DE1007148B

DE1007148B - Elektrisch angetriebener Hammer, insbesondere Handhammer

Info

Publication number: DE1007148B
Application number: DES9030D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Bechtold
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1937-06-16
Filing date: 1937-06-16
Publication date: 1957-04-25

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen elektrisch angetriebenen Hammer, insbesondere einen Handhammer. Bei solchen Hämmern wird in der Regel die zum Antrieb des Schlagkolbens erforderliche, hin- und hergehende Bewegung mit Hilfe einer Kurbel erzeugt, die von der Welle des Elektromotors unmittelbar oder über ein Zahnradgetriebe angetrieben wird. Gemäß der Erfindung erfolgt die Umwandlung der umlaufenden Bewegung der Motorwelle in die hin- und hergehende Hammerbewegung durch ein Getriebe, das aus zwei axial gegeneinander beweglichen und sich relativ zueinander drehenden Körpern besteht, zwischen denen kraftübertragende Wälzkörper angeordnet sind.

In den Fig. 1 und 2 ist der Grundgedanke der Erfindung dargestellt.

In der Fig. 1 ist 1 ein Zylinder, der axial in der Hülse 2 geführt ist. Der Zylinder 1 hat eine ringförmige, gegen die Achse geneigte Ansatzfläche 3, während die Hülse 2 eine ringförmige Eindrehung 4 hat. In dieser ist die Kugel 5 geführt, gegen die sich gleichzeitig die Fläche 3 des Zylinders 1 stützt. Macht der Zylinder 1 lediglich eine axiale Verschiebung, aber keine Drehbewegung, so folgt, daß bei einer Drehbewegung des äußeren Körpers 2 die Kugel 5 zwischen den Körpern 1 und 2 sich abwälzt und daß hierbei der Körper 1 gehoben und gesenkt wird, also eine axiale Bewegung ausführt. Es ist hierbei angenommen, daß der Körper 1 durch eine auf ihn wirkende axiale Kraft nach unten gedrückt und durch die Kugel 5 wieder gehoben wird. Aus der Art der Bewegung folgt hierbei ohne weiteres, daß eine Verlangsamung der Übertragung eintritt, denn es sind, weil die Kugel 5 gegenüber der sich drehenden Hülse 2 zurückbleibt, etwa zwei volle Umdrehungen der Hülse 2 erforderlich, ehe der Zylinder 1 eine Auf- und Abwärtsbewegung gemacht hat.

Während bei der Einrichtung nach Fig. 1 der Wälzkörper sowohl auf dem Zylinder als auch auf der ihn umgebenden Hülse nur nach einer Richtung hin geführt ist und daher nur nach dieser einen Richtung hin Stoßkräfte übertragen kann, ist in der Ausbildung nach Fig. 2 der Wälzkörper in Rinnen sowohl in der Hülse 2 als auch im Zylinder 1 geführt, so daß er sich nach oben und unten hin abstützt und sowohl Zug- als auch Druckkräfte übertragen kann. Je nach dem Verwendungszweck des Getriebes kann man die eine oder die andere Ausführungsform wählen.

In Fig. 2 ist wieder 1 der innere, axial bewegliche Zylinder, 2 ist die äußere Hülse, 5 ist die zwischen dfen Körpern 1 und 2 sich abwälzende Kugel. Die Fläche 3 ist in diesem Fall so ausgebildet, daß sie eine gegen die Achse geneigte Rinne darstellt. 4 ist die Eindrehung der Hülse 2. In diesem Fall wird bei Drehung der Hülse 2 der Zylinder 1 dadurch zwangläufig hin-

Elektrisch angetriebener Hammer,
insbesondere Handhammer

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Karl Bechtold, Clausthal-Zellerfeld,
ist als Erfinder genannt worden

und herbewegt, daß die Kugel sich bald nach der einen Richtung und bald nach der anderen Richtung hin bewegt.

