CH655037A5 - PNEUMATIC HAND DRIVE TOOL. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein pneumatisches Handschlagwerkzeug, mit einem, in ein mit einem seitlichen Zuleitungskanal mit einem Ventilsitz versehenes Gehäuseteil übergehenden Handgriff, wobei im Gehäuseteil ein, gegen den Handgriff abgefederter Arbeitszylinder gehalten ist, der eine Eintrittsöffnung, Auslassöffnungen und eine Verteilervorrichtung für die Druckluft umfasst und der einen Schlagkolben umschliesst, der auf ein aufsteckbares, in einer Hülse geführtes Werkzeug wirkt. The present invention relates to a pneumatic hand-held tool, with a handle which merges into a housing part provided with a lateral supply channel with a valve seat, the work part being held in the housing part and being sprung against the handle and comprising an inlet opening, outlet openings and a distributor device for the compressed air and which surrounds a percussion piston which acts on an attachable tool guided in a sleeve.
Handschlagwerkzeuge der vorgenannten Art finden in vielen Bereichen der Bau- bzw. Abbautechnik Verwendung und sind auch unter dem Begriff des Abbauhammers bekannt. Hand-held tools of the aforementioned type are used in many areas of construction and dismantling technology and are also known under the term hammer.
Problematisch bei solchen Werkzeugen ist die enorme Belastung des Bedienungspersonals infolge der hohen, und sehr starken, auf den Handgriff übertragenen Vibrationen, die zu gesundheitlichen Störungen, wie Gelenkerkrankungen und Vasoneurosen, fuhren können. The problem with such tools is the enormous strain on the operating personnel due to the high and very strong vibrations transmitted to the handle, which can lead to health disorders, such as joint diseases and vasoneuroses.
Um diesem Problem Herr zu werden, wurde schon versucht, die metallischen Teile des Handgriffes mit einem elastischen Material abzudecken, dass eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt, wie Gummi beispielsweise. Hierdurch wird zunächst eine Wärmeisolierung erreicht, welche das Durchfrieren der Hände des Arbeiters und damit die Entstehung einer Vasoneurose vermindert. Ferner wird eine Vibrationsdämpfung im Hochfrequenzbereich von einigen Hundert bis Tausend Hertz erreicht. Hingegen ist es mit diesen Massnahmen nicht möglich, die gefährlichen Vibrationen im Niederfrequenzbereich wirkungsvoll zu dämpfen. To deal with this problem, attempts have already been made to cover the metallic parts of the handle with an elastic material that has a low thermal conductivity, such as rubber, for example. In this way, thermal insulation is first achieved, which reduces the freezing of the hands of the worker and thus the development of a vasoneurosis. Vibration damping in the high-frequency range from a few hundred to a thousand hertz is also achieved. On the other hand, it is not possible with these measures to effectively dampen the dangerous vibrations in the low frequency range.
Ferner wurde vorgeschlagen, das Schlagwerkzeug aus mehreren, gegenseitig in axialer Richtung verschiebbaren und abgefederten Teilen zu bilden, um die Vibrationen auf dem Handgriff zu vermindern. Diese Anordnungen sind aber durch ihren komplizierten Aufbau in ihrem Anwendungsbereich beschränkt, da solche Geräte zwangsläufig teuer und störanfällig sind. It has also been proposed to form the striking tool from a plurality of parts which can be mutually displaced in the axial direction and are cushioned in order to reduce the vibrations on the handle. These arrangements are limited in their field of application due to their complicated structure, since such devices are necessarily expensive and prone to failure.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Handschlagwerkzeug der vorgenannten Art so auszugestalten, dass dieses bei einfachster Konzeption eine optimale Vibrationsdämpfung am Handgriff erlaubt und störungsunan-fällig ist. It is therefore an object of the present invention to design a hand-held tool of the aforementioned type in such a way that, with the simplest conception, it allows optimum vibration damping on the handle and is not susceptible to faults.
