CH669142A5 - Presslufthammer. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Aus der EP-A 89 331 ist ein Schwingungstilger für einen Hammer bekannt. Eine Tilgermasse ist längsverschiebbar in einem Gehäuse geführt und durch progressive Federn zentriert. Mit diesem Schwingungstilger konnte bei Presslufthämmern eine bedeutende Reduktion der Gehäuseschwingungen erzielt werden, insbesondere bei Arbeiten in weichem Gestein, z. B. Sandstein.

Bei Arbeiten mit einem Presslufthammer auf hartem Gestein sind besonders die durch den Rückprall des Werkzeu- ges auf das Gehäuse übertragenen Schläge unangenehm. Um diese Schläge zu dämpfen, wurde in der EP-A 133 161 ein Dämpfer umfassend einen Dämpfungskolben mit einer eine Dämpfungskammer begrenzenden Kolbenfläche vorgeschlagen, wobei der Druck in der Dämpfungskammer von der Anpresskraft abhängt. Der Schaft des Werkzeuges ist in einer zylindrischen Führung geführt. Mit diesem Dämpfungskolben kann der Rückprall des Werkzeuges wirksam gedämpft werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Presslufthammer derart auszubilden, dass das Gehäuse vibrationsarm ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäss Anspruch 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemässe Kombination werden sowohl die Gehäuseschwingungen bei Arbeiten im weichen Gestein getilgt, als auch der Rückprall des Werkzeuges bei Arbeiten auf hartem Gestein gedämpft. Uberraschenderwei- se hat sich jedoch ergeben, dass mit dieser Kombination zusätzlich eine erhebliche Steigerung der Hammerleistung und eine drastische Verbesserung der Tilgung der Gehäuseschwingungen auch bei Arbeiten auf hartem Gestein erzielt werden kann. Diese überraschenden Kombinationswirkungen können folgendermassen erklärt werden: Die Tilgermasse schwingt bei grösstmöglicher Wirkung im Gegentakt zum Gehäuse. Ihre Eigenfrequenz muss deshalb mit der Schlagfrequenz des Hammers übereinstimmen.Bei Arbeiten in hartem Gestein ohne Rückpralldämpfer haben die Rückschläge des Werkzeuges auf das Gehäuse ebenfalls die Schlagfrequenz, sie bewirken jedoch eine Gehäuseschwingung mit zahlreichen Oberschwingungen und treffen in einer ungünstigen Phasenlage ein, so dass der Tilger aus dem Takt gerät und seine schwingungstilgende Wirkung erheblich sinkt. Zudem kommt dabei auch das die Schlagkolbenschwingung unterhaltende Ventil aus dem Takt, so dass der Impuls des Schlagkolbens schwankt. Das Gehäuse schwingt deshalb relativ unkontrolliert, so dass die Anpresskraft auf das Werkzeug im Moment des Auftreffens des Schlagkolbens auf den Amboss stark schwankt. Ein nur lose am zu bearbeitenden Gestein anliegendes oder sogar leicht abgehobenes Werkzeug erzeugt jedoch beim Schlag eine beträchtlich geringere Wirkung als ein ans Gestein angepresstes Werkzeug.Durch den Rückpralldämpfer wird nun die Wirkung des Rückpralls auf das Gehäuse stark gedämpft, so dass der Tilger auch bei Arbeiten auf hartem Gestein genau im Gegentakt zum Gehäuse schwingt und das Gehäuse ruhig bleibt. Ausserdem arbeitet das Steuerventil optimal. Damit wird die Anpresskraft bei jedem Schlag gleich stark auf das Werkzeug übertragen, das Werkzeug also mit einer definierten Kraft gegen das Gestein gedrückt. Auch der im Durchschnitt höhere Impuls des Schlagkolbens trägt zur Leistungssteigerung bei. Durch Messungen wurde festgestellt, dass Tilger und Rückpralldämpfer sowohl hinsichtlich der Gehäuseschwingungen als auch hinsichtlich der erbrachten Leistung synergetisch wirken, die Gesamtwirkung also erheblich grösser ist als die Summe der Einzelwirkungen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Presslufthammer.

Der Presslufthammer hat in einem Gehäuse 1 eine zylindrische Bohrung 2, in welcher ein Schlagkolben 3 beweglich geführt ist. Oben hat das Gehäuse 1 zwei Handgriffe 4. Einer dieser Griffe 4 trägt einen Betätigungshebel 5 für ein Einschaltventil 6. Vom Ventil 6 führt eine Speiseleitung 7 zu einem Flatterventil 8, mittels welchem abwechselnd die obere und untere Seite der Bohrung 2 mit Druckluft beaufschlagt und dadurch der Schlagkolben in Schwingung versetzt wird.