Bei beiden Ausführungsbeispielen kann auch die äußere Hülse 2 fest und der innere Zylinder 1 drehbar angeordnet sein. Bei Drehung des Zylinders 1 erfolgt dann gleichzeitig zwangläufig die axiale Bewegung wie vorstehend beschrieben. Man kann auch gemäß der Erfindung sowohl Rillen auf dem inneren Zylinder 1 als auch Rillen auf der äußeren Hülse 2 geneigt gegen die Achse anordnen, wodurch ein anderes Hub-Verhältnis für den inneren Zylinder 1 herbeigeführt wird.

Während¹ bei den vorbeschriebenen Anwendungen die beiden zylindrischen Körper gewissermaßen zwangläufig stets durch den Wälzkörper miteinander verbunden sind, ist bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß der eine zylindrische Körper vermittels des Wälzkörpers nur in einer axialen Richtung bewegt wird, dann vom Wälzkörper entkuppelt wird und unter Wirkung einer Feder oder sonstigen Kraft aufschlägt, d. h. also eine Abwärtsbewegung ausführt und d&nn auf das Gleitstück aufschlägt. Dieser Vorgang kann z. B. erfolgen, wie in Fig. 12 dargestellt. In dieser Figur ist wieder 1 der innere Zylinder, 2 ist die ihn umgebende Hülse mit der Rinne 4. 5 ist der Wälzkörper. Wie aus der Figur ersichtlich, ist die schraubenförmige Rinne des Zylinders 1 an einer Stelle unterbrochen und geht in eine ungefähr axiale Rinne über. Wenn die Kugel 5 an diesen Teil der Rinne angelangt ist, hat der Zylinder 1 das oberste Ende seiner Bahn erreicht, die Kugel 5 gerät in die axiale Rinne hinein, und¹ die Kraftübertragung hört damit für die Kugel auf. Der Zylinder 1 kann nunmehr seine Abwärtsbewegung unter dem

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Einfluß irgendeiner fremden Kraft, z. B. einer Feder- gedreht, so rollt der Körper 16 zwischen den Teilen 12 kraft, vornehmen, wobei am Ende des Abwärtsganges und 14 ab, und das Gleitstück 12, das an der Drehung der Aufschlag auf den Meißel oder auf das Werkstück verhindert ißt, wird axial bewegt und vermittelt seine erfolgt. Bei der nun weiter erfolgenden Drehung des Bewegung über die Feder 11 auf dem Schlagkolben Zylinders 1 um seine Achse kommt die Kugel 5 wieder 5 23. Bei einer solchen Einrichtung eines Federhammers mit der Rinne in Eingriff, und der Vorgang beginnt kann man auch die Anordnung so treffen, daß der von neuem. Läufer des Antriebsmotors mit dem axial schwiragen-

Dieselbe Wirkung läßt sich durch eine Ausführungs- den Körper starr verbunden ist und dessen axiale form erzielen, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, bei der Schwingungen mitmacht.

die Hülse eine Wälzbahn in Form von Schrauben- io In Fig. 7 ist eine Anordnung gezeigt, bei der der gangen, der Zylinder dagegen eine ringförmige Lauf- mit der Motorwelle verbundene Teil 14 die in einer bahn enthält. Die Wälzbahn kann ein- oder mehr- zur Achse senkrechten Ebene liegende Rinne 15 entgängig sein, wobei im letzten Falle mehrere Wälzkörper hält, während das Gleitstück 12 die schräge Rinne 13 angeordnet sind. Die Schraubengänge können auch so hat. Das Gleitstück 12 kann, wie in Fig. 8 gezeigt, eingerichtet sein, daß sie veränderliche Steigungen er- 15 mittels eines in der hohlen Motorwelle gleitenden halten, um eine größere oder geringere axiale Ge- Bolzene geführt sein.

schwindigkeit des Zylinders zu erzielen. Wie in der Vorteilhaft bei der Ausführung der Erfindungs-

