DE10106742A1

DE10106742A1 - Werkzeug zum Verdichten und Glätten

Info

Publication number: DE10106742A1
Application number: DE10106742A
Authority: DE
Inventors: Kurt Stiebenz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: DE20004568U1; DE10106742C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Verdichten und Glätten, ansetzbar an eine Schlaghammermaschine oder dergleichen, mit einem Schaft (1) zur Verbindung mit der Schlaghammermaschine und einer im wesentlichen orthogonal zur Längserstreckung des Schaftes (1) angeordneten Grundplatte (7), die auf den zu verdichtenden oder zu glättenden Untergrund auflegbar ist, wobei eine Schaftaufnahmeplatte (2) und wenigstens ein elastisches Verbindungselement (3, 4) vorgesehen sind, die Schaftaufnahmeplatte (2) im wesentlichen parallel und beabstandet zur Grundplatte (7) angeordnet und mit dieser elastisch mittels der Verbindungselemente (3, 4) verbunden ist und der Schaft (1) starr mit der Schaftaufnahmeplatte (2) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Verdichten und Glätten, ansetzbar an eine Schlaghammermaschine oder dergleichen, mit einem Schaft zur Verbindung mit der Schlaghammermaschine und einer im wesentlichen orthogonal zur Längserstreckung des Schaftes angeordneten Grundplatte, die auf den zu verdichtenden oder zu glättenden Untergrund auflegbar ist.

Derartige Werkzeuge sind als Vorsatzgeräte für Schlaghammermaschinen, beispielsweise Schlagbohrhammer mit Drehstopschaltung bekannt. Beispielsweise führen die Firmen Metabo und Bosch dort als "Stampferplatten" bezeichnete Vorsatzgeräte zum Verdichten von Erdreich. Diese bekannten Stampferplatten haben eine quadratische Grundplatte von 150 mm × 150 mm bzw. 200 mm × 200 mm. Die Stampferplatten werden über einen Werkzeughalter mit dem Bohrhammer verbunden. Der Werkzeug halter weist einen entsprechenden SDS-Schnellwechselschaft auf. Werkzeughalter und Stampferplatte werden fest durch Konus miteinander verbunden.

Nachteilig bei derartigen Stampferwerkzeugen ist es, daß die Grundplatte des Stampfers über den festverbundenen Schaft unmittelbar mit dem Schlag bohrhammer verbunden ist. Bei einer nicht genau orthogonal zur zu bearbeitenden Fläche ausgerichteten Maschine wird die eingeebnete Fläche durch unmittelbares Verkanten der Grundplatte wieder zerstört. Um eine ebene, verdichtete Oberfläche zu erhalten, muß der Bediener die Maschinen- Werkzeugkombination sehr sorgfältig ausgerichtet halten. Zudem wirken die Hammerschläge der Maschine neben der gewünschten Verdichtungswirkung auch äußerst unangenehm auf den Bediener.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein an eine Schlaghammermaschine ansetzbares Werkzeug zum Verdichten und Glätten anzugeben, bei dem eine gewisse Fehlausrichtung der Maschine zur zu glättenden Oberfläche das Glättergebnis nicht negativ beeinflußt. Ferner soll eine gewisse Schlag dämpfung erreicht werden, um die Bedienung der Maschinen- Werkzeugkombination angenehmer zu gestalten.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Werkzeug gemäß Anspruch 1. Dadurch, daß die auf der zu verdichtenden Fläche aufliegende Grundplatte von einer von der Schlaghammermaschine unmittelbar schlagbeaufschlagten Schaftaufnahmeplatte getrennt ist und die Platten nur über elastische Verbindungselemente miteinander in Verbindung stehen, kann sowohl eine gewisse Fehlausrichtung der Maschine in Hinblick auf die zu bearbeitende Fläche, als auch eine für den Bediener spürbare Schlagdämpfung erreicht werden. Trotz der lediglich elastischen Verbindung von der Schlaghammer maschine zum zu verdichtenden Untergrund wird überraschenderweise ein mit herkömmlichen Stampfern vergleichbares Arbeitsergebnis erzielt. Dabei ist die Bedienung durch Zulassung einer Fehlausrichtung von ca. +/- 10° zur orthogonalen Ausrichtung der Schaftachse zur zu bearbeitenden Fläche verbessert und durch die Schlagdämpfung eine erhebliche Arbeits erleichterung erreicht.

