CH680346A5 - - Google Patents

Description

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CH 680 346 A5

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Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem motorisch betriebenen Hammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die DE-OS 2 820 125 (US-PS 4 431 062) zeigt in Fig. 9 bereits einen solchen Hammer. Dieser hat eine kleine, schwierig herzustellende Luftausgleichsöffnung im Führungsrohr, die beim Zurückgehen des Schlägers zu einem von seinem Rück-stoss abhängigen Zeitpunkt von diesem verschlossen wird. Solange die Ausgleichsbohrung geöffnet ist, tritt in dem Luftpolster ein Druckausgleich mit dem Umgebungsdruck und häufig ein unerwünschter Lufteintritt in der Saugphase sowie ein Luftverlust in der Kompressionsphase ein. Da der Antriebskolben sich beim vom Schläger gesteuerten Schliessen der Ausgleichsöffnung in unterschiedlichen Axialpositionen befinden kann, variiert die im Luftpolster enthaltene Luftmenge beträchtlich. Der Wirkungsgrad des Luftpolsterschlagwerks hängt jedoch stark von der darin enthaltenen Luftmenge ab. Die Arbeitsleistung des Hammers ist also bei unterschiedlich schweren Werkzeugen und bei verschiedenen zu bearbeitenden Materialien mit unterschiedlich grosser Elastizität sehr unterschiedlich. Harte Materialien wie Beton führen zu einem starken Rückstoss und einem kleinen Luftpolster, weiche Materialien wie Poroton oder Erde bewirken einen schwachen Rückstoss und können zu einem zu grossen Luftpolster führen bzw. sogar nicht einmal zum Verschliessen der Ausgleichsöffnung. Ausserdem besteht bei Schlagwerken dieser Art bei Kälte eine Tendenz zu Aniaufschwierigkeiten.

Der erfindungsgemässe Hammer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anpruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Leistung des Hammers auch bei schwachem Rückstoss des Schlägers durch das bearbeitete Material gut ist und durch maschinenabhängige Parameter optimiert werden kann. Der Luftausgleich findet stets nur bei einer definierten Position von Kolben und Schläger und damit immer bei gleicher Lustpolsterraumgrösse statt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Luftausgleich allein vom Antriebskolben gesteuert wird, der sich zu jedem Zeitpunkt in einer vom Kurbelscheibenantrieb definierten Position befindet. Die Ringnut im Führungsrohr lässt sich leicht herstellen und entgraten.

Durch die in den Ansprüchen 2ff. aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Hammers möglich. Besonders vorteilhaft ist es, nachträgliche Änderungen der Luftmenge, die auftreten können, wenn der Schläger die Ringnut überfährt, durch geeignete Wahl der Dichtungen an dem Schläger zu vermeiden. Je nach Ausführung des Schlagwerks kann ein zusätzlicher Vorteil damit erzielt werden, einen zweiten definierten Luftausgleich vorzunehmen, wenn sich der Kolben in seinem werkzeugfernen Totpunkt befindet.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel mit dem Kolben im werkzeugnahen Totpunkt.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit dem Kolben im werkzeugfernen Totpunkt.

Fig. 3 zeigt in einem Kurbelscheibenwinkel-Weg-Diagramm die Positionen von Kolben und Schläger während eines Arbeitszyklus.

Die Bauweise und Funktion eines motorisch betriebenen Hammers ist in der DE-OS 2 820 125 (US PS 4 431 062) bereits ausführlich beschrieben. In Fig. 1 ist daher nur das Schlagwerk 2 gezeigt. In einem Führungsrohr 3 ist ein hin- und herbeweglicher Schläger 4 geführt, der in zwei mit Abstand nebeneinanderliegenden Aussparungen 5, 6 zwei als O-Ring ausgebildete Dichtungen 7, 8 aufweist. Der Schläger gibt seine Energie an ein Werkzeug 9, mit dem beispielsweise Mauerwerk bearbeitet werden kann, ab.

Ebenfalls in dem Führungsrohr 3 geführt ist ein Antriebskolben 11, der nahe dem Kolbenboden 12 eine Ausnehmung 13 zur Aufnahme einer als O-Ring ausgebildeten Dichtung 14 aufweist. Das Führungsrohr hat genau an der Stelle, an der die Dichtung 14 im werkzeugnahen Totpunkt des Kolbens 11 zu liegen kommt, eine Ringnut 15, die zum Luftdurchtritt einen Spalt zwischen der Dichtung 14 und dem Führungsrohr frei lässt. Die Mantelfläche 16 des Kolbens 11 weist ein oder mehrere Längsnuten 17 auf, die sich von der Ringnut 15 bis zum werkzeugfernen Ende des Kolbens 11 erstrecken. In dem Raum 18 zwischen dem Schläger 4 und dem Kolben 11 entsteht ein zeitlich in seiner Grösse veränderliches Luftpolster,

In dem Kolben 11 ist eine Pleuelstange 20 befestigt, die mit einer schematisch dargestellten Kurbelscheibe 21 verbunden ist. Die Kurbelscheibe 21 wird von dem nicht gezeigten Antriebsmotor des Hammers drehend angetrieben.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist im wesentlichen die gleichen Einzelteile auf, wie das erste Ausführungsbeispiel. Lediglich Führungsrohr 3' und Schläger 4' sind leicht verändert. Das Führungsrohr 3' hat eine zweite Ringnut 22, die sich da befindet, wo die Dichtung 14 des Kolbens 11 im werkzeugfernen Totpunkt zu liegen kommt. Der Schläger 4' weist eine Dichtung 24 auf, die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel weiter entfernt vom Kolben 11 liegt. Sie ist also so angeordnet, dass sie in keiner Axialposition des Schlägers die Ringnut 15 überfährt, also immer in dem Abschnitt des Führungsrohrs 3' zwischen Werkzeug 9 und Ringnut 15 abdichtet.