Dies wird nun erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Gehäuseteil ein Einsatzrohr umgibt, welches zusammen mit dem Mantel des Arbeitszylinders und davon abragenden Führungsbundringen einen Ringspalt begrenzt und in welchem der Arbeitszylinder axial verschiebbar geführt ist, wobei der Ringspalt über eine radiale Eintrittsöffnung im Mantel des Einsatzrohres und ein Hohlraum im Handgriff über Kanäle im Ventilsitz bzw. im Handgriff mit einem Zuleitungskanal für die Druckluft in Strömungsverbindung steht und wobei der Hohlraum im Handgriff durch einen Flansch einer Führungshülse, welche eine Dämpfungsfeder und die Stirnfläche eines auf dem Arbeitszylinder angeordneten, gleitbar in der Führungshülse geführten Verschluss-Stückes umgibt, verschlossen ist. This is now achieved according to the invention in that the housing part surrounds an insert tube which, together with the jacket of the working cylinder and guide collar rings protruding therefrom, defines an annular gap and in which the working cylinder is guided so as to be axially displaceable, the annular gap via a radial inlet opening in the jacket of the insert tube and a cavity in the handle via channels in the valve seat or in the handle with a supply channel for the compressed air is in flow connection and the cavity in the handle through a flange of a guide sleeve, which has a damping spring and the end face of an arranged on the working cylinder, slidably guided in the guide sleeve Closure piece surrounds, is closed.
Hierbei kann eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfin-dungsgemässen Handschlagwerkzeuges darin gesehen werden, dass die Führungsbundringe Kolbendichtungsringe tragen und ferner darin, dass das Gehäuseteil einen, mit seinem einen Umfangsende die Auslassöffnungen des Arbeitszylinders umhüllenden und mit seinem anderen Umfangsende einen rohrförmigen Hilfsgriff haltenden Schalldämpfer trägt, wobei der Hilfsgriff auf der Mantelfläche einer Abdeckhülse verschiebbar und auf dem Arbeitszylinder unverdrehbar geführt ist. Here, an advantageous embodiment of the hand-held tool according to the invention can be seen in the fact that the guide collar rings carry piston sealing rings and also in the fact that the housing part carries a muffler which surrounds the outlet openings of the working cylinder with one circumferential end and holds a tubular auxiliary handle with its other circumferential end, whereby the auxiliary handle is displaceable on the outer surface of a cover sleeve and is non-rotatably guided on the working cylinder.
Durch diese Massnahmen entsteht ein verhältnismässig einfaches Schwingungssystem, dessen resultierenden Schwingungen auf dem Handgriff minimal sind. Die Abfederung des Arbeitszylinders gegenüber dem Handgriff durch eine einzige Feder genügt dabei ohne weiteres zur Dämpfung sowohl von periodischen, als auch von aperiodischen Kräften, die durch die Luftdruckwirkung im Arbeitszylinder und durch die Werkzeugstösse entstehen. Die Wahl einer geeigneten Federkennlinie, die Optimierung der Schlagsenergie und der Schlagszahl, die optimale Bestimmung der Abmessungen von Arbeitszylinder und Handgriff zusammen mit der zweckmässigen und einfachen erfindungsgemässen Anordnung ermöglichen eine wirksame Vibrationsverminderung im ganzen Schwingungsbereich. Dabei ist es möglich, das Handschlagwerkzeug vergleichsweise wesentlich kleiner und somit handlicher auszugestalten und somit vielseitiger anwendbar zu machen. Durch die erreichte Dämpfungscharakteristik ist zudem eine Leichtbauweise und die Verwendung von Kunststoffen möglich. Ferner ist die Belastung des Arbeiters auf ein Minimum reduziert. These measures result in a relatively simple vibration system, the resulting vibrations on the handle are minimal. The cushioning of the working cylinder with respect to the handle by means of a single spring is sufficient for damping both periodic and aperiodic forces which arise from the air pressure effect in the working cylinder and from the tool shocks. The choice of a suitable spring characteristic, the optimization of the impact energy and the number of impacts, the optimal determination of the dimensions of the working cylinder and handle together with the expedient and simple arrangement according to the invention enable effective vibration reduction in the entire vibration range. It is possible to make the handshake tool comparatively much smaller and therefore more manageable and thus more versatile. Due to the damping characteristics achieved, a lightweight construction and the use of plastics are also possible. Furthermore, the burden on the worker is reduced to a minimum.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung, welche das erfindungsgemässe Handschlagwerkzeug im teilweisen Längsschnitt zeigt, näher erläutert. An example embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows the hand-held tool according to the invention in partial longitudinal section.
