Elektrisches Schlaggerät, insbesondere Schlaghammer, und Verfahren zu dessen Betrieb Die heute allgemein für Aufbruch- oder Abbruch arbeiten verwendeten Hämmer werden mit Pressluft angetrieben. Die grossen Nachteile dieser Hämmer bestehen darin, dasis durch die notwendigen Kom pressoren und den Luftaustritt aus den Hämmern selbst sehr starke Geräusche entstehen. Zudem ist der Wirkungsgrad dieser pneumatischen Hämmer sehr schlecht.
Als Ersatz wurden schon elektrische Hämmer verwendet, jedoch mit wenig Erfolg, da die Arbeits leistung gegenüber den Presslufthämmern viel gerin ger und der mechanische Aufbau für diese stark be anspruchten Arbeiten ungenügend ist. Zudem ist das Gewicht der bekannten elektrischen Hämmer im Ver hältnis zur abgegebenen Leistung sehr ungünstig.
Es ist ein elektrischer Schlaghammer bekannt, bei welchem ein abgefederter Schlagbolzen unmittel bar auf ein im Gerät bewegbar angeordnetes Werk zeug einwirkt. Dieser Schlagbolzen wird von einem im Gerät eingebauten Elektromotor über einen Kur belantrieb und eine Feder angetrieben. Demgegen über zeichnet sich das elektrische Schlaggerät nach der Erfindung dadurch aus, dass der Schlagbolzen den Magnetanker eines Elektromagneten bildet und dass ein diesen Schlagbolzen und mindestens eine auf ihn einwirkende Feder enthaltendes Schwin gungssystem eine<B>25</B> Hz nicht übersteigende Reso nanzfrequenz aufweist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb dieses Schlaggerätes. Dasselbe zeichnet sich dadurch aus, dass man dessen Magnetspule mit perio dischen Impulsen von einer Grundfrequenz speist, die mindestens angenähert mit der Resonanzfrequenz des genannten Schwingungssystems übereinstimmt.
Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise ge baute und betriebene Schlaggeräte einen Wirkungs- grad, also ein Verhältnis zwischen der abgegebenen Schlagenergie und der aufgewendeten Energie haben, der grösser ist als bei den pneumatischen und den bekannten elektrischen Hämmern und bei denen das Verhältnis von Eigengewicht zu Schlagenergie etwa demjenigen der Presslufthämmer gleich ist.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schema tisch dargestellt. Es sind<B>:</B> .4 Fig. <B>1</B> ein Längsschnitt durch ein Schlaggerät, und Fig. 2 eine Untenansicht zu Fig. <B>1.</B>
Das dargestellte Schlaggerät weist einen zylindri- sehen Mantel<B>1</B> aus magnetisch leitendem Material wie z. B. Stahlblech'auf, der oben durch eine Ab- schluss-Scheibe 2 und unten durch eine Kappe<B>3</B> ab geschlossen ist. Ein Führungskörper 4 aus magne tisch leitendem Material ist mit einer zentralen Sechs- kantbohrung <B>5</B> versehen, in welcher der Schaft<B>6</B> eines auswechselbaren Meissels<B>7</B> verschiebbar ge führt ist. Der Körper 4 weist in seinem oberen Teil einen Flansch<B>8</B> auf, der an dessen Peripherie den Mantel<B>1</B> berührt.
Das untere Ende<B>9</B> des Körpers 4 ist in einer entsprechenden Bohrung der Kappe<B>3</B> ge halten.
Der rohrförinige Spulenkörper <B>10</B> einer isolier ten Magnetspule<B>11</B> ist an seinen Enden mit Flan- sehen 12 und<B>13</B> versehen. Der untere Flansch 12 liegt unter Zwischenlage einer elastischen Scheibe 14 auf dem Flansch<B>8</B> des Führungskörpers 4, dessen oberes Ende<B>15</B> von unten in das Spulenrohr <B>10</B> hin einragt und zu dessen Zentrierung dient. Das Spulen- rohr besteht aus Hartgewebe.