Fig. 3 bei 6 erkennbar ist, können dann weiter gemäß gedanken ist, dlaß, wie in Fig. 9 dargestellt ist, die Beder Erfindung am Ende eines schraubenförmigen rührungsebenen des Wälzkörpers an dem Zylinder Ganges Rinnen oder Gänge angeordnet sein, die den 20 und' der Hülse bzw. die durch die Berührungspunkte Anfang und das Ende des Schraubenganges mitein- gelegten Geraden sich auf der Drehachse des rotierenandier verbinden und in der die sich zwischen Zylinder den Körpers schneiden. In Fig. 9 ist wieder 5 der und Hülse abwälzenden Körper vom Ende der Rinne Wälzkörper, 1 ist der innere Zylinder, 2 die äußere in den Anfang der Rinne bewegen können. Hülse. Es ist ersichtlich, daß sich der Wälzkörper 5

Statt Rückführungsgänge für den Wälzkörper in der 25 einerseits gegen die Fläche 16 des inneren Zylinders äußeren Hülse anzuordnen, kann die Einrichtung ge- stützt, und zwar so, daß die Tangente im Punkt 17 maß der Erfindung auch so getroffen werden, daß der die Achse schneidet. In der äußeren Hülse 2 ist eine innere Zylinder im Innern einen Rückführungsgang Rinne gebildet, die von dem Wälzkörper 5 in den enthält, durch den die beim Abwälzen an einem be- Punkten 18 und¹ 19 berührt wird. Die durch diese stimmten Punkt gelangten Wälzkörper an den An- 30 Punkte 18 und 19 gelegte Gerade schneidet ebenfalls fangspunkt der schraubenförmigen Rinne zurück- im Punkt 17 die Achse. Bei einer solchen Einrichtung geführt werden. Ferner kann der Rückführungsgang ist ein möglichst reibungsfreies Abrollen des Wälzso angeordnet sein, daß die Körper unter Wirkung der körpers 5 gewährleistet.

Zentrifugalkraft an den Anfang der schraubenförmigen Aus der Fig. 10 ist ersichtlich, wie man durch beRinne hin bewegt werden. Die Rückführung der 35 stimmte Anordnung der Berührungspunkte des Wälz-Körper im Innern des Rückführungsganges sowohl im körpers in den Führungsrinnen verschiedene Überinneren Zylinder als auch in der äußeren Hülse kann Setzungsverhältnisse für das Getriebe herbeiführen auch gemäß der Erfindung durch Luftdruck unterstützt kann. Der Wälzkörper 5 berührt hier nämlich den werden. Der Rückführungsgang kann auch so ein- inneren Zylinder 1 nur an einer Stelle 20, während in gerichtet sein, daß er in ununterbrochener Reihenfolge 40 der äußeren Hülse 2 die Führungsrinne so ausgebildet mit Wälzkörpern besetzt ist, so daß beim Eintritt ist, daß der Wälzkörper an den Punkten 21, 22, die eines Wälzkörpers an einem Ende des Rückführungs- Rinne berührt. Die Verbindungslinie von 21 mit 22 ganges an dem anderen Ende ein Wälzkörper in die hat vom Mittelpunkt des Wälzkörpers 5 den Abstand a, schraubenförmige Rinne eintritt. dieser Mittelpunkt hat andererseits vom Punkt 20 den

An Stelle von Kugeln, die sich zwischen dem in- 45 Abstand b. Das Übersetzungsverhältnis hängt vom neren Zylinder und der äußeren Hülse abwälzen, Verhältnis der Abstände α und b zueinander ab. Ist können auch rollende Glieder angeordnet sein, die ge- a = b, dann erfolgt ungefähr bei zwei Umdrehungen maß der Erfindung auch an einem besonderen' Arm ein voller Auf- und Abgang. Ist das Verhältnis, wie geführt werden können. Eine solche Einrichtung ist in Fig. 10 angegeben, a: b kleiner als 1, so tritt eine in Fig. 4 dargestellt, 1 ist in dieser Figur der sich 5° Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses ein. Um drehende Teil, der eine schräge Ringfläche 7 trägt. 8 ist denselben Effekt zu erzielen, kann man gemäß der ein kegelförmiges, rollendes Glied, das am Arm 9 ge- Erfindung auch als Wälzkörper eine konische Rolle führt wird und sowohl auf der schrägen Fläche 7 als verwenden, die verschiedene Wälzdurchmesser hat, auch auf der kegeligen Ringfläche 10 abrollt. Die wie in Fig. 11 dargestellt.