Das dargestellte Handschlagwerkzeug, beispielsweise in Form eines Abbau-Hammers, umfasst einen teilweise hohlen Handgriff 1, welcher seitlich in einen Anschlussflansch 2 für den Anschluss einer Druckluftleitung (nicht gezeigt) übergeht. Ferner befindet sich im Bereich des Handgriffes 1 ein Anlass-Ventil 3 eines nicht näher dargestellten Anlassmecha2 The hand-held tool shown, for example in the form of a removal hammer, comprises a partially hollow handle 1, which laterally merges into a connecting flange 2 for connecting a compressed air line (not shown). Furthermore, in the area of the handle 1 there is a starting valve 3 of a starting mechanism 2, not shown
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nismus. Der Handgriff 1 sitzt auf einem Gehäuseteil 5 auf und ist dort mit Schrauben 4 befestigt, wobei ein Ventilsitz 6, der in einen Zuleitungskanal 9 übergeht, in Wirkungsverbindung mit dem Anlass-Ventil 3 steht. Im Gehäuseteil 5 erstreckt sich ein Einsatzrohr 7 mit einer radialen Eintrittsöffnung 8 im Mantel, welche über den genannten Zuleitungskanal 9 in Strömungsverbindung mit dem Ventilsitz 6 steht. nism. The handle 1 is seated on a housing part 5 and is fastened there with screws 4, a valve seat 6, which merges into a supply duct 9, being operatively connected to the starting valve 3. In the housing part 5, an insert tube 7 extends with a radial inlet opening 8 in the jacket, which is in flow connection with the valve seat 6 via the feed channel 9 mentioned.
Im Einsatzrohr 7 ist ein Arbeitszylinder 11 verschiebbar und drehbar geführt, wobei sich dieser Zylinder 11 über Führungsbundringe 10a und 10b am Einsatzrohr 7 abstützt. Die Axialverschiebung des Arbeitszylinders 11 in der Darstellung nach unten wird dabei von einem Anschlag 12 begrenzt. Weiter sind die Bundringe 10a und 10b mit Ringnuten versehen, die der Aufnahme von Kolbenringen 13a und 13b dienen. Der dazwischen liegende Ringspalt 14 steht über Radialbohrungen 15 im Mantel des Arbeitszylinders 11 mit einer bekannten, das Druckmittel verteilenden, nicht näher veranschaulichten Verteilervorrichtung 16 im Innern des Zylinders in Strömungsverbindung. A working cylinder 11 is displaceably and rotatably guided in the insert tube 7, this cylinder 11 being supported on the insert tube 7 via guide collar rings 10a and 10b. The axial displacement of the working cylinder 11 in the illustration downward is limited by a stop 12. Furthermore, the collar rings 10a and 10b are provided with ring grooves which serve to receive piston rings 13a and 13b. The intermediate annular gap 14 is in flow connection via radial bores 15 in the jacket of the working cylinder 11 with a known distributor device 16, which distributes the pressure medium and is not illustrated, in the interior of the cylinder.
