Schlag-und/oder Bohrhammer (nachfolgend kurz als Hämmer bezeichnet) werden ublicherweise zur Bearbeitung von Gesteinen unterschiedlicher Härtegrade verwen- det. Fur das Funktionieren des im Hammer vorhandenen Schlagwerks ist es erforder- lich, daß der im Schlagwerk angeordnete Schlagkolben uber das Werkzeug einen Ruckstoß erfahrt, der den Schlagkolben in seine Ausgangsstellung zurucktreibt. Ins- besondere heute ubliche Luftfeder-Schlagwerke mit einseitigen, doppelt wirkenden Luftfedern haben sich hierbei als sehr rückstoßabhängig erwiesen und können ubli- cherweise nur für eine Ruckstoßziffer optimal ausgelegt werden, d. h. fur bestimmte Parameter, die sich aus den Hammergeometrien, den Arbeitsgeschwindigkeiten und der Gesteinsart ergeben. Daruber hinaus ist die Funktionsfähigkeit derartiger Schlagwerke von der Dichte der Umgebungsluft am Einsatzort abhãngig.

Zur Lösung dieser Probleme wurden bereits Schlagwerke mit doppelter Luftfeder vor- geschlagen, bei denen außer der schlagerzeugenden Luftfeder auch eine-in der Re- gel etwas schwächere-Luftfeder auf der anderen Seite des Schlagkolbens vorgese- hen ist, die den Schlagkolben zuruck in seine Ausgangsstellung vor dem Schlag treibt. Bei doppelten Luftfedern besteht allerdings das Problem, daß die Schlagwerke bei Abheben des Hammers vom Gestein konzeptionsbedingt nicht-wie ein einseiti- ges Luftfeder-Schlagwerk-in einen vibrationsarmen Leerlauf übergehen. Vielmehr ist der Leerlauf bei doppelten Luftfedern durch außerordentlich starke Vibrationen des Hammers gekennzeichnet, was insbesondere beim Meißeln, bei dem der Hammer häufig vom Gestein abgehoben wird, fur den Bedienungsmann unangenehm ist und auch zu erhöhtem Verschleiß fuhrt. Der Grund dafur liegt darin, daß auch im Leer- laufbetrieb, in dem das Werkzeug vom Gestein abgehoben ist, das gesamte Schlag- werk weiterhin in Bewegung ist und aufgrund der schwingenden Massen hohe Halte- kraft für den Hammer erfordert. Der Schlagkolben wird auch im Leerlauf von der vorderen Luftfeder aufgefangen und wieder nach hinten beschleunigt.

Aus der DE 27 57 008 C2 ist ein Schlag-und/oder Bohrhammer mit einem Antrieb, einer mit dem Antrieb koppelbaren Drehbewegungs-Wandeleinrichtung, einer zwi- schen dem Antrieb und der Wandeleinrichtung angeordneten elektromagnetisch ge- schalteten Kupplung, einem von der Wandeleinrichtung angetriebenen Schlagwerk und mit einem von dem Schlagwerk beaufschlagten Werkzeug bekannt. Die Elektro-

magnetkupplung ist mittels eines Schalters von Hand betãtigbar, so daß auf Wunsch des Bedieners der Kraftfluß zwischen dem Antrieb und dem Schlagwerk hergestellt werden kann. Der Bediener muß hierzu aktiv die Maschine steuern, d. h. den Motor oder/und die Kupplung abschalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlag-und/oder Bohrhammer an- zugeben, bei dem das Auftreten von starken Vibrationen im Leerlauf vermieden wird.

Die Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Patentan- spruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausfuhrungsformen der Erfindung sind den Un- teranspruchen zu entnehmen.

