Die Erfindung bezieht sich auf die Werkzeugaufnahme für einen tragbaren motorisch angetriebenen Hammer, mit einem Hammergehäuse und einem verschiebbar geführten Werkzeug. Bei diesen bekannten Werkzeugaufnahmen wird das Werkzeug bei arbeitendem Hammer entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Döppers, der zur Abdichtung des Hammerinneren dient, an seinem handseitigen Ende von einem in schneller Folge hin und zurück eilenden Schläger getroffen, wodurch eine gewünschte Wirkung auf das Werkstück, z. B. auf Gestein, ausgeübt wird. Hierbei ist sowohl der Döpper wie auch das Werkzeug innerhalb bestimmter Grenzen, die durch Anschläge gegeben sind, axial frei beweglich.
Der Weg des Döppers ist bei bekannten Hämmern dieser Art an seinem handseitigen Ende durch einen federnden Anschlag begrenzt, dessen Feder so stark vorgespannt ist, dass sie bei leichten Hämmern stärker als die grösste Anpresskraft eines damit arbeitenden Menschen und bei schweren Hämmern, mit denen nur abwärts gearbeitet wird, stärker als das Hammergewicht vermehrt um die Anpresskraft ist. Dieser federnde Anschlag des Döppers dient zum gedämpften Abfangen der sogenannten B-Schläge, die den Hammer und den damit Arbeitenden erschüttern, wenn der Hammer springt.
Die freie Beweglichkeit des Werkzeugs und, soweit vorhanden, des Döppers hat die nachteilige Folge, dass im Augenblick des Auftreffens des Schlägers das Werkzeug oft nicht am Werkstück, z. B. an dem zu bearbeitenden Gestein, und der Döpper nicht am Werkzeug anliegt, so dass die von dem Schläger abgegebene Energie nicht unmittelbar für den erstrebten Arbeitsfortschritt zur Verfügung steht, sondern zunächst für die Vorwärtsbeschleunigung des Döppers und dann des Werkzeugs verbraucht wird. Dabei entstehen Längsschwingungen des Döppers und des Werkzeugs, die wiederum einen wesentlichen Teil des Arbeitsvermögens des Schlägers aufzehren.
Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine Werkzeugaufnahme für einen tragbaren, motorisch angetriebenen Hammer zu schaffen, die bewirkt, dass das Werkzeug im Augenblick des Schlages bereits das Werkstück berührt und der Döpper, soweit vorhanden, an dem Werkzeug anliegt.
Die Aufgabe ist gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass zwischen dem Hammergehäuse und dem Werkzeug ein federndes Mittel vorhanden ist, dessen Vorspannung kleiner ist als das Hammergewicht, und das eine Federkennlinie aufweist, die so flach ist, dass die Federkraft höchstens das 21/2fach des Hammergewichts beträgt, bei einem Federzug gleich der anderthalbfachen grössten Schwingungsweite des Hammergehäuses unter der Wirkung der darin hin und her gehenden Massen.
Ein solches federndes Mittel ist im folgenden als weich oder im Vergleich mit anderen Federn als weicher bezeichnet.
Dabei kann zwischen dem federnden Mittel und dem Werkzeug ein verschiebbares mechanisches Zwischenglied angeordnet sein. Es können auch mehr als ein verschiebbares mechanisches Zwischenglied angeordnet sein. Eines der mechanischen Zwischenglieder kann als Zwischendöpper ausgebildet sein es kann auch, nämlich bei Bohrhämmern, als Bohrerhalter ausgebildet sein.
Als das federnde Mittel kann auch die Luft innerhalb des Schlagwerkgehäuses dienen, wenn diese auf einen Druck vorgespannt ist, der höher ist als der Druck der umgebenden Atmosphäre. Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten sind nachstehend an mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Werkzeugaufnahme eines Hammers, in der der Schläger unmittelbar auf das Werkzeug trifft,
Fig. 2 eine Werkzeugaufnahme eines Hammers, in der zwischen dem Schläger und dem Werkzeug ein Döpper angeordnet ist,
Fig. 3 eine andere Werkzeugaufnahme mit Döpper,
Fig. 4 eine dritte Werkzeugaufnahme mit Döpper,
Fig. 5 eine vierte Werkzeugaufnahme mit Döpper.
Im folgenden ist unter aarbeitseitig die Richtung zu dem zu bearbeitenden Werkstück hin, unter handseitig die entgegengesetzte Richtung zu verstehen.
In der in Fig. 1 dargestellten Werkzeugaufnahme ist 1 ein Gehäuse, in dem in einer Bohrung 2 ein Werkzeug 3 mit einem Schaft 4 verschiebbar geführt ist. Ein hin und her gehender Schläger 5 trifft mit einem Schaft 6 auf die handseitige Stirnfläche des Schaftes 4 des Werkzeugs.