Im Arbeitszylinder 11 ist axial bewegbar ein Schlagkolben 17 geführt, an dessen Kolbenkopf obenseitig der obere Arbeitsraum 18 und untenseitig der untere Arbeitsraum 19 anschliesst. Obenseitig ist der Arbeitszylinder 11 durch ein Verschluss-Stück 20 abgeschlossen, dessen äussere Stirnfläche 21 der Auflage einer Feder 22 dient, durch welche der Arbeitszylinder 11 gegenüber dem Handgriff 1 abgefedert ist. Hierfür durchdringt die Feder 22 eine Hülse 23, welche mit einem Ringflansch auf dem Einsatzrohr 7 aufsitzt und den Hohlraum 35 des Handgriffes 1 nach unten verschliesst. Das freie Ende dieser Hülse 23 ist dabei von der inneren Stirnfläche des Handgriffes 1 distanziert. Der Hohlraum 35 steht über einen radialen Kanal 6a im Ventilsitz 6 und einen kommunizierenden Kanal la im Handgriff 1 mit dem Zuleitungskanal 9 in Strömungsverbindung. Weiter steht der das Verschluss-Stück 20 umschliessende Ringraum 24 im Einsatzrohr 7 über einen Kanal 26 im Rohr 7 mit der Umgebung in Strömungsverbindung. A percussion piston 17 is guided in the working cylinder 11 so as to be axially movable, with the upper working chamber 18 on the upper side of the piston head and the lower working chamber 19 on the lower side. On the upper side, the working cylinder 11 is closed off by a closure piece 20, the outer end face 21 of which serves to support a spring 22, by means of which the working cylinder 11 is cushioned relative to the handle 1. For this purpose, the spring 22 penetrates a sleeve 23 which is seated on the insert tube 7 with an annular flange and closes the cavity 35 of the handle 1 downwards. The free end of this sleeve 23 is spaced from the inner end face of the handle 1. The cavity 35 is in flow connection with the supply channel 9 via a radial channel 6a in the valve seat 6 and a communicating channel la in the handle 1. Furthermore, the annular space 24 surrounding the closure piece 20 in the insert tube 7 is in flow communication with the surroundings via a channel 26 in the tube 7.
Im Arbeitszylinder 11 ist ferner ein Werkzeug 27 geführt, das durch eine Hülse 28 mit einem elastischen Anschlag 29 und einem Sicherheitsring 30 abgestützt ist. A tool 27 is also guided in the working cylinder 11 and is supported by a sleeve 28 with an elastic stop 29 and a safety ring 30.
Am Gehäuseteil 5 ist weiter ein Schalldämpfer 31 befestigt, der den Arbeitszylinder 11 im Bereich seiner Abströmöffnung 32 für das Arbeitsmedium umgibt. An der unteren Stirnseite des Schalldämpfers 31 schliesst sich ein rohrförmi-ger Hilfsgriff 33 an, der die vorgenannte Hülse 28 axial verschiebbar überlappt, aber der gegenüber dem Arbeitszylinder 11 unverdrehbar gelagert ist. A muffler 31 is also attached to the housing part 5 and surrounds the working cylinder 11 in the region of its outflow opening 32 for the working medium. On the lower end of the muffler 31 there is a tubular auxiliary handle 33 which overlaps the aforementioned sleeve 28 in an axially displaceable manner, but which is mounted non-rotatably relative to the working cylinder 11.
Der vorbeschriebene erfmdungsgemässe Abbau-Hammer arbeitet nun wie folgt: The above-described breakdown hammer according to the invention now works as follows:
Nach einem Öffnen des Anlass-Ventils 3 kann das Druckmittel, in der Regel Druckluft, über den Anschlussflansch 2, den Ventilsitz 6, den Zuleitungskanal 9 und die Eintrittsöffnung 8 in den Ringspalt 14 einströmen. Von dort gelangt die Druckluft durch die radialen Kanäle 15 in die Verteilervorrichtung 16. Gleichzeitig wird die Druckluft über den Kanal 6a, la in den Hohlraum 35 des Handgriffes 1 geführt, wodurch auf die Stirnfläche 21 des Verschluss-Stückes 20 ein axialer Anpressdruck gegen den Arbeitszylinder 11 erzeugt wird. After opening the starter valve 3, the pressure medium, usually compressed air, can flow into the annular gap 14 via the connecting flange 2, the valve seat 6, the supply duct 9 and the inlet opening 8. From there, the compressed air passes through the radial channels 15 into the distributor device 16. At the same time, the compressed air is guided via the channel 6a, la into the cavity 35 of the handle 1, as a result of which an axial contact pressure against the working cylinder is exerted on the end face 21 of the closure piece 20 11 is generated.