Ein erfindungsgemäßer Schlag-und/oder Bohrhammer mit einem Antrieb ; einer mit dem Antrieb koppelbaren Drehbewegungs-Wandeleinrichtung zum Wandeln einer Drehbewegung des Antriebs in eine oszillierende Translationsbewegung ; einem von der Wandeleinrichtung angetriebenen Schlagwerk ; und mit einem von dem Schlag- werk beaufschlagten, zwischen einer Leerlaufstellung und einer Schlagstellung axial verrückbaren Werkzeug ist gekennzeichnet durch ein mit dem Werkzeug gekoppeltes Stellglied, uber das eine zwischen dem Antrieb und der Wandeleinrichtung angeord- nete Kupplung derart schaltbar ist, da. die Kupplung bei Leerlaufstellung des Werk- zeugs den Kraftschluß zwischen dem Antrieb und der Wandeleinrichtung unterbricht und bei Schlagstellung des Werkzeugs schließt.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, dais das Werkzeug bei Abheben vom zu bearbeitenden Gestein in eine Leerlaufstellung gelangt und das zugeordnete Stell- glied mitnimmt, wodurch die Kupplung betätigt wird, die wiederum den Kraftfluß zwischen Antrieb und Schlagwerk bzw. Wandeleinrichtung unterbricht. Bei Aufsetzen des Werkzeugs auf das Gestein zum Fortführen der Arbeit wird das Werkzeug in die Schlagstellung verschoben. Diese Verschiebebewegung überträgt sich auch auf das Stellglied, das die Kupplung und somit den Kraftfluß zwischen Antrieb und Wande- leinrichtung schließt.

Die erfindungsgemäß beschriebene Schalteinrichtung kann für jede Art von Schlag- werk angewendet werden. Besonders vorteilhaft eignet sie sich für Luftfeder-Schlag- werke, wo sowohl Luftfedern mit einseitiger Luftfeder als auch mit doppelter Luftfe- der zum Einsatz kommen können. Insbesondere bei Doppelluftfeder-Schlagwerken lassen sich auf diese Weise starke Vibrationen im Leerlauf vermeiden.

Vorteilhafterweise ist das Stellglied durch einen an dem Werkzeug angeordneten, aber von diesem getrennten Döpper bewegbar. Dies erleichtert den Werkzeugwechsel, da das Werkzeug nicht direkt mit dem Stellglied gekoppelt werden muß.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform werden das Werkzeug, der Döp- per und das Stellglied durch eine Federeinrichtung in Leerlaufstellung gehalten und sind gegen die Wirkung der Federeinrichtung in Schlagstellung verschiebbar. Dies ermöglicht es, daß das Werkzeug mit dem Doper und das Stellglied definiert in Leerlaufstellung gehalten werden, solange das Werkzeug nicht von außen durch Auf- setzen auf das zu bearbeitende Gestein beaufschlagt ist. Bei Aufsetzen des Werk- zeugs auf das Gestein verschiebt sich das Werkzeug und damit der Döpper und das Stellglied gegen die Federkraftwirkung in Richtung des Hammergehäuses, worauf die Kupplung geschlossen werden kann.

Vorteilhafterweise wirkt das Stellglied auf einen Schaltmechanismus der Kupplung.

Somit kann der Kupplungstyp je nach Einsatzzweck ausgewählt und uber einen ge- eigneten Schaltmechanismus betätigt werden.

Als besonders zweckmäJ3ig hat sich erwiesen, wenn die Kupplung eine Schlingfeder- kupplung ist. Eine Schlingfederkupplung ist verschleißarm, einfach in der Herstel- lung und sehr robust, wodurch sie fur den Einsatz in einem Hammer hervorragend geeignet ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung umfaßt das Stell- glied einen Steuerstößel, der zum Offnen der Schlingfederkupplung gegen einen Kupplungshaken der Kupplung einfahrbar ist. Dies ermöglicht ein sofortiges Öffnen der Kupplung, da die Schlingfeder von der festzuklemmenden Welle abgehoben wird, was den Kraftfluß sofort unterbricht.

Bei anderen vorteilhaften Ausführungsformen kann die Kupplung eine Konus-, eine Klauen-, eine Scheiben-oder eine Lamellenkupplung sein.

Vorteilhafterweise ist der Antrieb ein Hochfrequenz-Drehstrommotor, während es sich bei dem Schlagwerk um ein Luftfeder-Schlagwerk handelt. Aus den bereits oben genannten Grunden ist es besonders vorteilhaft, wenn das Luftfeder-Schlagwerk eine doppelseitig wirkende Luftfeder aufweist.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter

Zuhilfenahme der Figur anhand einer bevorzugten Ausführungsform naher erläutert.