Die Steuerleitung 9 für die untere Bohrungsseite mündet dabei in einer Öffnung 12 an der Stelle in der Bohrung 2, an welcher der Schlagkolben 3 bei der Schlagbewegung auf einen ebenfalls in der Bohrung 2 geführten, kreiszylindrischen Amboss 10 auftrifft. Etwa in der Mitte zwischen den beiden Endstellungen des Schlagkolbens 3 mündet in der Bohrung 2 eine Auspufföffnung 11.

Der Amboss 10 überträgt den Schlag des Schlagkolbens 3 auf den koaxial zur Bohrung 2 in einer Längsführung 15 mit sechskantigem Querschnitt geführten Schaft 16 eines Werkzeuges 17. Die Längsführung 15 ist in einem ringförmigen Dämpfungskolben 18 mit einer oberen Zylinderfläche 19, deren Durchmesser dem Durchmesser der Bohrung 2 entspricht, und einer unteren Zylinderfläche 20 grösseren Durchmessers ausgebildet. Die Schulter zwischen den beiden Zylinderflächen 19, 20 bildet eine ringförmige Kolbenfläche 21, die eine Dämpfungskammer 22 begrenzt. Die Zylinderfläche 19 ist benachbart zur Kolbenfläche 21 über eine Stufe 23 auf einen geringeren Durchmesser abgesetzt. Mittels eines in einem Schlitz 24 des Gehäuses 1 geführten Bolzens 25 ist der Dämpfungskolben 18 gegen Verdrehen gesichert. Ein Flansch 26 des Werkzeuges 17 liegt gegen eine Anlagefläche 27 des Dämpfungskolbens 18 an.Die Dämpfungskammer 22 wird über eine Speiseleitung 29, eine Ringnut 30 in der Führungsbohrung 31 für die Zylinderfläche 19 und den Lagerspalt zwischen Bohrung 31 und Zylinderfläche 19 mit Druckluft beaufschlagt. Aus der Kammer 22 entweicht Luft über den Lagerspalt zwischen der Zylinderfläche 20 und der zugehörigen Führungsbohrung 32. Diese beiden Lagerspalte bilden variable Drosseln, wobei mit wachsender Anpresskraft auf die Handgriffe 4 der Dämpfungskolben nach oben einfedert und daher der Drosselspalt zwischen der Ringnut 30 und der Stufe 23 kürzer und der andere Drosselspalt zwischen Kammer 22 und Längsschlitz 24 länger wird. Damit erhöht sich der Druck in der Kammer 22, bis sein Produkt mit der Kolbenfläche 21 der Anpresskraft entspricht. Damit wird erreicht, dass die Dämpfungswirkung unabhängig von der Vorschubkraft erzielt werden kann.Es wird verhindert, dass bei grosser Vorschubkraft der Dämpfungskolben 18 beim Rückprall und bei kleiner Vorschubkraft beim Vorwärtshub gegen das Gehäuse 1 anschlägt.

Am oberen Ende ist zwischen zwei Flächen 38, 39 des Gehäuses 1 eine Tilgermasse 40 auf achsparallelen Bolzen 41 koaxial zur Bohrung 2 verschiebbar gelagert. Die Tilgermasse 40 ist durch zwei koaxiale, kugelförmige Federn 42 aus Polybutadien zentriert. Die Kugelfedern 42 ergeben in Verbindung mit den ebenen Flächen 38, 39 sowie den ebenen Anlageflächen 44, 43 der Tilgermasse 40 eine progressive Fe dercharakteristik. Durch diese progressive Federcharakteristik hat die Eigenfrequenz der Tilgermasse 40 eine gewisse Bandbreite, so dass auch bei geringfügigen Änderungen der Schlagfrequenz, z. B. wegen schwankenden Speisedruckes, eine optimale Schwingungstilgung erzielt werden kann.Polybutadien hat eine hohe Rückprallelastizität und eine geringe dynamische Eigendämpfung, so dass die Reibungsverluste der Federn 42 gering sind und die Tilgermasse 40 annähernd im Gegentakt zum Gehäuse 1 schwingt. Dadurch wird eine optimale Schwingungstilgung erreicht. Um die Reibung in den Gleitführungen längs der Bolzen 41 gering zu halten, sind diese Führungen mit Öl geschmiert. Da Polybutadien nicht ölbeständig ist, sind die beiden Federn 42 durch je eine Schutzhülle 45 aus einem ölbeständigen Elastomer eingeschlossen. Die Schutzhüllen 45 sind mit je einem Ring 46 gegen die Tilgermasse 40 festgespannt.