Die Druckluft gelangt nun in üblicher, nicht näher gezeigter Weise durch die Verteilervorrichtung 16 wechselweise in den oberen Arbeitsraum 18 bzw. den unteren Arbeitsraum 19 des Arbeitszylinders 11, wodurch der Schlagkolben 17 in The compressed air now passes through the distributor device 16 alternately into the upper working space 18 or the lower working space 19 of the working cylinder 11 in a conventional manner, not shown in detail, whereby the percussion piston 17 in
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eine periodische axiale Hinundherbewegung gebracht wird, wobei die kinetische Schwingungsenergie in der Totlage des Schlaghubes auf das Werkzeug 27 übertragen wird. a periodic axial reciprocation is brought, wherein the kinetic vibration energy is transmitted to the tool 27 in the dead position of the stroke.
Durch die Druckluft gelangt aber auch der Arbeitszylinder 11 in periodische Schwingungen, auf den zudem die Rückschlagimpulse des Arbeitswerkzeuges 27 einwirken. Due to the compressed air, however, the working cylinder 11 also comes into periodic vibrations, on which the kickback impulses of the working tool 27 also act.
Wie aus der Darstellung ersichtlich, werden die auf den Arbeitszylinder wirkenden periodischen und aperiodischen Kräfte in stark gedämpfter Form auf den Handgriff 1 übertragen, indem die Feder 22 einen Teil dieser Kräfte absorbiert. Hierbei ist, wie ohne weiteres erkennbar, die resultierende Schwingungsbewegung (Vibration) am Handgriff 1 abhängig von der, über die Feder 22 auf den Handgriff übertragenen axialen Kraft, von den passiven Widerständen und von der dynamischen Handsteifigkeit des Arbeiters. Durch Wahl einer geeigneten Federcharakteristik und einer optimalen Massebestimmung des Handgriffes 1 und des Arbeitszylinders 11 lässt sich eine minimalste Beschleunigung der Schwingbewegungen am Handgriff 1 erzielen. Auf diese Weise werden auch die Vibrationen am Hilfsgriff 33, der zur Führung und Ausrichtung des Werkzeuges dient, gedämpft. As can be seen from the illustration, the periodic and aperiodic forces acting on the working cylinder are transmitted to the handle 1 in a strongly damped form by the spring 22 absorbing some of these forces. Here, as can be readily recognized, the resulting oscillatory movement (vibration) on the handle 1 depends on the axial force transmitted to the handle 22 via the spring, on the passive resistances and on the dynamic hand stiffness of the worker. By choosing a suitable spring characteristic and an optimal mass determination of the handle 1 and the working cylinder 11, a minimal acceleration of the oscillating movements on the handle 1 can be achieved. In this way, the vibrations on the auxiliary handle 33, which serves to guide and align the tool, are damped.
Weiter ist erkennbar, dass die verschiebbare, undrehbare Führung des Hilfsgriffes 33 am vorderen Teil des Arbeitszylinders 11 ein leichtes Auswechseln des Werkzeuges 27 nach dem Entfernen der Hülse 28 gestattet. Weiter wird durch die drehbare Anordnung des Schalldämpfers 31 auf dem Gehäuseteil 5 erreicht, dass sich die abströmende Druckluft durch die Abluftbohrungen 36 im Schalldämpfer 31 vom Bedienungsmann weg leiten lässt. It can also be seen that the displaceable, non-rotatable guidance of the auxiliary handle 33 on the front part of the working cylinder 11 permits easy replacement of the tool 27 after the sleeve 28 has been removed. Furthermore, the rotatable arrangement of the silencer 31 on the housing part 5 means that the outgoing compressed air can be guided away from the operator through the exhaust air holes 36 in the silencer 31.
