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Schlagwerkzeug
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlagwerkzeug, mittels welchem eine rotierende Bewegung in eine hin-und hergehende, eine Schlagwirkung ausübende Bewegung umgeformt werden kann. Bekannte Schlagwerkzeuge weisen eine in einem Gehäuse angeordnete, von einer Feder umgebene Antriebswelle auf, die mit zwei Lagerkörpern für den Antrieb eines in axialer Richtung bewegbaren Nockens verbunden ist, der wenigstens eine aus einer geneigten Fläche und einer in axialer Richtung der Welle verlaufenden Schulter bestehende, mit einem Betätigungsglied zusammenwirkende Nockenfläche aufweist und der eine Axialbewegung eines durch die Feder beaufschlagten Schlagbauteiles bewirkt.
Hiebei ist es bekannt, die beiden Lagerkörper an den beiden Enden einer Achse abzustützen, die in einer die Antriebswelle im Bereich des Nockens quer durchdringenden öffnung bewegbar angeordnet ist. Bei diesen bekannten Schlagwerkzeugen entspricht der Durchmesser der die Antriebswelle quer durchdringenden Öffnung im wesentlichen dem Durchmesser der Achse für die beiden Lagerkörper, so dass eine sehr exakte Bearbeitung dieser Teile erforderlich ist, um ein richtiges Zusammenwirken der Lagerkörper mit dem Nocken zu gewährleisten.
Vor allem aber tritt bei den bekannten Schlagwerkzeugen der Nachteil auf, dass die Lagerkörper beim Abrollen über die Schulter der Nockenfläche infolge der unnachgiebigen Lagerung der die Lagerkörper tragenden Achse eine Bremsung der axialen Bewegung des Schlagbauteiles bewirken, durch welche ein Teil der von der Feder auf den Schlagbauteil ausgeübten Energie vernichtet wird.
Die Erfindung sucht diese Nachteile zu vermeiden und ein Schlagwerkzeug zu schaffen, mit welchem die Federkraft für die Schlagwirkung in optimaler Weise ausgenutzt werden kann, so dass beim Abrollen der Lagerkörper über die Schulter der Nockenfläche eine rasche und kräftige Bewegung des Schlagbauteiles erfolgt. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass die die Antriebswelle des Nockens quer durchdringende Öffnung, in welcher die Achse für die beiden Lagerkörper angeordnet ist, in einer Ebene quer zur Längsachse der Antriebswelle zumindest an ihren beiden Enden grösser bemessen ist als die Achse und dadurch eine Bewegung dieser Achse in einer Ebene quer zur Antriebswelle gewährleistet ist.
Auf diese Weise wird in einer Ebene quer zur Antriebswelle ein Spiel für die Achse der beiden Lagerkörper geschaffen, so dass einerseits Fertigungsungenauigkeiten der zusammenwirkenden Maschinenteile ausgeglichen werden können und anderseits beim Abrollen der Lagerfläche auf der in axialer Richtung der Welle verlaufenden Schulter der Nockenfläche ein seitliches Ausweichen der Lagerkörper erfolgen kann, wodurch die Reibung der Lagerkörper an dieser Schulter auf ein Minimum herabgesetzt wird und daher praktisch die gesamte in der Feder gespeicherte Kraft für die Schlagwirkung ausgenutzt werden kann. Weiters werden durch die erfmdungsgemässe Ausbildung stossartige Beanspruchungen der Lagerkörper vermieden und es wird dadurch eine längere Lebensdauer der Lagerkörper sowie der die Lagerkörper tragenden Achse gewährleistet.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Öffnung allseits grösser als die Achse ausgebildet und es ist in der Antriebswelle eine die Achse in einer Richtung belastende Feder od. dgl. vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform verdreht sich die Achse mit den Lagerkörpern beim Zusammenwirken mit der geneigten Fläche der Nockenfläche derart, dass sie in der Drehrichtung der Welle zurückbleibt, so dass stossartige Beanspruchungen der Lagerkörper bei Beginn des Hubes