Um das Werkzeug 17 zurückziehen zu können, wenn es z. B. festgeklemmt ist, ist am unteren Ende des Gehäuses 1 ein Rückhaltehebel 50 auf einem Bolzen 51 schwenkbar gelagert. Eine Nase 52 dieses Hebels 50 ragt in der dargestellten Grundstellung radial innerhalb des Durchmessers des Flansches 26 des Werkzeughalters 17 vor. Wenn das Gehäuse 1 an den Handgriffen 4 angehoben wird, zieht deshalb die Nase 52 das Werkzeug 17 zurück. Der Hebel 50 rastet in der dargestellten Stellung mittels einer federbelasteten Kugel 54 in einer Ansenkung 55 in der Schwenkachse 56 des Hebels 50 ein, und kann durch Fussdruck auf einen Arm 57 geschwenkt werden, so dass das Werkzeug 17 entfernt werden kann. Der Amboss 10 dient vor allem der Abdichtung der durch die Öffnung 12 zugeführten Steuerluft. Weil er in der Bohrung 2 geführt ist und deshalb denselben Durchmesser aufweist wie der Schlagkolben 3, baut er ausserordentlich kurz. Zudem hat diese Anordnung den Vorteil, dass beim Zurückziehen des Werkzeugs 17, wenn also der Flansch 26 gegen die Nase 52 und der Amboss 10 gegen die Stirnfläche 58 des Dämpfungskolbens 18 anliegt, zwischen dem sich nach unten bewegenden Schlagkolben 3 und dem Amboss 10 ein abgeschlossenes Luftpolster gebildet wird, so dass in dieser Betriebsweise der Schlagkolben 3 nicht mehr gegen den Amboss 10 schlägt. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass beim normalen Betrieb durch den sich beim Vorwärtshub des Schlagkolbens 3 vor diesem ausbildenden Überdruck der Amboss 10 zur satten Anlage an die Stirnfläche des Werkzeugschaftes 16 gepresst wird, womit die Schlagleistung gesteigert wird.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE

1. Presslufthammer umfassend ein Gehäuse (1), einen in einer zylindrischen Bohrung (2) des Gehäuses (1) axial beweglich geführten Schlagkolben (3), eine in Achsrichtung des Schlagkolbens (3) beweglich geführte, durch gegen das Ge häuse < 1) abgestützte Federn (42) zentrierte Tilgermasse (40), eine koaxial zum Schlagkolben (3) angeordnete Führung (15) zur Aufnahme des Schaftes (16) eines Werkzeuges (17), sowie einen koaxial zum Schlagkolben (3) im Gehäuse (1) beweglich geführten Dämpfungskolben (18), der mit einer Kolbenfläche (21) eine Dämpfungskammer (22) begrenzt, die mit Luftdruck beaufschlagt ist.

2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (42) eine progressive Federcharakteristik aufweisen.

3. Hammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (15) im als Ringkolben ausgebildeten Dämpfungskolben (18) ausgebildet ist, dass der Dämpfungskolben (18) eine Anlagefläche (27) für einen Flansch (26) des Werkzeuges (17) aufweist, und dass der Dämpfungskolben (18) kürzer ist als der Werkzeugschaft (16).

4. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben (8) gegenüber dem Gehäuse (1) gegen Verdrehen gesichert ist.

5. Hammer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenfläche (21) des Dämpfungskolbens (18) durch eine erste, dem Schlagkolben (3) zugewandte, im Gehäuse (1) geführte Zylinderfläche (19), deren Durchmesser höchstens gleich dem Schlagkolbendurchmesser ist, und eine zweite Zylinderfläche (20) grösseren Durchmessers begrenzt ist.

6. Hammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zylinderfläche (19) benachbart zur Kolbenfläche (21) abgesetzt ist, und dass im Gehäuse (1) eine mit Speisedruck beaufschlagte Öffnung (30) benachbart zur Dämpfungskammer (22) im Lagerspalt zwischen der ersten Zylinderfläche (19) und der zugehörigen Führungsbohrung (31) des Gehäuses (1) mündet.

7. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schlagkolben (3) und dem Dämpfungskolben (18) ein Amboss (10) geführt ist, dessen geführter Durchmesser mindestens annähernd gleich dem Schlagkolbendurchmesser ist.

8. Hammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Amboss (10) ein gerader Kreiszylinder ist.

9. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (1) ein mit einem Flansch (26) des Werkzeuges (17) zusammenwirkendes, radial ausrückbares Rückhalteelement (50) befestigt ist.