Auf dem oberen Flansch<B>13</B> des Spulenrohres <B>10</B> iiegt unter Zwischen lage einer elastischen Scheibe<B>16</B> eine mit einer zen tralen Bohrung<B>17</B> versehene Scheibe<B>18</B> aus magne- tisch leitendem Material, die an deren Peripherie den Mantel<B>1</B> berührt. Zwischen den Enden der Magnet spule<B>11</B> und den Flanschen 12 und<B>13</B> sind aus Iso- lierfäden bestehende, elastische Zwischenlagen<B>19</B> vorgesehen, wodurch die starken Kräften ausgesetzte Magnetspule<B>11</B> geschont wird.
In dem Spulenrohr <B>10</B> ist ein Schlagbolzen 20 aus Weicheisen mit viel Spiel, z. B.<B>0,5</B> mm im Ra dius gemessen, geführt. Dieses Spiel soll vorzugs weise 0,2 mm nicht unterschreiten. Das Schlagende des Schlagbolzens 20 wird durch ein Einsatzstück 21 aus gehärtetem Stahl gebildet. Der Durchmesser der Bohrung<B>17</B> in der Scheibe<B>18</B> ist grösser als der jenige des Spulenrohres <B>10,</B> so dass der Schlagholzen 20 ausschliesslich im Spulenrohr <B>10</B> geführt ist. Am oberen Ende des Schlagbolzens 20 ist ein Flansch 22 vorgesehen, an welchem das obere Ende einer Druck feder<B>23</B> befestigt ist, die sich unten auf der durch bohrten Scheibe<B>18</B> abstützt.
In der Abschlusseheibe 2 ist zentral ein einwärts ragender Zapfen 24 be festigt, welcher die Bewegung des Schlagbolzens 20 nach oben hin begrenzt. An der Abschlusscheibe ist ferner mittels zweier Bolzen<B>25</B> ein Handgriff<B>26</B> be festigt. An der Kappe<B>3</B> sind zwei nach unten ragende Bolzen<B>27</B> und<B>28</B> befestigt, welche bei<B>29</B> bzw. <B>30</B> abgefedert sind. Auf dem Bolzen<B>27</B> ist eine Lasche <B>31</B> schwenkbar gelagert, welche zwei abgerundete Einschnitte<B>32</B> und<B>33</B> aufweist.
Eine Feder 34 drückt die Lasche<B>31</B> auf dem Bolzen<B>27</B> nach unten gegen den Bolzenkopf <B>35.</B> Wenn man die Lasche<B>31</B> aus der in den Fig. <B>1</B> und 2 gezeichneten Lage um <B>1800</B> im Uhrzeigersinne gemäss Fig. 2 verschwenkt, so kommt der Einschnitt<B>32</B> auf den Bolzen<B>28</B> zu liegen. Der Meissel<B>7</B> wird dann vom Einschnitt<B>32</B> umgriffen, so dass ein am Meissel vorgesehener Bund <B>36</B> ein Herausfallen des Meissels aus dem Führungs körper 4 verhindert.
Die Zuführungsleitungen<B>37</B> und<B>38</B> zur Magnet spule<B>11</B> bilden die Adern eines im übrigen nicht dargestellten Anschlusskabels. Die Magnetspule wird von einer nicht dargestellten Schaltungsanordnung mit periodischen Impulsen gespeist. Eine solche An ordnung ist beispielsweise in dem schweizerischen Patent Nr. <B>351246</B> dargestellt. Die Frequenz der Im pulse ist<B>Z.</B> B. 10 Hz.
Das beschriebene Gerät arbeitet wie folgt: Wenn die Magnetspule<B>11</B> von einem Stromimpuls durch flossen wird, wird in dem bis auf den Luftspalt<B>39</B> geschlossenen magnetischen Kreis, der durch das obere Ende<B>15</B> und den Flansch<B>8</B> des Führungs körpers 4 mit dem Meisselschaft <B>6,</B> den Mantel<B>1,</B> die durchbohrte Scheibe<B>18</B> und den Schlagbolzen 20 mit dem Einsatzstück 21 gebildet wird, ein magne tischer Fluss erzeugt.
