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Vorrichtung zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine Schlagbewegling.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine Schlagbewegung, bei der ein längsverschiebbar gelagerter, durch eine Kraftquelle in schnelle Umdrehung versetzter Schlagkörper mit einem Kraftaufspeicher zusammenwirkt und mit seinen schrägen Ansch1lgflächen in der einen Grenzlage gegen einen frei verschiebbar gelagerten, gleichfalls mit schrägen Anschlagflächen versehenen Amboss schlägt.
Der Erfindungsgegenstand unterscheidet sich von schon bekannten derartigen Vorrichtungen dadurch, dass der Schlagkörper mit der Antriebswelle der Vorrichtung auch in der Drehrichtung (durch eine Schrägnut, Feder od. dgl.) beweglich verbunden ist, so dass er während der ganzen oder während eines Teiles der durch den Stoss eingeleiteten Rücklaufbewegung mit gegenüber der Drehzahl der Antriebswelle verminderter Drehzahl umlaufen kann.
Beim folgenden Vorlauf des Schlagkörpers, der durch die Wirkung des Kraftaufspeichers (Feder) erfolgt, wird durch die Wirkung der Schrägnut oder der Verbindungsfeder zwischen Drehteil (Antriebswelle) und Schlagkörper wieder eine Vermehrung der Drehzahl des Schlagkörpers gegenüber jener der Antriebswelle eintreten. Durch diese Beschleunigung der Drehbewegung des Schlagkörpers wird der Vorteil erreicht, dass der Kraftaufspeicher nicht die ganze für den Schlag erforderliche Energie aufzunehmen braucht, weil der durch den Stoss entstandene Verlust der umlaufenden lebendigen Kraft des Schlagkörpers wieder zurückgewonnen wird. Bei geeigneter Abmessung kann die vom Kraftaufspeicher aufgenommene Energie, z. B. auf 25 % der ganzen Sehlagenergie, herabgesetzt werden.
Es ist zweckmässig, den Schlagkörper an dem von der Kraftquelle gedrehten Antriebsteile in einer schraubenförmigen oder schrägen Bahn zu führen. Um dabei einen völlig stossfreien Lauf der Antriebswelle zu erhalten, müssen die im Folgenden unter Hinweis auf Fig. 1 in Kürze auseinandergesetzten Bedingungen erfüllt werden.
Angenommen ist, dass der Schlagkörper 3 in einer schraubenförmigen Nut 2 des kraftgetriebenen kreisenden Teiles (der Antriebswelle) 1 mittels eines am Schlagkörper angebrachten Zapfens oder Keiles 4, der in die Nut hineinragt, geführt ist. Die Steigung H der Nut 2 ergibt sieh aus der Formel : H = 2 ir r lg a,
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und die veränderliche Kraft zwischen dem Sehlaggewieht und dem Amboss = p ist, und auf den mittleren Halbmesser R wirkt, so ist der Kraftstoss
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Wird dieser Stoss in eine axiale Komponente ka und eine tangentiale Komponente kt zerlegt, so ist
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winkel p bestimmen.
Wird dieselbe Herleitung wie oben durchgeführt, so erhält man
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Hieraus ergibt sich, dass, wenn die Form des Schlaggewichtes, d. h. m und I, gegeben ist, für einen gewissen Wert der Steigung h der Anschlagfläche des Anschlagkörpers die Steigung H der Führung ein- deutig bestimmt ist und dies unabhängig von der Ansehlaggesehwindigkeit, d. h. unabhängig von der Schlagleistung des Schlagkörpers und unabhängig von der Nachgiebigkeit der Unterlage.
Wenn also die Steigungen h und H richtig bestimmt sind, läuft der Schlagkörper unter allen Verhältnissen stossfrei in seiner Führung, unabhängig von der Schlagleistung, der Drehzahl des Motors und der Nachgiebigkeit der Unterlage, welche Nachgiebigkeit sich verändert, wenn man beispielsweise nietet, meisselt oder in Stein bohrt usw. Die Motorleistung wird somit geschmeidig und ohne Stoss während der Zeit, wo das Schlaggewicht sich ausser Berührung mit dem Amboss befindet, abgenommen.
Aus der vorstehenden Formel ergibt sich auch, dass die Stärke und Spannung der Feder od. dgl., womit das Schlaggewicht mit der Antriebswelle verbunden ist, keine Einwirkung auf den stossfreien Lauf ausübt. Bei einer gewissen Drehzahl der Antriebswelle führt eine Veränderung in der Federspannung nur einer Veränderung in der Schlagzahl des Schlagkörpers herbei, indem eine kräftigere Feder die Schlagzahl erhöht.