An dem Schaft des Werkzeugs ist ein Flansch 7 angeordnet, der durch eine über den Schaft gezogene und in einer Aussparung 9 des Gehäuses 1 untergebrachte Druckfeder 8 gegen das Gehäuse 1 abgestützt ist. Durch eine Feder 10 ist das Werkzeug am Herausfallen aus dem Hammergehäuse gehindert. Die Vorspannung der Feder 8 ist so gewählt, dass sie grösser als das Gewicht des Werkzeugs, aber kleiner ist als die kleinste beim Arbeiten mit dem Hammer auftretende Andrückkraft und kleiner als das Hammergewicht. Diese Ausführung ist für Drucklufthämmer und für diejenigen Typen von Luftfederhämmern mit vor allem elektrischem Antriebsmotor bestimmt, die keinen Zwischendöpper haben.
In Fig. 2 ist demgegenüber die Werkzeugaufnahme eines Hammers dargestellt, in der zwischen dem Schläger und dem Werkzeug ein Zwischendöpper angeordnet ist. In einem Schlagwerkgehäuse 21 eines Hammers ist ein Zylinder 22 verschiebbar geführt, der z. B. über einen nicht dargestellten Kurbeltrieb hin und her bewegt wird. In dem Zylinder ist ein Schläger verschiebbar geführt, von dem der Schlägerschaft 24 dargestellt ist. Das Schlagwerkgehäuse 21 hat achsgleich mit dem Schläger eine Bohrung 25, die den arbeitseitigen Teil des Zylinders 22 mit dem darin geführten Schaft 24 des Schlägers in einem Abstand umgibt. Handseitig ist die Bohrung 25 durch einen radial nach innen vorstehenden Flansch 23 des Schlagwerkgehäuses begrenzt.
Arbeitseitig ist an das Schlagwerkgehäuse ein Werkzeughalter 26 angesetzt, der achsgleich mit dem Schläger eine Bohrung 27 aufweist, die enger ist als die Bohrung 25 des Schlagwerkgehäuses. Arbeitsseitig vor der Bohrung 27 ist eine mit dieser achsgleiche Führung 28 für ein Werkzeug 29 angeordnet und mittels einer Hohlkegelfläche 30 mit der Bohrung 27 verbunden. Die Führung 28 ist als Innensechskant ausgebildet.
In der Bohrung 27 ist ein Döpper 31 verschiebbar geführt, der zylinderförmig ausgebildet und an seiner Zylinderfläche mit Ringnuten 32 versehen ist, in denen Dichtringe 33 liegen.
Die handseitige und die arbeitsseitige Stirnfläche des Döppers sind ballig geformt, die Übergänge zwischen den balligen Stirnflächen und der zylindrischen Umfangsfläche sind als Kegelflächen 34 ausgebildet.
In der Bohrung 25 des Schlagwerkgehäuses 21 ist ein Anschlagring 35 verschiebbar geführt, der handseitig mit einer Druckfeder 36 gegen den Innenflansch 23 des Schlagwerkgehäuses 21 abgestützt ist. Arbeitseitig ist der Weg des Anschlagringes 35 durch eine Schulter 27' begrenzt, mit der der Werkzeughalter 26 vor die Bohrung 25 des Schlagwerkgehäuses vorsteht.
Bei dieser an sich bekannten Anordnung ist die Feder 36 bei leichten Hämmem stärker als die grösste Anpresskraft eines damit arbeitenden Menschen, und bei schweren Hämmern, mit denen nur abwärts gearbeitet wird, stärker als das Hammergewicht vermehrt um die Anpresskraft. Erhält dagegen die Feder 36 eine Vorspannung, die kleiner ist als das Hammergewicht, und weist sie eine flache Federkennlinie auf, ist sie mithin weich in dem oben bezeichneten Sinne, so gibt sie beim Ansetzen des Hammerwerkzeugs an ein Werkstück sofort nach, der Anschlagring 35 spielt zwischen der Schulter 27' und der Blocklänge der Feder 36 und hält bei angepresstem wie bei entlastetem Hammer den Döpper in ständiger Berührung mit dem Werkzeug und dieses in ständiger Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstück.
Diese Anordnung hat den Vorteil, nur eine Feder zu benötigen. Ausserdem werden die bei springendem Hammer auftretenden sogenannten B-Schläge, soweit sie schwach sind, sehr gut gedämpft; da die Feder jedoch unter Umständen zu Block gedrückt werden kann, werden harte B-Schläge ungedämpft auf das Hammergehäuse und den Hammer Benützenden übertragen. Ausserdem ist die axiale Stellung des Döppers im Augenblick des Auftreffens des Schlägers sehr von der Anpresskraft abhängig, wodurch der Hammer ungleichmässig schlägt.
Eine Weiterentwicklung der vorstehend beschriebenen Anordnung stellt die Anordnung nach Fig. 3 dar. In einem Schlagwerkgehäuse 41 ist ein Schläger 44 verschiebbar, der im Bereich seines arbeitseitigen Endes von einer Bohrung 45 des Schlagwerkgehäuses mit Abstand umgeben ist. Ein Werkzeughalter 46 ist arbeitseitig an das Schlagwerkzeug 41 angesetzt und mit nicht dargestellten Schrauben befestigt. Der Werkzeughalter hat eine mit dem Schläger 44 achsgleiche Bohrung 47, die enger ist als die Bohrung 45 des Schlagwerkgehäuses und diese Bohrung mit einer Schulter 47' arbeitseitig begrenzt. Arbeitseitig vor der Bohrung 47 ist in dem Werkzeughalter eine Führung 48 angeordnet, die als Innensechskant ausgebildet ist und in der ein Werkzeug 49 verschiebbar geführt ist. Eine Hohlkegelfläche 50 bildet den Übergang von der Bohrung 47 zu der Führung 48.