Wirkungsweise dieser Einrichtung ist ohne weiteres 55 In Fig. 13 ist eine Konstruktion dargestellt, bei der verständlich. zwei oder mehr Wälzkörper in konzentrisch zur Mit-

In Fig·. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei telachse des Zylinders oder übereinander gelagerten der 8 wieder das liegeiförmige, abrollende Glied dar- Bahnen laufen. Der eine der beiden zylindrischen stellt, das außen durch ein Kugellager abgestützt ist Körper hat hier zwei horizontal liegende Wälzbahnen und unten auf der kegeligen Ringfläche abrollt und 60 31 und¹ 32, die konzentrisch zur Mittelachse angevon dieser getragen wird. ordnet sind¹. Der andere der beiden Teile hat entin Fig. 6 ist eine Anwendungsform des Erfindungs- sprechende schräg liegende Wälzbahnen. 33 ist der gedankens bei dem Antrieb eines Federhammers dar- eine, 34 der andere Wälzkörper. Bei relativer Drehung gestellt. Der untenliegende Schlagkolben 23 ist über beider Teile gegeneinander führt, wie aus der Figur die Feder 11 mit dem Gleitstück 12 verbunden, das 65 ersichtlich, der eine der beiden Körper relativ zum gemäß der Erfindung mit der Rinne 13 ausgestattet anderen eine Axialbewegung aus. Der Vorteil dieser ist. 14 ist der innere, drehbare Körper, der die Ausführung liegt insbesondere darin, daß die bei Anschräg liegende Rinne 15 enthält. 16 ist der in dieser Ordnung¹ nur eines Wälzkörpers auftretenden, einRinne und in der Rinne 13 gleitende Rollkörper. Wird seitigen Kräfte ganz oder teilweise ausgeglichen der Körper 14 durch den obenliegenden Motor 24 70 werden können.

In Fig. 14 ist eine entsprechende Einrichtung dargestellt, bei der statt der kugelförmigen Wälzkörper konische Rollen verwendet sind¹, mit denen ein beliebig großes Übersetzungsverhältnis erreicht werden kann. Vorrichtungen zur Aufhebung der Zentrifugalkraft sind bei der Ausführung nach dieser Figur nicht gezeichnet. Die Wirkung ist sonst entsprechend dieselbe wie in der Einrichtung nach Fig. 13.

Das Getriebe gemäß der Erfindung kann außer bei Federhämmern auch, bei anderen Vorrichtungen verwendet werden, bei. denen es sich um die Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung oder -umgekehrt handelt.

Claims

Patentansprüche·.

1. Elektrisch angetriebener Hammer, insbesondere Handhammer, bei dem die Antriebsdrehbewegung des Elektromotors in die hin- und hergehende Hammerbewegung umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer mit einem Getriebe ausgerüstet ist, das aus zwei axial gegeneinander beweglichen und sich relativ zueinander drehenden Körpern (12, 14) besteht, zwischen denen kraftübertragende Wälzkörper (16) angeordnet sind.

2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzbahnen (31,32) für die Wälzkörper (33,34) stetig und ununterbrochen verlaufen (Fig. 13, 14).

3. Hammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper von einem Zylinder (1) und einer ihn umgebenden Hülse (2) gebildet werden, zwischen denen eine oder mehrere Kugeln (5) oder andere Wälzkörper angeordnet sind (Fig. 1,2).

4. Hammer nach Anspruch 3, dadurch: gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) mit einer auf seiner Oberfläche angeordneten, gegen seine Längsachse geneigten Rinne oder mit Rippen (3) versehen ist, daß die Hülse (2) eine zur Längsachse senkrecht angeordnete Rinne oder Rippe (4) trägt und daß die Rinnen oder Rippen als Wälzbahnen ausgebildet sind.

5. Hammer nach Anspruch 4 in der Abänderung, daß die Wälzbahn auf dem Zylinder (1) senkrecht zu seiner Längsachse und die Wälzbahn in der Hülse (2) gegen die Längsachse geneigt angeordnet sind.