Mit einer nach der Erfindung ausgeführten Vorrichtung lässt sieh somit die Schlagzahl durch einen einfachen Umtausch der Feder verändern und durch zweckmässige Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle und der Federspannung lässt sich die Schlagzahl und damit die Schlagleistung nach den für jeden besonderen Verwendungszweck aufgestellten Forderungen anpassen.
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im Verhältnis zur Masse sehr gross gemacht wird, sich der Steigungswinkel der Führung dem Winkel von 90 nähert. Ferner ist auch keine Führung mittels Nut, Zapfen oder Keil notwendig und es lässt sich diese Führung auf viele andere Weisen herbeiführen. So kann z. B. das Schlaggewicht wie eine Mutter und der treibende Teil wie ein entsprechender Gewindebolzen oder umgekehrt ausgebildet sein.
Die Drehung des Motors braucht auf das Schlaggewicht nicht zwangsweise, wie vorstehend angedeutet, übertragen werden, sondern diese Übertragung kann auch nachgiebig durch eine besondere federnde Verbindung zwischen Schlagkörper und Antriebswelle oder durch die den Verlauf des Schlaggewiehtes bewirkende Feder erfolgen, wenn diese mit dem Schlaggewicht
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nicht nur durch axiales Zusammenziehen oder Ausziehen, bondern auch durch Drehung Kraft aufspeichert. Als Kraftaufspeicher können statt Federn auch andere an sich bekannte Anordnungen, z. B.
Luftkissen, Verwendung finden.
In Fig. 2 und 3 der Zeichnung sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
In Fig. 2 und 3 ist 1 die Antriebswelle, die mit Führungsnuten 2 von beispielsweise der in Fig. 1 gezeigten Form versehen ist. Nach Fig. 2 ist auf der Antriebswelle 1 der Schlagkörper 3 verschiebbar gelagert und mittels eines Zapfens 4 in der Führungsnut 2 geführt. Am freien Ende ist die Antriebswelle 1 mit einem Führungszapfen 7 verbunden, der in den in einem Rahmenteil J verschiebbar gelagerten, aber durch den Keil 12 am Drehen verhinderten Amboss 6 hineinragt. An den einander zugekehrten Flächen sind der Schlagkörper und der Amboss 6 mit einer oder mehreren geneigten Anschlagflächen 8 bzw. 9 von beispielsweise der in Fig. 1 dargestellten Form versehen, wobei die Anschlagflächen auch eine konstante Steigung aufweisen können.
Zur Kraftaufspeicherung ist der Schlagkörper 3 mit der Antriebswelle 1 vermittels einer Zugfeder 10 verbunden, die mit dem einen Enden am Zapfen 4 und mit dem andern an einem in der Antriebswelle eingesetzten Zapfen 11 befestigt ist.
Nach Fig. 3 ist der Schlagkörper 3 innerhalb des hohlen Endes der Antriebswelle verschiebbar gelagert und mittels der Zapfen 4 in den Führungsnuten 2 geführt. 6 ist der im Rahnienteil 5 verschiebbar gelagerte Amboss, der mit schrägen Anschlagflächen 9 versehen ist, die mit entsprechenden Anschlag- Flächen 8 am Schlagkörper zusammenwirken. Die Kraftaufspeicherung während der Rücklaufbewegung des Schlagkörpers 3 wird nach Fig. 3 durch Luftverdichtung in dem hinter den Schlagkörper 3 vorhandenen Raum 14 in dem hohlen Ende der Antriebswelle 1 bewirkt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine Schlagbewegung, bei der ein längsverschiebbar gelagerter, durch eine Kraftquelle in schnelle Umdrehung versetzter Schlagkörper mit einem Kraftaufspeicher zusammenwirkt und mit seinen schrägen Anselagfläehen in der einen Grenzlage gegen einen frei verschiebbar gelagerten, gleichfalls mit schrägen Anschlagflächen versehenen Amboss schlägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlagkörper mit der Antriebswelle der Vorrichtung auch in der Drehrichtung beweglich verbunden ist, so dass er während der ganzen oder während eines Teiles der durch den Stoss eingeleiteten Rücklaufbewegung mit gegenüber der Drehzahl der Antriebswelle verminderter Drehzahl umlaufen kann.