Wenn das elastische Verbindungselement ein an beiden Platten befestigter Elastomerblock ist, wird eine technisch einfache Lösung zur elastischen Verbindung der beiden Platten erreicht. Der Elastomerblock kann mit den Platten verklebt und/oder verschraubt sein.

Bevorzugt weist das elastische Verbindungselement eine Schrauben druckfeder auf. Je nach Wahl der Druckfedern wird somit eine gute Impulsübertragung bei langer Standzeit der Verbindungselemente erreicht.

Wenn zwischen Schaftaufnahmeplatte und Grundplatte ein Verbindungs bolzen vorgesehen ist, die den maximalen Abstand beider Platten begrenzen, kann eine gewisse Vorspannung des zwischen den beiden Platten angeordneten elastischen Elementes erreicht werden. Damit wird der Schlagimpulsübertrag in Abhängigkeit der Vorspannung erhöht.

Dadurch, daß die Verbindungsbolzen durch Durchgangsbohrungen der Schaftaufnahmeplatte frei beweglich durchgesteckte Maschinenschrauben sind, die in eine Gewindebohrung der Grundplatte, bevorzugt mit einer Kontermutter gesichert, eingeschraubt sind, wird eine technisch einfache Lösung für die elastischen Verbindungselemente angegeben. Die in den Durchgangsbohrungen geführten Maschinenschrauben sorgen für eine Führung der beiden elastisch verbundenen Platten. Gleichwohl können die beiden Platten unter zunehmendem Druck einander angenähert werden. Die Schraubenköpfe definieren dabei den maximalen Abstand beider Platten, gegebenenfalls mit einer Vorspannung.

Wenn der Verbindungsbolzen konzentrisch in der Schraubendruckfeder angeordnet ist, wird ein kompaktes, elastisches Verbindungselement gebildet, wobei der Verbindungsbolzen ein unbeabsichtiges Herauslösen einer Druckfeder verhindert.

Dadurch, daß mehrere elastische Verbindungselemente, bevorzugt vier, zwischen Schaftaufnahmeplatte und Grundplatte vorgesehen sind, wird eine gleichmäßige Flächenlast auf die Grundplatte bei Auflast durch die Schlag hammermaschine und gegebenenfalls zusätzlich durch den Bediener erreicht.

Wenn die Grundplatte und die Schaftaufnahmeplatte eine quadratische oder rechteckige Grundfläche haben, können Verdichtungsarbeiten beispielsweise unter aufgenommenen Pflastersteinen bis an die geradlinigen Ränder sowie rechtwinkligen Ecken der nicht aufgenommenen Pflastersteine durchgeführt rechtwinkligen Ecken der nicht aufgenommenen Pflastersteine durchgeführt werden. Bevorzugt haben derartig geformte Werkzeuge vier, an den Plattenecken angeordnete elastische Verbindungselemente.

Dadurch, daß die Schaftaufnahmeplatte eine geringfügig kleinere Grundfläche als die Grundplatte hat, wird vermieden, daß beim Verdichten oder Glätten nahe angrenzender Gegenstände (z. B. Wände, Bordsteine, Gebäude) die unmittelbar von der Schlaghammermaschine zu Schwingungen angetriebene Schaftaufnahmeplatte unbeabsichtigt mit diesen angrenzenden Gegenständen in Berührung gelangt.

Dadurch, daß der minimale Abstand zwischen den beiden Platten durch einen elastischen Rammpuffer gegeben ist, der bevorzugt koaxial zum Schaft an einer der beiden Platten angeordnet ist, wird einer unnötigen und zu starken Gewichtsbelastung der elastischen Verbindungselemente vorgebeugt. Bevorzugt besteht der Rammpuffer aus einem Elastomer, der beispielsweise auf der Grundplatte aufgeschraubt ist. Alternativ ist der Rammpuffer aus einer Schraubendruckfeder gebildet.

Wenn die Schraubendruckfedern des elastischen Verbindungselementes und/oder des Rammpuffers auswechselbar sind, läßt sich die Dämpfung und Schlagimpulsübertragung des Werkzeugs variabel an den Einsatzzweck anpassen. Bei einer Ausgestaltung mit Maschinenschrauben als Verbindungsbolzen braucht lediglich die Machinenschraube gelöst werden, um die Schraubendruckfeder tauschen zu können.