6. Hammer nach Anspruch 4 in der Abänderung, daß auch die Wälzbahn in der Hülse gegen die Längsachse geneigt angeordnet ist.

7. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkörper zwischen dem Zylinder und der Hülse im Sinne der Übertragung von Stoßkräften nur in einer axialen Richtung geführt ist.

8. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkörper (8) an einem Arm (9) geführt ist (Fig. 4).

9. Federhammer nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zylinder oder der Hülse (12) und dem Schlagkolben (23) des Federhammers eine Feder (11) angeordnet ist (Fig. 6, 7).

10. Hammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein derartiges Profil der Wälzbahnen für die Wälzkörper (5), daß sich die Berührungstangenten bzw. die durch die Berührungspunkte (18, 19) gehenden Geraden auf der Drehachse des rotierenden Körpers schneiden (Fig. 9).

11. Hammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen oder Rippen so ausgebildet sind, d'aß das Verhältnis des Abstandes zwischen dem Berührungspunkt der einen Rippe oder Rinne und¹ dem Mittelpunkt des Wälzkörpers zu dem Abstand zwischen dem Berührungspunkt der gegenüberliegenden Rinne oder Rippe und dem Mittelpunkt des Wälzkörpers von 1 verschieden ist.

12. Hammer nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkörper als konische Rolle ausgebildet ist (Fig. 11).

13. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr zur Mittelachse des Zylinders konzentrisch oder übereinander angeordnete Wälzbahnen vorgesehen sind, in denen zwei oder mehr Wälzkörper im Sinne einer Aufhebung einer zur Drehachse geneigten Kraftkomponente über den Umfang verteilt sind.

14. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wälzkörper ein um die Mittelachse drehbarer, die Zentrifugalkraft auf die Wälzkörper aufhebender Halter vorgesehen ist.

15. Hammer nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die Verwendung von Wälzlagern in dem Halter.

16. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gradführung und für die Drehbewegung der Hülse oder des Zylinders Wälzlager vorgesehen sind.

17. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzbahnen auf dem Zylinder undi/odeir der Hülse im Sinne einer Abweichung der Axialgeschwindigkeit von dem Sinusgesetz verlaufen.

18. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden die Wälzbahnen enthaltendem Körper als Schlagbolzen ausgebildet ist und daß der Läufer des Antriebsmo'tors mit dem als Schlagbolzen ausgebildeten Körper starr verbunden ist.

19. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Läufers des Antriebsmotors auf dien axial beweglichen Körper dlurch eine Feder übertragbar ist.

20. Hammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Zylinder (1) oder auf der Hülse (2) Schraubengänge als Wälzbahnen ange^ ordnet sind (Fig. 3).

21. Hammer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubengänge mehrgängig sind.

22. Hammer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauibengänge an verschiedenen Stellen verschieden große Steigung haben.

23. Hammer nach einem der Ansprüche 4 und 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß Anfang und Ende eines schraubenförmigen Ganges einer Rinne durch eine genau oder annähernd axial verlaufende Rinne miteinander verbunden sind, in der die Wälzkörper (5) vom Ende der Rinne in den Anfang der Rinne hineingleiten können (Fig. 3, 12).

24. Hammer nach einem der Ansprüche 4 und 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Zylinders ein Gang vorgesehen ist für die Rückführung des Wälzkörpers an den Anfang der schraubenförmigen Rinne.

25. Hammer nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungsgang einen

solchen Verlauf hat, d^!aß die Wälzkörper durch Zentrifugalkraft an den Anfang der Rinne zurückbewegt werden.

26. Hammer nach einem der Ansprüche 24 oder

25, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungsigang zur Unterstützung der Wälzkörperrückführung an eine Druckluftleitung angeschlossen ist.

27. Hammer nach einem der Ansprüche 24 bis

26, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungs-

gang· in ununterbrochener Reihenfolge mit Wälzkörpern ausgefüllt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 132 032, 295 282, 046, 389 356, 418 317, 478 969, 494 036; französische Patentschrift Nr. 651805; USA.-Patentschriften Nr. 704 810, 1 117 609, 929 245.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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