DE102005024586B4 - Handbetätigtes Arbeitsgerät mit druckluftbetriebenem Vibrationsaggregat - Google Patents

Handbetätigtes Arbeitsgerät mit druckluftbetriebenem Vibrationsaggregat Download PDF

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Abstract

Handbetätigtes Arbeitsgerät, mit einem Griff (26), einem druckluftbetriebenen Aggregat (14) zum Hervorrufen einer Vibration eines an einem ersten Ende des Arbeitsgeräts (10) angeordneten Werkzeugelements (12) und mit einem Rohr (22), das zwischen dem Griff (26) und dem Werkzeugelement (12) angeordnet ist und einen Druckluftkanal (24) aufweist, der mit einer Druckluftkammer des Aggregats (14) verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Dämpfungseinrichtung (18), die zwischen dem Griff (26) und dem Aggregat (14) angeordnet ist und eine koaxial zu dem Rohr (22) angeordnete Hülse (20) aufweist, in der ein Ende des Rohres (22) oder eines Rohransatzes des Griffs (26) oder des Aggregats (14) axialverschieblich und im wesentlichen druckdicht aufgenommen ist, wobei in der Hülse (20) zwischen dem Rohr (22) und dem Rohransatz ein Puffer in Form eines Hohlraums (66) angeordnet ist, der ein komprimierbares gasförmiges Dämpfungsmittel enthält, wobei ein inneres Rohrelement (64) den Druckluftkanal (24) mit der Druckluftkammer des Aggregats (14) verbindet und kolbenartig...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein handbetätigtes Arbeitsgerät, mit einem Griff, einem druckluftbetriebenen Aggregat zum Hervorrufen einer Vibration eines an einem ersten Ende des Arbeitsgeräts angeordneten Werkzeugelements und mit einem Rohr, das zwischen dem Griff und dem Werkzeugelement angeordnet ist und einen Druckluftkanal aufweist, der mit einer Druckluftkammer des Aggregats verbunden ist.
  • Ein solches Arbeitsgerät ist beispielsweise aus DE 93 20 672 U1 in Form eines Spatens bzw. einer Schaufel bekannt. Das Werkzeugelement in Form des Spatenblattes wird durch einen druckluftbetriebenen Vibrator in Schwingungen versetzt. Druckluft wird durch den rohrförmigen Stiel zugeleitet. Ein Drucklufthahn mit einem Auslösehebel ist beispielsweise im Stiel oder in einem Kreuzgriff des Spatens untergebracht. Die Kombination eines herkömmlichen Spatens für Ausschachtarbeiten oder einer herkömmlichen Schaufel mit dem druckluftbetriebenen Vibrator erleichtert das Eindringen des Spatens in das Erdreich bzw. das Eindringen der Schaufel in das aufzunehmende Material, so daß sich in vielen Fällen ein vorbereitender Arbeitsgang zum Auflockern des Materials mit Hilfe einer Spitzhacke oder dergleichen erübrigt.
  • Aus US 5 690 374 A ist ein Schneeschieber bekannt, der in seinem Stiel einen mechanischen Stoßdämpfer aufweist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Arbeitsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Handhabbarkeit bei guter Dämpfung der Schwingungen weiter verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Dämpfungseinrichtung, die zwischen dem Griff und dem Aggregat angeordnet ist und eine koaxial zu dem Rohr angeordnete Hülse aufweist, in der ein Ende des Rohres oder eines Rohransatzes des Griffs oder des Aggregats axialverschieblich und im wesentlichen druckdicht aufgenommen ist, wobei in der Hülse zwischen dem Rohr und dem Rohransatz ein Puffer in Form eines Hohlraums (66) angeordnet ist, der ein komprimierbares gasförmiges Dämpfungsmittel enthält, wobei ein inneres Rohrelement den Druckluftkanal mit der Druckluftkammer des Aggregats verbindet und kolbenartig und axialverschieblich in dem Druckluftkanal oder der Druckluftkammer sitzt, und an dem Rohransatz und an dem Rohr Führungselemente angeordnet sind, die eine axiale Relativbewegung des Rohres und des Rohransatzes zulassen und ein Gegeneinanderverdrehen des Rohres und des Rohransatzes sperren.