Um die konzentrische Ausrichtung der Druckfedern zum Verbindungsbolzen sicherzustellen, sind Federführungsringe zur Führung der Druckfedern bevorzugt an der Schaftaufnahmeplatte angeordnet. Um eine Beeinträchtigung der Federdämpfung durch übermäßige Verschmutzung zu Bevorzugt ist die dem Untergrund zugewandte Seite der Grundplatte mit einer Schutzplatte belegt. Mit einer Schutzplatte aus Gummi, einem Elastomer oder einem Kunststoff können empfindliche Pflastersteine, beispielsweise farbiges Pflaster, von unerwünschter Beeinträchtigung durch die Grundplatte geschützt werden.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnung detailliert beschrieben.

Darin zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht des Werkzeugs von der Schaftseite aus gesehen und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der in Fig. 1 dargestellten Linie A-A durch das Werkzeug.

In Fig. 1 ist in Draufsicht das Werkzeug zum Verdichten und Glätten von der Schaftseite her dargestellt. Im Zentrum der Figur ist der Schaft 1 mit seinem Schnellkupplungsende 13 (siehe Fig. 2) wiedergegeben. Der Schaft 1 weist zum Schnellkupplungsende 13 entgegengesetzten Ende einen Gewindeabschnitt 11 auf, mit dem der Schaft 1 mit einer Schaftaufnahmeplatte 2 durch eine in der Schaftaufnahmeplatte 2 eingebrachte Gewindebohrung 23 und auf dem Gewindeabschnitt 11 aufgesetzter Kontermutter 12 starr verbunden ist.

Die Schaftaufnahmeplatte 2 weist eine im wesentlichen quadratische Grundfläche auf. In der Draufsicht in Fig. 1 unterhalb der Schaftaufnahmeplatte 2 angeordneten Elemente sind gestrichelt dargestellt. Eine darunter befindliche Grundplatte 7 weist ebenfalls quadratische Grundfläche auf, ist jedoch geringfügig größer als die Schaftaufnahmeplatte 2 ausgebildet. Die Grundplatte 7 und/oder die Schaftaufnahmeplatte 2 bestehen aus Metall, bevorzugt sind sie als verzinkte Eisenplatten ausgebildet.

Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 ersichtlich, bestehen die vier in Fig. 1 gestrichelt dargestellten elastischen Verbindungselemente je aus einer Schraubendruckfeder 3, auf deren zentrischer Achse je ein Verbindungsbolzen bzw. je eine Maschinenschraube 4 angeordnet ist. Der Übersichthalber ist die Maschinenschraube 4 in Fig. 1 nicht dargestellt.

Die Maschinenschraube 4 ist durch eine Durchgangsbohrung 21 in der Schaftaufnahmeplatte 2 frei beweglich durchgesteckt und in eine Gewindebohrung 71 in der Grundplatte 7 eingeschraubt. Zum Sichern der Maschinenschraube 4 vor unbeabsichtigtem Lösen ist eine Kontermutter 41 oberhalb der Gewindebohrung 71 vorgesehen. Je nach Länge der Schraube 4 und Art der Druckfeder 3 wird beim Einschrauben der Maschinenschraube 4 durch den an der Schaftaufnahmeplatte 2 aufliegenden Schraubenkopf 42 der Maschinenschraube 4 eine Vorspannung der Schraubendruckfeder 3 erzeugt.

Um eine konzentrische Ausrichtung der Schraubenfeder 3 zum jeweiligen mittig aufgenommenen Verbindungsbolzen 4 sicherzustellen, ist an der Unterseite der Schaftaufnahmeplatte 2 jeweils ein Federführungsring 22 angeordnet. An der Oberseite der Grundplatte 7 liegt die Schraubendruckfeder 3 lediglich plan auf. An dieser Stelle ist ein Federführungsring nicht erforderlich. Durch die starke Schmutz beaufschlagung in diesem Bereich wäre ein Federführungsring hier sogar hinderlich.

Um eine übermäßige und unerwünschte Überlastung der Schraubendruckfedern 3 zu vermeiden, ist koaxial zum Schaft 1, an der Oberseite der Grundplatte 7, ein Rammpuffer 5 mittels einer Gewindebohrung 72 in der Grundplatte eingeschraubten Befestigungsschraube 6 an der Grundplatte 7 befestigt. Der Rammpuffer 5 besteht bevorzugt aus einem elastomeren Material. Beispielsweise können aus der Automobilindustrie bekannte Gummipuffer verwendet werden.