In der Bohrung 47 ist ein im wesentlichen zylindrischer Döpper 51 verschiebbar so geführt, dass er auch ein Stück in die weitere Bohrung 45 des Schlagwerkgehäuses eintreten kann. In dieser Bohrung ist ein Anschlagring 55 verschiebbar geführt. Er steht unter der Wirkung zweier Druckfedern 56 und 57, die handseitig im Schlagwerkgehäuse abgestützt sind und von denen die weichere Feder 56 mit geringerer Federkraft den Anschlagring 55 bis gegen die Schulter 47' drängt, während die härtere Feder 57 kürzer ist, so dass sie bei einer handseitigen Verschiebung des Anschlagringes 55 erst dann auf den Anschlagring zu wirken beginnt, nachdem dieser ein Stück Weges handseitig zurückgelegt hat und dabei nur unter der Wirkung der weicheren Feder 56 stand.
Die Vorspannung der weichen Feder 56 ist kleiner als das Hammergewicht und damit kleiner als die kleinste Andrückkraft, mit der der Hammer gegen ein Werkstück gedrückt wird, diese Feder hat eine flache Kennlinie; die Feder 57 hat eine Vorspannung, die grösser ist als die grösste Anpresskraft eines damit arbeitenden Menschen, vermehrt um das Hammergewicht.
Bei dieser Anordnung bewirkt die Feder 56 eine dauernde Anlage des Döppers an dem Werkzeug und des Werkzeugs an dem Werkstück, während die Feder 57 die axiale Stellung des Döppers im Augenblick des Schlages handseitig begrenzt und Schläge des springenden Hammers auffängt.
Durch die genauere Festlegung der Stellung des Döppers gegenüber dem Schläger arbeitet ein mit dieser Anordnung versehener Hammer wesentlich ruhiger und gleichmässiger; die Dämpfung der Schläge des springenden Hammers ist stärker als bei der Werkzeugaufnahme nach Fig. 2.
Die in Fig. 4 dargestellte Werkzeugaufnahme ist eine Weiterentwicklung der in Fig. 3 gezeigten. Auch hier wirken zwei Federn 76 und 77 auf den Döpper 71, von denen eine weichere Feder 76 unmittelbar auf dem Döpper 71 abgestützt ist und diesen bei seinen innerhalb der Bohrung 67 des Werkzeughalters 66 ausgeführten Längsbewegungen gegen das Werkzeug 69 drückt. Eine zweite härtere Feder 77 stützt den Anschlagring 75 gegen das Schlagwerkgehäuse 61 ab, sie hat die schweren Schläge abzufangen, wenn der Hammer springt und das Werkzeug 69 den Döpper 71 gegen den Anschlagring 75 schleudert.
Auch diese Anordnung hat den Vorzug der gleichmässigen Schlagarbeit des Hammers, bedingt durch die eindeutige axiale Stellung des Döppers beim Auftreffen des Schlägers, und dazu noch den Vorteil der dauernden Anpressung des Döppers an das Werkzeug und des Werkzeuges an das Werkstück über den ganzen möglichen Weg des Döppers.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung ist zur Verringerung des Platzbedarfs eine weichere Feder 96 zwischen dem Döpper 101 und dem Anschlagring 95 und eine härtere Feder 97 zwischen dem Anschlagring 95 und dem Schlagwerkgehäuse 91 eingespannt.
Um der weicheren, die dauernde Anlage des Döppers 101 am Werkzeug 99 und des Werkzeugs 99 am Werkstück bewirkenden Feder 96 die nötige Länge zu sichern, wird bei dieser Ausführung die den Döpper 101 führende Bohrung im Werkzeughalter um die Länge der weicheren Feder 96 verlängert.
Je nach den Gelegenheiten der einzelnen Hammerausführung kann die breitere Anordnung nach Fig. 4 oder die längere Anordnung nach Fig. 5 vorteilhaft sein. Die Anordnungen nach Fig. 2 und unter Umständen auch Fig. 3 sind bei vorhandenen Hämmern ohne Umbau, lediglich durch Auswechseln von Federn anwendbar.
Wird durch ein beliebiges Mittel, z. B. durch eine besondere Luftpumpe oder unter Ausnutzung der Bewegung des den Schläger bewegenden Teils, z. B. des Zylinders 22, die Luft in dem Schlagwerkgehäuse vorgespannt und dauernd unter erhöhtem Druck gehalten, so wirkt dieser Druck als das federnde Mittel und bewirkt, ebenso wie die in den Figuren der Zeichnung dargestellten weicheren Federn, eine dauernde Anlage der die Schlagarbeit des Schlägers auf das Werkstück übertragenden Teile Döpper und Werkzeug.