  • Die Dämpfungseinrichtung erlaubt bei häufigem oder längeren Einsatz von Vibration ein ermüdungsfreieres Arbeiten ohne Schädigung der Gelenke, indem sie die von dem Werkzeugelement auf das Rohr und weiter auf den Griff übertragenen Schwingungen dämpft. Der Puffer dient insbesondere zur Absorption von Stößen.
  • Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung hat insbesondere den Vorteil, daß sie raumsparend in dem Arbeitsgerät untergebracht ist. Sie bildet beispielsweise ein Teilstück des Stiels des Arbeitsgeräts.
  • Das erfindungsgemäße Arbeitsgerät kann auch dadurch erhalten werden, daß bei einem herkömmlichen Arbeitsgerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 beispielsweise ein rohrförmiger Stiel durch ein Rohr mit der Dämpfungseinrichtung ersetzt wird. Somit können bereits vorhandener Arbeitsgeräte mit der Dämpfungseinrichtung nachgerüstet werden.
  • Indem die Dämpfungseinrichtung in der Nähe des druckluftbetriebenen Aggregats angeordnet ist, wird neben einem Griff des Arbeitsgerätes auch ein zwischen dem Griff und dem Aggregat angeordneter Stiel bedämpft. Alternativ kann die Dämpfungseinrichtung jedoch auch am Griff angeordnet sein.
  • Die Dämpfungseinrichtung arbeitet als pneumatischer Dämpfer, und die Druckzufuhr zu dem Aggregat erfolgt mittels eines kolbenartigen Rohrelements durch das Innere der Dämpfungseinrichtung hindurch.
  • Am Rohransatz und am dem Rohr sind Führungselemente angeordnet, die eine axiale Relativbewegung des Rohres und des Rohransatzes zulassen und ein Gegeneinanderverdrehen des Rohres und des Rohransatzes sperren. Im Falle eines Spatens oder einer Schaufel wird so wirksam ein Verdrehen des Spatenblatts oder Schaufelblatts gegenüber dem Stiel und dem Griff des Arbeitsgerätes verhindert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rohr fest mit einem Kolben verbunden, der axialverschieblich und im wesentlichen druckdicht in der Hülse sitzt und von dem Druckluftkanal durchsetzt ist, und die Hülse ist fest mit dem Rohransatz verbunden. Alternativ ist aber auch ein umgekehrter Aufbau denkbar, bei dem der Rohransatz fest mit dem Kolben verbunden ist, der von der Druckluftkammer oder einer Druckluftzuleitung des Griffs durchsetzt ist, und bei dem die Hülse fest mit dem Rohr verbunden ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bilden das Rohr, das Aggregat und die Dämpfungseinrichtung mit der Hülse eine äußerlich im wesentlichen stabförmige Anordnung. Diese Anordnung ist insbesondere äußerlich im wesentlichen rund mit Bereichen unterschiedlichen Außendurchmessers. Durch die stabförmige Anordnung wird ein Teil eines Stiels des Arbeitsgerätes gebildet. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, weil der Gebrauch des Arbeitsgeräts nicht durch sperrige oder unhandlich hervorspringende Aufbauten beeinträchtigt wird. Vielmehr ist das Arbeitsgerät äußerlich kaum von einem herkömmlichen Arbeitsgerät ohne Dämpfungseinrichtung zu unterscheiden.