Um die Oberfläche etwaig empfindlicher Pflastersteine zu schützen, ist an der Unterseite der Grundplatte 7 eine Schutzplatte 8 befestigt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schutzplatte 8 mittels in Gewindebohrungen 73 eingeschraubten Befestigungsschrauben 81 an der Grundplatte 7 befestigt. Zur vollflächigen Verbindung der Schutzplatte 8 an der Grundplatte 7 ist ein Gewebedoppelklebeband und/oder ein Spezialkleber auf der Verbindungsfläche aufgetragen. Alternativ kann die Schutzplatte 8 auch als leicht wechselbarer, schuhartiger Grundplattenüberzug ausgebildet sein. Bevorzugt besteht die Schutzplatte 8 bzw. Schutzplattenüberzug aus Kunstoff, einem Elastomer oder Gummi.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug beschrieben.

Am Schnellkupplungsende 13 des Schaftes 1 wird eine Schlaghammer maschine, beispielsweise ein Schlagbohrhammer mit Dreh-Stopschaltung angeschlossen. Der Bediener stellt die Werkzeug-Maschinen-Kombination mit der Grundplatte 7 bzw. Schutzplatte 8 auf die zu bearbeitende Unterlage, beispielsweise Sand, Erdreich und Pflastersteine. Die Bedienperson hält und führt die Kombination an den Handhabungselementen der Schlaghammer maschine.

Beim Einschalten der Maschine werden die Schlagstöße unmittelbar über den Schaft 1 auf die starr verbundene Schaftaufnahemplatte 2 übertragen. Durch leichten Andruck aufgrund des Maschinengewichts und ggf. zusätzlich durch die Bedienperson werden die vier Schraubendruckfedern 3 über die Schaftaufnahmeplatte 2 belastet. Je nach Härte und Vorspannung der Schraubendruckfedern 3 werden die Schlagschwingungen auf die Grundplatte 7 und ggf. auf die damit verbundene Schutzplatte 8 übertragen.

Überraschenderweise werden bei entsprechender Abstimmung der Schraubendruckfederhärte und -vorspannung die Schwingungsimpulse auf die Arbeitsfläche (Grundplatte/Schutzplatte) und somit auf den zu verdichtenden bzw. zu glättenden Untergrund mit hoher Energieleistung übertragen. Gleichzeitig ist jedoch die Schlagbelastung für die Bedienperson spürbar verringert.

Bei einer nicht genau orthogonal zur verdichtenden Fläche ausgerichteten Schaftachse wird gleichwohl ein gutes Verdichtungs- und Glättergebnis erzielt. Aufgrund der elastischen Halterung zwischen Schaftaufnahmeplatte 2 und Grundplatte 7 kann die Schlaghammermaschine um ca. +/-10° zur optimalen orthogonalen Ausrichtung fehlgerichtet sein. Entsprechend kann sich die Schaftaufnahmeplatte 2 entlang der zur Führung dienenden und durch die Durchgangsbohrungen 21 der Schaftaufnahmeplatte 2 durchgesteckten Maschinenschrauben 4 mit ausreichendem Spiel zur Grundplatte 7 neigen. Auch in dieser geneigten Stellung wird ein Großteil der Schlagenergie auf die Grundplatte und somit auf den zu verfestigenden Untergrund übertragen.

Um eine übermäßige Belastung der elastischen Elemente zu vermeiden stößt die Schaftaufnahmeplatte 2 gegen den zentral an der Grundplatte 7 angeordneten Rammpuffer 5.

Bei den praktischen Versuchen mit dem Verdichterwerkzeug stellte sich heraus, daß bei einer guten Federabstimmung nur ein geringer Auflastdruck für die Werkzeug-/Maschinen-Kombination zur optimalen Energieübertragung nötig ist.

Das System kann bereits allein durch die Auflast der Maschine eine gute Verdichtungswirkung zeigen. Entsprechend weniger anstrengend und somit komfortabler ist die Arbeit mit diesem Werkzeug.

Die überraschenderweise gute Übertragung der Schwingungsenergie auf den Untergrund dürfte von der elastischen Kopplung zweier getrennter schwingungsfähiger Systeme herrühren. Das erste System besteht aus der Schlaghammermaschine mit Schaft 1 und Schaftaufnahmeplatte 2, wohingegen das zweite System aus der Grundplatte 7 mit Maschinenschrauben 4, Rammpuffer 5 und ggf. Schutzplatte 8 sowie dem angrenzenden, zu verdichtenden Untergrund besteht.