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weitgehend vermieden werden. Diese Bewegung wird hiebei durch die Feder gehemmt, welche eine gewisse Pufferwirkung ausübt. Auch bei dieser Ausführungsform wird beim Abrollen der Lagerkörper auf der Schulter der Nockenfläche eine grösstmögliche Schlagwirkung erzielt.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Öffnung an ihren beiden Enden sich erweiternd abgefasst ist, so dass die Achse sich zum Ausgleich der Belastung an den Lagerkörpern bewegen banc.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Achse in der Mitte einen grösseren Querschnitt als an ihren Enden auf und ist beispielsweise fassartig ausgebildet, wodurch die Belastung der Lagerkörper ausgeglichen und eine seitliche Verschiebung der Achse ermöglicht wird.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Schlagwerkzeug im Längsschnitt. Fig. 2 stellt in grösserem Massstab ein Detail aus Fig. 1 dar, welches die Antriebsvorrichtung beinhaltet. Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie 3-3 und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2. Fig. 5 stellt das Spiel der Achse in der Öffnung der Antriebswelle dar. Die Fig. 6 und 7 zeigen in grösserem Massstab ein Detail einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemässen Schlagwerkzeuges, wobei die die Lagerkörper tragende Achse in verschiedenen Stellungen dargestellt ist. Fig. 8 zeigt eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht einer andern Ausführungsform des erfindungsgemässen Schlagwerkzeuges und Fig. 9 stellt einen Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8 dar.
Das in Fig. 1 dargestellte Schlagwerkzeug --10-- weist ein Gehäuse --12-- mit einem Handgriff --14-- auf und wird von einem beliebigen, zweckmässig einem hydraulischen Motor - -18-- angetrieben. Bei hydraulischem Antrieb kann hiebei der Handgriff in üblicher Weise ein nicht gezeigtes Steuerventil zur Steuerung der Druckmittelzufuhr aufweisen.
Der Motor--18-treibt eine Welle --20-- an, die zwei als Nockenrollen ausgebildete Lagerkörper --22-- aufweist, die mit einem an einem Schlagbauteil --24-- angeordneten Nocken - -26-- zusammenwirkt. Der Schlagbauteil --24-- ist durch eine Feder belastet, die ein mit dem
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Schlagelement-28-in--69-- und Schraubenmuttern --72-- unter Zwischenschaltung von Stossdämpfern-74--. Beim Drehen der Welle --20-- bewegen sich die Nockenrollen --2-- entlang des Nockens-26-, der wie aus Fig.
2 und 4 ersichtlich ist, für jede Nockenrolle-22-aus einer geneigten Fläche --34-- und einer axialen Schulter --36-- besteht, wodurch der Schlagbauteil-24--, der im Gehäuse --12-- so angeordnet ist, dass er in bezug auf die Welle --20-- eine begrenzte Axialbewegung ausführen kann, entgegen der Kraft der Feder --30-- verschoben und anschliessend plötzlich freigegeben wird, so dass die Feder --30-- eine schlagartige Bewegung des Schlagbauteiles in Längsrichtung hervorruft.
Wie aus Fig. l ersichtlich ist, ist die Feder-30-an ihren beiden Enden mit einem Gewinde versehen, wobei das eine Ende in eine Gewindebohrung --40-- des Schlagbauteiles --24-- und das andere Ende in eine Gewindebohrung --42-- des Gehäuses - eingeschraubt ist. Auf diese Weise ist der Schlagbauteil --24-- abgestützt und gegen Verdrehung gesichert. Ferner führt die Verwendung der Feder --30-- zur Abstützung des Schlagbauteiles zu einer erhöhten Schlagwirkung, da der Nocken --26-- nach der grössten Zusammendrückung der Feder sich von den Nockenrollen --22-- wegbewegen kann.
Wenn die Nockenrolle-22-die höchste Stelle des Nockens erreichen, ist die Feder von durch die Bewegung der Nockenrollen entlang der geneigten Fläche in einer Richtung wirkenden Torsionsbeanspruchungen frei und neigt also dazu, den Hammerbauteil --24-- schnell unter grösstmöglicher Beschleunigung und Geschwindigkeit der Aufprallmasse freizugeben.