Die Figur zeigt einen schematischen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Schlag- hammers.

Der bei Bohrhämmern erforderliche Drehantrieb des Bohrwerkzeugs wird aus Verein- fachungsgründen in der Figur nicht gezeigt und ist für die Erfindung auch nicht rele- vant. Selbstverständlich aber ist die Erfindung auch bei Bohrhämmern anwendbar.

Über einen in der Figur nicht dargestellten und als Antrieb dienenden Hochfrequenz- Drehstrommotor wird ein Zahnrad 1 angetrieben, das über eine Hohlwelle 2 und eine später im Detail beschriebene Schlingfederkupplung 3 eine Kurbelwelle 4 antreibt.

Die Kurbelwelle 4 ist Bestandteil eines als Drehbewegungs-Wandeleinrichtung die- nenden Kurbeltriebs und treibt uber einen Kurbelzapfen 5 und ein Pleuel 6 einen An- triebskolben 7 eines doppelten Luftfederschlagwerks an, wobei die Drehbewegung der Kurbelwelle 4 in eine oszillierende Translationsbewegung des Antriebskolbens 7 gewandelt wird.

Der Antriebskolben 7 ist hohl ausgebildet und nimmt in seinem Inneren einen Schlagkolben 8 auf. In an sich bekannter Weise ist der Antriebskolben 7 so ausgebil- det, daß sich vor und hinter dem Schlagkolben 8 ein erste, vordere Luftfeder 9 und eine zweite, hintere Luftfeder 10 bilden. Daher stammt auch die Bezeichnung"dop- pelte Luftfeder". Die Ausgestaltung des Antriebskolbens 7 läßt sich der Figur nur schematisch entnehmen ; auf eine detailliertere Darstellung wird verzichtet, da dies nicht Gegenstand der Erfindung ist, sondern dem Fachmann allgemein bekannt ist.

Während der Translationsbewegung des Antriebskolbens 7 baut sich in der hinteren Luftfeder 10 ein Druck aufgrund der durch die Trägheit des Schlagkolbens 8 bewirk- ten Kompression auf. Der Druck schließlich treibt den Schlagkolben 8 nach vorne (in der Figur nach unten), wo der Schlagkolben 8 auf einen Döpper 11 trifft, der von ei- ner Döpperabstützhülse 12 gehalten wird. Die maximale Ausfahrstellung des Schlag- kolbens 8 entspricht in etwa der Stellung, in der der Schlagkolben 8 auf den Döpper 11 auftrifft. Etwa zum Zeitpunkt des Schlags bewegt sich der Antriebskolben 7 wie- der in die umgekehrte Richtung nach hinten, wodurch sich in der vorderen Luftfeder 9 ein Druck aufbaut, der zusammen mit dem Rückstoß aufgrund des Schlags den Schlagkolben 8 zurücktreibt. Bei erneuter Vorwärtsbewegung des Antriebskolbens 7 beginnt der Schlagvorgang von neuem.

Der Döpper 11 trifft auf ein im Gehäuse (nicht dargestellt) gehaltenes Werkzeug 13, bei dem es sich beispielsweise um einen Meißel handeln kann. Das Werkzeug 13 ist in dem Gehäuse zwischen einer Leerlaufstellung und einer in der Figur gezeigten Schlagstellung zusammen mit dem Doper 11 axial beweglich. In der Leerlaufstel- lung bewegt sich das Werkzeug 13 und der Doper 11 soweit aus dem Gehäuse heraus, daB der Schlagkolben 8 nicht mehr auf den Döpper 11 schlagen kann. Zur Wiederaufnahme des Schlagbetriebs wird das Werkzeug 13 mit seiner Spitze auf das zu bearbeitende Gestein aufgesetzt und somit mit dem ebenfalls axial beweglichen Döpper 11 in das Innere des Gehäuses verschoben. Dadurch kann der Schlagkolben 8 den Döpper 11 erreichen, wodurch der Schlagbetrieb wieder aufgenommen wird.