Die Funktion des Schlagwerks wird anhand der Fig. 3 erläutert. Dort ist in einem Diagramm in Abhängigkeit vom Kurbelscheibenwinkel der axiale Weg s von Kolben 11 und Schläger 4 für eine Kurbelscheibenumdrehung bzw. einen Arbeitszyklus dargestellt. Für acht Positionen im Abstand von 45° einer Kurbelscheibenumdrehung ist das Schlagwerk zusätzlich gegenständlich gezeigt.

Auf der Wegachse des Diagramms liegt im oberen Bereich die Strecke zwischen werkzeugnahem Totpunkt (wn.T.) und werkzeugfernem Totpunkt (wf.T.), in der sich der Kolben 11 etwa entlang einer Sinuslinie bewegt. Auf der darunterliegenden Linie

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bewegt sich der Schläger 4. Kurz vor dem Kurbelscheibenwinkel a = 0° erfolgt der Schlag des Schlägers 4 auf das Werkzeug im Punkt P. In dem Bereich um den Winkel a = 0° innerhalb der gestrichelten senkrechten Linien erfolgt der Luftausgleich, indem Luft von ausserhalb des Schlagwerks über die Längsnuten 17 und die Ringnut 15 in den Luftpolsterraum 18 zwischen Kolben 11 und Schläger 4 ein-oder ausströmt, je nachdem ob in dem Luftpolster-raum ein Unter- oder ein Überdruck herrscht. Der Schläger bleibt nachfolgend bei schwachem Rückstoss durch das Werkzeug nahezu ortsfest liegen, bis sich im Luftpolsterraum bei weiter zurückweichendem Kolben ein ausreichender Unterdruck ausbildet, um unter Überwindung der Reibung der Dichtung 24 an dem Führungsrohr 3 den Schläger 4 zu-rückzusaugen.

Beim Kurbelscheibenwinkel 180° kann durch eine zweite Ringnut 22 im Führungsrohr 3 ein weiterer Luftausgleich und damit eine zweite Bemessung des Luftvolumens des Luftpolsters stattfinden. Danach bewegen sich der Kolben 11 und der Schläger 4 aufeinander zu und es kommt zur Kompression der Luft in dem Luftpolster. Im Druckpunkt D kurz nach der 270°-Position der Kurbelscheibe 21 haben Kolben 11 und Schläger 4 den geringsten Abstand voneinander. Anschliessend wird der Schläger in der Expansionsphase stark nach vorne beschleunigt, bis er im Schlagpunkt P kurz vor a = 0° beim Abgeben seiner Energie ruckartig vom Werkzeug abgebremst wird.

Die gerade beschriebene Bemessung des Luftvolumens im Luftpolster hängt nur von der Geometrie von Kolben und Schläger, dem durch die Lage des Werkzeugs festgelegten Bewegungsspielraum des Schlägers und dem Kurbelhub ab, also nur von maschinenabhängigen Grössen, die sich leicht so abstimmen lassen, dass eine maximale Anstossge-schwindigkeit für den Schläger und damit ein maximaler Wirkungsgrad des Schlagwerks erzielt wird.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die konkret beschriebenen Ausführungsbeispiele. Insbesondere kann die Luftausgleichssteuerung auch auf ein Taumelwellenschlagwerk angewandt werden.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Hammer mit Luftpolsterschlagwerk, das in einem Führungsrohr einen hin- und hergehend angetriebenen zylindrischen Kolben, und einen von diesem über ein Luftpolster bewegten Schläger enthält, wobei zumindest der Kolben an seiner Mantelfläche eine elastische Dichtung gegenüber dem Führungsrohr aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (3, 3') etwa an der Stelle, an der sich die Dichtung (14) während des werk-zeugseitigen Totpunkts des Kolbens (11) befindet, eine die Dichtwirkung der Dichtung (14) aufhebende Ringnut (15) aufweist.

2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungsrohr (3, 3') und der Mantelfläche (16) des Kolbens (11) eine als Lüftungskanal dienende Längsnut (17) angeordnet ist.

3. Hammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schläger (4, 4') an seiner Mantelfläche gegenüber dem Führungsrohr (3, 3') eine Dichtung (5, 6, 24) besitzt, die so gestaltet ist, dass sie an der Ringnut (15) nicht ihre Wirkung verliert.

4. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5, 6) breiter ist als die Ringnut (15).

5. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5, 6) aus zwei mit Abstand nebeneinander liegenden O-Ringen besteht.

6. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (24) an einer Stelle des Schlägers (4') angeordnet ist, die die Ringnut (15) nicht überfährt.

7. Hammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (3') an der Stelle, an der sich die Dichtung (14) während des werkzeugfernen Totpunkts des Kolbens (11) befindet, eine die Dichtwirkung der Dichtung (14) aufhebende zweite Ringnut (22) aufweist.

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