Bei einer entsprechenden Abstimmung der elastischen Verbindungselemente dürfte dann das vom ersten Schwingungssystem angeregte zweite Schwingungssystem mit einer Phasenverschiebung von annähernd n/2 bei fast vollständiger Schwingungsenergieübertragung schwingen.

Für den Einsatzbereich des Werkzeugs ist hervorzuheben, daß neben der Verdichtung und Glättung von Sand und Erdböden, insbesondere die Verwendung im Bau-Innenbereich, beispielsweise zum Verdichten und Glätten von Feucht-Mörtel jeglicher Art möglich ist. Das Werkzeug eignet sich besonders für kleinere Flächen, beispielsweise Reparatur- und Ausbesserungsarbeiten, bei denen an bestehende Flächen herangearbeitet werden muß. Der als Antriebsvorrichtung für das Werkzeug dienende Schlagbohrhammer mit Dreh-Stopschaltung gehört zur üblichen Werkzeugausrüstung und ist somit jederzeit zur Hand.

Bezugszeichenliste

1

Schaft

11

Gewindeabschnitt

12

Befestigungs-Kontermutter

13

Schnellkupplungsende

2

Schaftaufnahmeplatte

21

Durchgangsbohrung

22

Federführungsring

23

Gewindebohrung

3

Schraubendruckfeder

4

Verbindungsbolzen, Maschinenschraube

41

Kontermutter

42

Schraubenkopf

5

Rammpuffer

6

Befestigungsschraube

7

Grundplatte

71

Gewindebohrung

72

Gewindebohrung

73

Gewindebohrung

8

Schutzplatte

81

Befestigungsschraube

Claims

1. Werkzeug zum Verdichten und Glätten, ansetzbar an eine Schlaghammermaschine oder dergleichen, mit einem Schaft (1) zur Verbindung mit der Schlaghammermaschine und einer im wesentlichen orthogonal zur Längserstreckung des Schaftes (1) angeordneten Grundplatte (7), die auf den zu verdichtenden oder zu glättenden Untergrund auflegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaftaufnahmeplatte (2) und wenigstens ein elastisches Verbindungselement (3, 4) vorgesehen sind, wobei die Schaftaufnahmeplatte (2) im wesentlichen parallel und beabstandet zur Grundplatte (7) angeordnet und mit dieser elastisch mittels der Verbindungselemente (3, 4) verbunden ist und der Schaft (1) starr mit der Schaftaufnahmeplatte (2) verbunden ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungselement ein an beiden Platten (2, 7) befestigter Elastomerblock ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungselement eine Schraubendruckfeder (3) aufweist.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schaftaufnahmeplatte (2) und Grundplatte (7) ein Verbindungsbolzen (4) vorgesehen ist, der den maximalen Abstand beider Platten (2, 7) begrenzt.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbolzen eine durch eine Durchgangsbohrung (21) der Schaftaufnahmeplatte (2) frei beweglich durchgesteckte Maschinenschraube (4) ist, die in eine Gewindebohrung (71) der Grundplatte (7), bevorzugt mit einer Kontermutter (41) gesichert, eingeschraubt ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbolzen (4) konzentrisch in der Schraubendruckfeder (3) angeordnet ist und ein elastisches Verbindungselement bildet.

7. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere elastische Verbindungselemente (3, 4), bevorzugt vier, zwischen Schaftaufnahmeplatte (2) und Grundplatte (7) vorgesehen sind.

8. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (7) und die Schaftaufnahmeplatte (2) quadratische oder rechteckige Grundfläche haben.

9. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftaufnahmeplatte (2) eine geringfügig kleinere Grundfläche als die Grundplatte (7) hat.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der minimale Abstand zwischen den beiden Platten durch einen elastischen Rammpuffer (5) gegeben ist, der bevorzugt koaxial zum Schaft (1) an einer der beiden Platten (2, 7) angeordnet ist.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rammpuffer (5) aus einem Elastomer besteht.

12. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rammpuffer (5) von einer Schraubendruckfeder gebildet ist.

13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubendruckfedern (3, 5) des elastischen Verbindungselementes und/oder des Rammpuffers auswechselbar sind.

14. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Federführungsringe (22) zur Führung der Druckfedern (3) bevorzugt an der Schaftaufnahmeplatte (2) angeordnet sind.

15. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Untergrund zugewandte Seite der Grundplatte (7) mit einer Schutzplatte (8) belegt ist.

16. Werkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzplatte (8) aus Gummi, einem Elastomer oder einem Kunststoff besteht.