  • Vorzugsweise ist die Hülse an einem Ende fest mit einem Gehäuse des Aggregats verbunden und umgibt an ihrem anderen Ende das Rohr axialverschieblich und im wesentlichen druckdicht. Beispielsweise weist die Hülse an diesem Ende eine Verjüngung auf. Ebenso kann die Hülse aber auch fest mit dem Handgriff verbunden sein und das Rohr axialverschieblich umgeben.
  • Vorzugsweise werden die Führungselemente durch mindestens einen am Rohransatz angebrachten Stift und mindestens eine am Rohr vorgesehene Stiftaufnahme gebildet, die exzentrisch bezüglich der Hülse angeordnet sind. Beispielsweise sind mehrere Stifte und Stiftaufnahmen ringförmig verteilt. Die Stiftaufnahme kann beispielsweise in dem Kolben des Rohres untergebracht sein. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung von Stiften und Stiftaufnahmen denkbar.
  • Vorzugsweise ist die Dämpfungseinrichtung an einem Gewinde mit dem Rohransatz verschraubt. Sie kann so anstelle eines herkömmlichen rohrförmigen Stiels an dem Rohransatz angebracht werden.
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 einen handbetätigten Spaten, dessen Spatenblatt mit einem druckluftbetriebenen Aggregat in Vibration versetzbar ist;
  • 2 eine teils aufgeschnittene Darstellung einer Dämpfungseinrichtung, die oberhalb des Aggregats angeordnet ist;
  • 3 die Dämpfungseinrichtung in einer Explosionsdarstellung;
  • 4 eine Dämpfungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform des Arbeitsgeräts in einer Explosionsdarstellung; und
  • 5 eine teils aufgeschnittene Darstellung der Dämpfungseinrichtung.
  • 1 zeigt ein Arbeitsgerät 10 in Form eines Spatens 10 mit einem Werkzeugelement 12 in Form eines Spatenblattes 12. Oberhalb des Spatenblattes 12 ist ein Aggregat 14 in Form eines druckluftbetätigten Vibrators 14 angeordnet, der bei Zufuhr von Druckluft das Spatenblatt 12 in stoßartige Schwingungen versetzt. An ein in 1 sichtbares Gehäuse 16 des Vibrators 14 schließt sich eine Dämpfungseinrichtung 18 mit einer äußeren Hülse 20 an. Aus der Hülse 20 ragt koaxial ein Rohr 22 heraus, welches den größeren Teil des Spatenstiels bildet. Der Hohlraum der Rohres 22 wird als Druckluftkanal 24 (2) zur Zuleitung von Druckluft zu dem Vibrator 14 genutzt.
  • An einem als Kreuzgriff 26 ausgestalteten Griff 26 am oberen Ende des Rohres 22 ist seitlich eine Schlauchkupplung 28 für einen nicht gezeigten Druckluftschlauch vorgesehen. Die Schlauchkupplung 28 steht durch den Kreuzgriff 26 über einen in dem Kreuzgriff 26 angeordneten Drucklufthahn 30 und eine Druckluftzuleitung 31 mit dem Rohr 22 in Fluidverbindung. Ein Auslösehebel 32 des Drucklufthahns 30 ist neben dem Kreuzgriff 26 angeordnet.
  • In den 2 und 3, die kein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, jedoch zur Erläuterung der Erfindung hilfreich sind, ist das untere Ende des Rohres 22 und ein denkbarer Aufbau der Dämpfungseinrichtung 18 im Detail dargestellt. Dabei sind in 2 die Hülse 20 und ein Gummidämpfer 34 aufgeschnitten dargestellt.