Die Verbindung des Handgriffes 1 mittels Schrauben 4 mit dem Gehäuseteil 5 erleichtert den Zusammenbau und die Zerlegung des Werkzeuges ohne spezielle Hilfsmittel, erforderlichenfalls auch direkt am Arbeitsplatz, wobei eine genügende Verbindungssteifigkeit und eine Spielausgleichung gewährleistet sind, die sonst die Vibrationsdämpfung auf den Handgriff 1 negativ beeinflussen können. Der Ringspalt 14 ist zweckmässig mittels der Kolbenringe 13a, 13b abgedichtet. Diese gewährleisten eine hohe Dichtheit bei niedrigen Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit des Einsatzrohres 7 und des Arbeitszylinders 11, wodurch diese im Betrieb weniger anfallig gegen Verunreinigungen und Schmiermittelmangel sind. Der Ringraum 24 ist durch den Überströmkanal 26 mit der Atmosphäre verbunden, was unerwünschte innere Druckänderungen unter dem Einfluss des durch die Schwingungen des Arbeitszylinders ändernden Volumens verhindert. Beim Herausziehen des laufenden, in einem bearbeiteten Material steckengebliebenen Werkzeuges 27 werden zudem die unerwünschten Stösse des Arbeitszylinders 11 auf die innere Schulter des Einsatzrohres 7 durch den elastischen Begrenzungsanschlag 12 und ebenso die Stösse des Bundes des Werkzeuges 27 auf die Abdeckung 28 durch den elastischen Anschlag 29 gedämpft. The connection of the handle 1 by means of screws 4 to the housing part 5 facilitates the assembly and disassembly of the tool without special aids, if necessary also directly at the workplace, whereby sufficient connection rigidity and play compensation are guaranteed, which would otherwise have a negative effect on vibration damping on the handle 1 can. The annular gap 14 is expediently sealed by means of the piston rings 13a, 13b. These ensure a high level of tightness with low demands on the manufacturing accuracy of the insert tube 7 and the working cylinder 11, as a result of which they are less susceptible to contamination and lack of lubricant during operation. The annular space 24 is connected to the atmosphere through the overflow channel 26, which prevents undesired internal pressure changes under the influence of the volume which changes due to the vibrations of the working cylinder. When pulling out the running tool 27, which is stuck in a machined material, the undesirable impacts of the working cylinder 11 on the inner shoulder of the insert tube 7 by the elastic limit stop 12 and also the impacts of the collar of the tool 27 on the cover 28 by the elastic stop 29 subdued.
Das erfmdungsgemässe pneumatische Handschlaggerät lässt zudem einen Aufbau im Baukastensystem zu. Eine Typenreihe der Abbauhämmer mit verschiedener Leistung unterscheidet sich bei der erfindungsgemässen Konstruktion bei einem gleichen Kolbendurchmesser nur durch die Längenabmessungen und durch die Kolben- und Arbeitszy-lindergrosse, beziehungsweise durch die Schalldämpfergrös-se. Die anderen Bestandteile bleiben für die ganze Typenreihe unverändert, was erhebliche Vorteile sowohl für den Hersteller als auch für den Verbraucher bringt. The pneumatic hand-held device according to the invention also permits a modular construction. A type series of demolition hammers with different performance differs in the construction according to the invention with the same piston diameter only by the length dimensions and by the piston and working cylinder size, or by the silencer size. The other components remain unchanged for the entire type series, which brings considerable advantages for both the manufacturer and the consumer.
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PL | Patent ceased |