Der Schlagholzen 20, der den Magnetanker darstellt, wird infolgedessen nach unten gezogen und trifft mit grosser Wucht auf den Meissel- schaft <B>6.</B> Durch die Feder<B>23</B> wird der Schlagbolzen 20 nach Aufhören des Stromes nach oben bewegt und zwar über die dargestellte Gleichgewichtslage hinaus bis zum Begrenzungsanschlag 24. Der Meis sel<B>7</B> kehrt infolge des Rückschlages des von ihm bearbeitenden Materials und eventuell der. federnden Widerstandes der Lasche<B>31</B> in seine Ausgangslage zurück, worauf sich beim nächsten Impuls das Ar beitsspiel wiederholt.
Die Frequenz der Impulse ist auf die Resonanz frequenz des Schlagbolzen-Federsystems abgestimmt, welche infolge der relativ grossen Masse des Schlag bolzens kleiner als 25Hz ist. Infolge des grossen Spiels des Schlagbolzens 20 im Spulenrohr <B>10</B> ist die Reibung zwischen diesen Teilen 20 und<B>10</B> äusserst gering. Versuche haben ergeben, dass auch nach län gerem Betrieb eine Abnützung des aus Hartgewebe bestehenden Spulenrohres <B>10</B> in keiner Weise fest stellbar ist.
Im Gegenteil scheint der Schlagbolzen 20 das Spulenrohr <B>10</B> meistens überhaupt nicht zu be rühren, was möglicherweise auf einen gewissen Selbstzentrierungseffekt des Magnetfeldes zurückge führt werden kann, wie er z. B. bei magnetischen Schwebelagern bekannt ist.
Electric impact device, in particular impact hammer, and method for its operation The hammers generally used today for breaking and demolition work are driven by compressed air. The big disadvantages of these hammers are that the necessary compressors and the air outlet from the hammers themselves make very loud noises. In addition, the efficiency of these pneumatic hammers is very poor.
Electric hammers have already been used as a replacement, but with little success, since the work performance compared to pneumatic hammers is much lower and the mechanical structure is insufficient for this highly demanding work. In addition, the weight of the known electric hammers in relation to the output is very unfavorable.
There is an electric hammer known in which a sprung firing pin acts immediacy bar on a movably arranged work tool. This firing pin is driven by a built-in electric motor via a cure belantrieb and a spring. In contrast, the electric impact device according to the invention is characterized in that the striker forms the magnet armature of an electromagnet and that a vibration system containing this striker and at least one spring acting on it has a resonance frequency not exceeding 25 Hz having.
The invention also relates to a method for operating this impact device. The same is characterized by the fact that its magnetic coil is fed with periodic pulses from a fundamental frequency which at least approximately corresponds to the resonance frequency of the oscillation system mentioned.
It has been shown that impact devices built and operated in this way have an efficiency, i.e. a ratio between the impact energy emitted and the energy used, which is greater than with the pneumatic and the known electric hammers and where the ratio of Dead weight to impact energy is roughly the same as that of pneumatic hammers.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically. There are <B>: </B> .4 Fig. <B> 1 </B> a longitudinal section through an impact device, and FIG. 2 is a bottom view of FIG. <B> 1. </B>
The impact device shown has a cylindrical jacket <B> 1 </B> made of magnetically conductive material such as. B. Stahlblech'auf, which is closed at the top by a washer 2 and at the bottom by a cap <B> 3 </B>. A guide body 4 made of magnetically conductive material is provided with a central hexagonal bore <B> 5 </B> in which the shaft <B> 6 </B> of an exchangeable chisel <B> 7 </B> is displaceable leads is. The body 4 has in its upper part a flange <B> 8 </B> which touches the jacket <B> 1 </B> at its periphery.
The lower end <B> 9 </B> of the body 4 is held in a corresponding bore in the cap <B> 3 </B>.
The tubular coil body <B> 10 </B> of an insulated magnetic coil <B> 11 </B> is provided at its ends with flanges 12 and <B> 13 </B>. The lower flange 12 lies on the flange 8 of the guide body 4 with an elastic washer 14 interposed, the upper end 15 of which from below into the coil tube 10 protrudes and serves to center it. The coil tube is made of hard tissue.