Wie aus den Fig. 1, 3 und 4 ersichtlich ist, sind die beiden Nockenrollen --22-- an den beiden Enden einer Achse-44-abgestützt, die in einer die Antriebswelle --22-- quer durchsetzenden Öffnung --46-- bewegbar angeordnet ist. Die Öffnung --46-- ist hiebei in einer Ebene quer zur Längsachse der Antriebswelle --20-- an ihren beiden Enden grösser bemessen als die Achse --44--, so dass die Achse --44-- eine Bewegung in einer Ebene quer zur Antriebswelle --20-- ausführen kann. Die Achse-44-ist vorzugsweise fassartig gewölbt, so dass sie in der Mitte einen grösseren Querschnitt aufweist als an ihren die Nockenrollen --22-- abstützenden Enden.
Dadurch kann sich die Achse-44-in der Öffnung --46-- so bewegen, dass sich die Belastungen an den Nockenrollen --2-- ausgleichen und kleinere Fertigungsungenauigkeiten der Nockenflächen oder der Verbindungen der Nockenrollen --2-- mit der Welle kompensiert werden können. Ein weiterer
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--46-- undFläche Nockens --26-- aufwärtsrollen, die aus den Rollen und der Achse-44bestehende Einheit sich so verschiebt, dass sie in Drehrichtung der antriebswelle --20-- zurückbleibt.
Wenn die Rollen jedoch die axialen Schultern --36-- erreichen und sich daher nicht länger auf der geneigten Fläche-34-des Nockens nach oben bewegen, ist keine Kraftkomponente vorhanden, die ein Zurückbleiben der Rollen --2-- und der Achse --4-- hinter der Antriebswelle verursacht, sondern die Rollen bewegen sich, wenn sie die axialen Schultern --36-- erreicht haben, relativ zur Bewegungsrichtung der Antriebswelle --20-- vorwärts.
Dieses gewollte Spiel ermöglicht es somit, dass sich die Rollen --22-- schneller über die axialen Schultern --36-- hinwegbewegen, so dass der Schlagbauteil schnell freigegeben wird, die Antriebsfeder --30-- ihre grösste Beschleunigungskraft ausüben kann, und die gespeicherte Kraft dieser Feder in der grösstmöglichen Weise ausgenutzt wird.
Dieses künstliche Spiel hindert die Rollen daran, lediglich an den Schultern-36-abwärts zu rollen, wodurch sich die Feder --30-- über eine den halben Rollendurchmesser entsprechende Strecke mit entsprechendem Leistungsabfall auseinanderwickeln könnte.
Um dieses künstliche Spiel zu erhöhen, kann wie aus den Fig. 3 und 5 hervorgeht, bei einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Schlagwerkzeuges die in der Antriebswelle-20vorgesehene, die Achse--44--aufnehmende Öffnung--46--von ihrer Mitte aus nach ihren beiden Enden in einer Querebene sich erweiternd abgefast sein, so dass sich eine für eine Verschiebung der Achse geeignete Form der Öffnung ergibt. Diese abgefaste Öffnung --46-- ermöglicht eine rasche Vorwärtsbewegung der Achse --44-- und der Nockenrollen-22-an der Stelle, an der die Feder am meisten zusammengedrückt wird, bevor die Nockenrollen --22-- die axialen Schultern-36des Nockens erreichen.
Hiedurch wird eine gegenseitige Behinderung von Nocken und Nockenrollen vermieden und dem Schagbauteil --24-- kann die grösstmögliche Geschwindigkeit und Wucht bei Erzielung einer grösstmöglichen Leistung aus der Feder --30-- erteilt werden. In Fig. 5 ist in vollausgezogenen Linien die Normalstellung der Achse --44-- und in gestrichelten Linien die Extremstellung gezeigt, welche die Achse --44-- einnehmen kann. Ohne diese Möglichkeit einer Verschiebung der Achse --44-- würden die Nockenrollen, während ihrer Drehbewegung über die
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hätte.
Bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsform ist die Öffnung--46'--so dimensioniert, dass sie an ihren Enden in einer durch die Längsachse der Antriebswelle gelegten Ebene grösser ist als der Durchmesser der Achse-44'--. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht nötig, die Achse --44-- fassartig auszubilden, da die besondere Formgebung der Öffnung --46'-- eine Bewegung der Achse --44'-- zum Ausgleichen der Belastung jeder Nockenrolle ermöglicht.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungform des erfindungsgemässen Schlagwerkzeuges dargestellt,
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bewegen beginnen. Wie bereits erwähnt, werden, sobald die Nockenrollen die geneigten Flächen --34-- berühren, diese Rollen und die Achse --44"-- in Drehrichtung der Welle --20-- hinter dieser zurückbleiben, da die Enden der öffnung --46"-- nach aussen abgefast sind. Zu diesem Zeitpunkt wird die Achse --44"-- sich an der öffnung --46"-- auf Grund des grossen Durchmesserunterschiedes zwischen Öffnung und Achse in eine vom Nocken entfernt liegende Stellung
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Drehrichtung der Antriebswelle nacheilende Stellung. Die Achse--44"--verschiebt sich dann in der öffnung --46"-- in die in Fig. 7 gezeigte Stellung.
Dadurch wird ein geringer Zeitverzug bzw. eine Pufferung erreicht, die eine schlagartige Beanspruchung der Nockenrollen bei Beginn ihrer
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deren Längsachse angeordnet ist. Der Stift --50-- ist durch eine Feder --54-- belastet und wirkt mit einer Einkerbung --52-- in der Achse --44"-- zusammen, wodurch diese Achse in der öffnung --46"-- radial ausgerichtet und nachgiebig in ihre in Fig. 6 gezeigte Normalstellung gedrückt wird. Durch die Feder --54-- werden somit Stossbeanspruchungen von den Nockenrollen--22-- ferngehalten, wenn sich diese aus ihrer in Fig. 6 gezeigten Stellung in ihre in Fig. 7 gezeigte Stellung bewegen.
Im Gehäuse-12-ist eine Kühlkammer vorgesehen, welche eine Einlassöffnung-76-und eine Auslassöffnung-78-für ein Kühlmedium aufweist, welches zweckmässig vom Druckmittel gebildet sein kann. Um zu verhindern, dass der Druck des Druckmittels die Stosswirkung des
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einem geeigneten Schmiermittel für die Nockenflächen und die Nockenrollen --22-- gefüllt ist.
Zweckmässig wird hiebei Druckmittel vom Motor --18-- durch die Schmierkammer-84umgewäzt. Hiefür ist ein mit der Einlassöffnung-88-des hydraulischen Motors in Verbindung stehendes Rohr --86-- vorgesehen, durch das das Druckmittel durch die Antriebswelle --20-- über eine Verbindung --90-- in die Schmierkammer gepumpt wird. Der Rückfluss des Druckmittels aus der Schmierkammer --84-- erfolgt über eine Verbindung --92-- und einen koaxial zum Rohr --86-- angeordneten ringförmigen Kanal --94--, durch den das Druckmittel dem Auslass-96des Motors zugeleitet wird.
Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Umwälzung des Druckmittels in der Schmierkammer --84-- zum Schmieren und Kühlen der Nockenflächen und der Nockenrollen aufrechterhalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schlagwerkzeug mit einer in einem Gehäuse angeordneten, von einer Feder umgebenen Antriebswelle, die mit zwei Lagerkörpern für den Antrieb eines in axialer Richtung bewegbaren Nockens verbunden ist, der wenigstens eine aus einer geneigten Fläche und einer in axialer Richtung der Welle verlaufenden Schulter bestehende, mit einem Betätigungsglied zusammenwirkende Nockenfläche aufweist und der eine Axialbewegung eines durch die Feder beaufschlagten Schlagbauteiles bewirkt, wobei die beiden Lagerkörper an den beiden Enden einer Achse abgestütz sind, die in einer die Antriebswelle im Bereich des Nockens quer durchdringenden Öffnung bewegbar
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Längsachse der Antriebswelle (20) zumindest an ihren beiden Enden grösser bemessen ist als die Achse (44) und dadurch eine Bewegung dieser Achse (44) in einer Ebene quer zur Antriebswelle (20)
gewährleistet ist.
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