Um die Leerlaufstellung definiert zu erreichen, wird die Döpperabstutzhulse 12 durch eine am Gehäuse abgestutzte Feder 14 beaufschlagt, die die Döpperabstütz- hülse 12, den Doper 11 und das Werkzeug 13 in Leerlaufstellung zwingt. Nur durch die größere Kraft beim Aufsetzen des Hammers auf das Gestein verlagern sich die Teile gegen die Wirkung der Feder 14 in das Innere des Gehauses.

Mit der Döpperabstützhulse 12 ist ein Stellglied 15 verbunden, das die Axialbewe- gung der Döpperabstützhülse 12 und damit auch des Döppers 11 und des Werk- zeugs 13 auf einen Schaltmechanismus 16 der Schlingfederkupplung 3 überträgt.

Bei dieser Ausführungsform ist der Schaltmechanismus 16 dadurch realisiert, da. ß er wie ein Kupplungshaken ausgebildet ist, in den ein Ende 17 des Stellglieds 15 bei entsprechender Verlagerung des Stellglieds 15 in Leerlaufstellung einrucken kann.

Selbstverständlich sind bei anderen Kupplungstypen, wie z. B. Konus-, Klauen-, Scheiben-oder Lamellenkupplungen auch andere Schaltmechanismen denkbar.

Bei der beschriebenen Ausführungsform weist die Schlingfederkupplung 3 eine vor- gespannte Schlingfeder auf, die um die Kurbelwelle 4 und den äußeren Umfang der Hohlwelle 2 gewickelt ist und somit die Antriebsleistung vom Antrieb reibschlüssig auf den Kurbelantrieb überträgt. Durch das zugrundeliegende Prinzip der Seilrei- bung sind die ubertragbaren Drehmomente sehr gro. ß.

Bei Einrucken des Endes 17 des Stellglieds 15 in den Kupplungshaken 16 wird die Schlingfeder 3 geringfügig in eine Richtung verdreht, so daß sie sich öffnet, d. h. ih- ren Durchmesser vergrößert. Dadurch wird der Reibschluß zwischen der Schlingfe- derkupplung 3 und der Hohlwelle 2 aufgehoben, so daß der Kurbeltrieb trotz weiter- hin drehender Hohlwelle 2 in Stillstand und dadurch der Hammer in Leerlauf gerät.

Auch der mit dem Kurbeltrieb verbundene Antriebskolben 7 und der Schlagkolben 8 stoppen ihre Bewegung, so daB unerwunschte Vibrationen des Hammers im Leerlauf vollständig vermieden werden können. Im Leerlauf bewegt sich somit nur noch der Motor mit dem damit verbundenen Getriebe, dem Zahnrad 1 und der Hohlwelle 2.

Bei Wiederaufsetzen des Werkzeugs in Schlagstellung (in der Figur dargestellt) bewe- gen sich das Werkzeug 13, der Doper 11, die Döpperabstützhülse 12 und das Stell- glied 15 nach hinten, d. h. in das Innere des Gehäuses des Hammers, wodurch das Ende 17 des Stellglieds 15 aus dem Eingriff mit dem Kupplungshaken 16 ausruckt.

Durch die Vorspannung der Schlingfeder schließt sich die Schlingfederkupplung 3 sofort und der Betrieb des Kurbeltriebs und des Luftfeder-Schlagwerks wird wieder aufgenommen.

Die erfindungsgemãBen Hämmer zeichnen sich nicht nur durch einen besseren und vibrationsärmeren Leerlauf aus als dies bei bekannten Schlagwerken mit einseitiger Luftfeder der Fall ist. Die Schlagwerke werden darüber hinaus im Leerlauf nicht mehr so stark belastet, wie das bei fruhreren Schlagwerken mit doppelter Luftfeder der Fall war. AuBerdem arbeiten die Hämmer bzw. Schlagwerke rückstoßunabhän- gig, sind auch bei sehr tiefen Temperaturen anlaufsicher, erlauben die Gestaltung ei- ner Schlägerform, die unter schlagtheoretischen Gesichtspunkten als ideal anzuse- hen ist, erlauben die Konstruktion eines auBerordentlich leistungsfähigen Hammers bei geringstmöglichem Grenzandruck und damit geringstmöglichem Gewicht und be- nötigen keine Dichtelemente im Schlagwerksbereich und arbeiten somit praktisch verschleißfrei.