine ringförmige Taillennut 22 mit im Vergleich zu dem Rest des Schließelements 20 entsprechend dem Innendurchmesser des Blocks 24 verringertem Durchmesser.
Bei gemäß Fig. 2 in Arbeitsstellung befindlichen Keilen 18, die derart eingefügt sind, daß die Querbohrungen 21 in im wesentlichen koaxialen Verhältnis zu den Seitenbohrungen 26 angeordnet sind, wird das Schließelement 20 in diese eingesteckt und durch die Bohrung 27 des Verriegelungselements oder Blocks 24 gepreßt, bis letzterer in die Taillennut 22 einschnappt und das Schließelement 20 verriegelt. Beim Demontieren der Keile 18 zum Wechseln des Werkzeuges wird zunächst das Schließelement 20 aus dem Block 24 und den Seitenbohrungen 26 gepreßt, so daß die Keile 18 dann leicht entfernt werden können.
Bei Maschinenhämmern niedrigerer Leistung, bei denen eine einseitige Verriegelung des Arbeitswerkzeuges 12 durch einen einzelnen Keil 18 genügt, oder, wenn als Alternative zu der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion es gewünscht ist, jedem Keil 18 ein Schließelement 20 zuzuordnen, ist es selbstverständlich, daß ein Verriegelungselement ähnlich dem Block 24, das in dem Stirnkopf 11 fixiert ist, dem Schließelement 20 zur Hand bzw. jedem der beiden Schließelemente 20 zugeordnet werden muß, wobei in diesen Fällen das Verriegeln des Schließelements durch ein formschlüssiges Zusammenwirken mit einer an einer geeigneten Stelle an jedem Schließelement angeordneten Ringnut erreicht wird.
Zudem kann es bei niedrigeren Leistungen ausreichend sein, das Schließelement 20 über eine äußere Nase an einem zusammenwirkenden Keil 18 zu legen, statt das Schließelement 20 mit einer Durchgangsbohrung 22 in dem Keil 18 zu verbinden.

Claims

1. Werkzeugverriegelungsvorrichtung für einen Maschinenhammer (10) mit einem Stirnkopf (11) zum Aufnehmen des hinteren Halsbereiches eines Stöße empfangenden Arbeitswerkzeuges (12) unter einer bestimmten axialen Beweglichkeit, wenigstens einem Keil (18), der entfernbar in einen Querkanal (19) in dem Stirnkopf (11) eingeführt ist, um in formschlüssiger Weise in eine Seitenausnehmung (16) an dem Arbeitswerkzeug (12) zum Begrenzen der axialen Beweglichkeit des Arbeitswerkzeuges (12) und zu dessen Verriegeln relativ zu dem Stirnkopf (11) einzugreifen, und einem Schließelement (20), durch welches der wenigstens eine Keil (18) in der das Arbeitswerkzeug (11) verriegelnden Stellung arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (20) entfernbar in einer Seitenbohrung (26) in dem Stirnkopf (11) in einer im wesentlichen quer verlaufenden Anordnung relativ sowohl zu dem Arbeitswerkzeug als auch zu dem wenigstens einen Keil (18) eingeführt ist, und dadurch eine den Keil arretierende Stellung einnimmt, und ein Verriegelungselement (24) in dem Stirnkopf (11) gehalten und so ausgebildet ist, daß es eine das Schließelement (20) haltende Funktion ausübt, wobei das Schließelement (20) mit einer Nut (22) ausgebildet ist, um mit dem Verriegelungselement (24) in Eingriff zu stehen, und das Verriegelungselement (24) aus einem nachgiebigen, elastischen Material besteht und derart ausgebildet ist, daß es nachgiebig in die Nut (22) eingreift und dadurch für die das Schließelement (20) haltende Funktion sorgt.

2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (24) eine blockartige Form hat und mit einer Durchgangsbohrung (27) versehen ist, in welche das Schließelement (20) einzustecken ist, wobei die Bohrung (27) ein kleineres Maß hat als das Schließelement (20), so daß eine elastische Verformung des Verriegelungselements (24) durch das Schließelement (20) beim Einführen von letzterem unter Kraftaufwand in die Bohrung erfolgt, woraufhin das Verriegelungselement (24) in die Nut (22) einschnappt, um das Schließelement (20) zu halten.

3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (24) aus einem Kunststoffmaterial in der Art von Polyurethan besteht.

4. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Keile (18) vorgesehen sind, die in zwei parallel zueinander auf beiden Seiten des Arbeitswerkzeuges (12) angeordneten Kanälen (19) gehalten sind, wobei sich das Schließelement (20) quer durch die beiden Kanäle (19) erstreckt, um in die beiden Keile (18) einzugreifen und sie zu arretieren.

5. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (24) in dem Stirnkopf (11) in einem Schlitz (23) befestigt ist, der zwischen den Kanälen (19) angeordnet ist, und die Nut (22) mittig an dem Schließelement (20) angeordnet ist, so daß das Verriegelungselement (24) in sie eingreift, wenn das Schließelement (20) seine die Keile verriegelnde Stellung einnimmt.

6. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Keil (18) mit einer Querbohrung (21) versehen ist, die mit der Seitenbohrung (26) in dem Stirnkopf (11) fluchtet und in die das Schließelement (20) einführbar ist, wenn der wenigstens eine Keil (18) seine das Arbeitswerkzeug (12) verriegelnde Stellung einnimmt.