On the upper flange <B> 13 </B> of the coil tube <B> 10 </B> there is an elastic disc <B> 16 </B> with a central bore <B> 17 </B> in between > Provided disc <B> 18 </B> made of magnetically conductive material, which touches the jacket <B> 1 </B> at its periphery. Between the ends of the magnetic coil <B> 11 </B> and the flanges 12 and <B> 13 </B>, elastic intermediate layers <B> 19 </B> consisting of insulating threads are provided, which create the strong forces exposed magnet coil <B> 11 </B> is protected.
In the spool tube 10 is a firing pin 20 made of soft iron with a lot of play, e.g. B. <B> 0.5 </B> mm measured in the radius, guided. This game should preferably not fall below 0.2 mm. The striking end of the firing pin 20 is formed by an insert piece 21 made of hardened steel. The diameter of the bore <B> 17 </B> in the disc <B> 18 </B> is larger than that of the coil tube <B> 10, </B> so that the striker 20 is exclusively in the coil tube <B> 10 is performed. At the upper end of the firing pin 20, a flange 22 is provided, to which the upper end of a compression spring <B> 23 </B> is attached, which is supported below on the drilled disk <B> 18 </B>.
In the closing disk 2 an inwardly projecting pin 24 is centrally fastened, which limits the movement of the firing pin 20 upwards. A handle <B> 26 </B> is also attached to the closing disk by means of two bolts <B> 25 </B>. Two downwardly projecting bolts <B> 27 </B> and <B> 28 </B> are attached to the cap <B> 3 </B>, which at <B> 29 </B> and <B > 30 </B> are cushioned. A tab <B> 31 </B> is pivotably mounted on the bolt <B> 27 </B> and has two rounded incisions <B> 32 </B> and <B> 33 </B>.
A spring 34 presses the lug <B> 31 </B> on the bolt <B> 27 </B> downwards against the bolt head <B> 35. </B> If the lug <B> 31 </ B > Swiveled by <B> 1800 </B> clockwise according to FIG. 2 from the position shown in FIGS. <B> 1 </B> and 2, the incision <B> 32 </B> comes to the Bolt <B> 28 </B> to lie. The chisel <B> 7 </B> is then encompassed by the incision <B> 32 </B> so that a collar <B> 36 </B> provided on the chisel prevents the chisel from falling out of the guide body 4.
The supply lines <B> 37 </B> and <B> 38 </B> to the magnet coil <B> 11 </B> form the wires of a connection cable, otherwise not shown. The magnetic coil is fed with periodic pulses by a circuit arrangement (not shown). Such an arrangement is shown, for example, in Swiss Patent No. <B> 351246 </B>. The frequency of the pulses is <B> Z. </B> B. 10 Hz.
The device described works as follows: When a current pulse flows through the magnetic coil <B> 11 </B>, the magnetic circuit, which is closed except for the air gap <B> 39 </B> and which passes through the upper end < B> 15 </B> and the flange <B> 8 </B> of the guide body 4 with the chisel shank <B> 6, </B> the jacket <B> 1, </B> the drilled disc <B > 18 </B> and the firing pin 20 is formed with the insert 21, a magnetic flow is generated.
The striker 20, which represents the magnet armature, is consequently pulled downwards and hits the chisel shaft with great force 6. The striker 20 is stopped by the spring 23 of the current is moved upwards and beyond the equilibrium position shown up to the limit stop 24. The chisel 7 returns as a result of the kickback of the material being processed by it and possibly the. resilient resistance of the tab <B> 31 </B> back into its starting position, whereupon the work game is repeated with the next pulse.
The frequency of the pulses is matched to the resonance frequency of the firing pin spring system, which is less than 25Hz due to the relatively large mass of the firing pin. As a result of the large play of the firing pin 20 in the coil tube <B> 10 </B>, the friction between these parts 20 and <B> 10 </B> is extremely low. Tests have shown that, even after prolonged operation, wear and tear of the coil tube 10, which is made of hard tissue, cannot be determined in any way.
On the contrary, the firing pin 20 seems to mostly not be touching the bobbin tube 10 at all, which can possibly be attributed to a certain self-centering effect of the magnetic field, as is the case, for. B. is known for magnetic levitation bearings.