  • Ein Kupplungsstück 36 ist mit einem Gewindeansatz 38 in ein Innengewinde des Gehäuses 16 eingeschraubt. Auf der anderen Seite bildet es einen Rohransatz in Form eines Gewindeansatzes 40, auf den die Hülse 20 aufgeschraubt ist. Das Kupplungsstück 36 bildet eine Abschlußplatte 42 für das untere Ende der Hülse 20. Die Abschlußplatte 42 ist mittels Dichtringen 44 gegen das Ende der Hülse 20 und gegen das Gehäuse 16 abgedichtet. Im Inneren des Kupplungsstücks 36 sind Bohrungen 46 angelegt, über die eine Druckluftkammer des Vibrators 14 in das Innere der Hülse 20 mündet. Im gezeigten Beispiel sind die Abschlußplatte 42 und der Gewindeansatz 40 von einer zentralen Bohrung durchsetzt, die über radiale Stichbohrungen mit einem am Außenumfang des Gewindeansatzes 38 vorgesehenen Ringkanal verbunden ist. Dieser steht im Gehäuse 16 mit der Druckluftkammer des Vibrators 14 in Verbindung.
  • Aus dem Gewindeansatz 40 ragen im Inneren der Hülse 20 vier im Quadrat angeordnete, als Führungsstifte 48 ausgebildete Führungselemente 48 heraus, deren Funktion weiter unten erläutert wird.
  • An dem Gewindeansatz 40 liegt der Gummidämpfer 34 an, der im wesentlichen zylindrisch ist und eine zentrale Bohrung sowie Bohrungen für die Führungsstifte 48 aufweist. Die zentrale Bohrung setzt an eine zentrale Bohrung 46 des Kupplungsstücks 36 an.
  • Am unteren Ende des Rohres 22 ist auf ein Außengewinde 50 ein Kolben 52 aufgeschraubt, der im Inneren der Hülse 20 angeordnet ist und an den Gummidämpfer 34 angrenzt. Der Kolben 52 hat beispielsweise zwei Umfangsnuten 54 (3), in denen Dichtringe 56 angeordnet sind. Über die Dichtringe 56 ist der Kolben 52 im wesentlichen druckdicht mit einer inneren Umfangsfläche 58 der Hülse 20 verbunden.
  • Jenseits des Kolbens 52 verjüngt sich die Hülse 20 geringfügig. In dem verjüngten Bereich der Hülse 20 ist innen in eine Ringnut ein weiterer Dichtring 60 eingesetzt, über den die Hülse 20 im wesentlichen druckdicht mit einer äußeren Umfangsfläche des Rohres 22 verbunden ist. Der Außendurchmesser des Kolbens 52 ist so an den freien Innendurchmesser der Hülse 20 und ihres verjüngten Bereiches angepaßt, daß im Ruhezustand der Dämpfungseinrichtung 18 bei entspanntem oder unter Vorspannung stehenden Gummidämpfer 34 der Kolben 52 an einer Schulter des verjüngten Bereiches der Hülse 20 anliegt, so daß der Kolben 52 und somit das Ende des Rohres 22 nicht nach oben aus der Hülse 20 heraustreten kann.
  • Durch die Dichtringe 44, 56 und 60 ist das Innere der Hülse 20 nach außen druckdicht abgeschlossen. Die über den Druckluftkanal 24 durch das Rohr 22 und durch den Kolben 52 zugeführte Druckluft gelangt somit durch die Bohrung im Gummidämpfer 34 und die Bohrung 46 zu der Druckluftkammer des Vibrators 14.
  • Durch den Vibrator 14 erzeugte Rückstöße werden von dem Gummidämpfer 34 gedämpft, indem dieser elastisch komprimiert wird und die Hülse 20 vorübergehend weiter auf den Kolben 52 und das Rohr 22 aufgeschoben wird. Dies wird durch die axialverschiebliche Anordnung des Kolbens 52 und des Rohres 22 in der Hülse 20 ermöglicht. Die Dichtringe 56 und 60 lassen die axiale Verschiebung zu.
  • Das Rohr 22 und der Kreuzgriff 26 sind somit aufgrund der Pufferwirkung des Gummidämpfers 34 kaum Erschütterungen ausgesetzt, wodurch ein ermüdungs-, schädigungs- und verletzungsfreies Arbeiten ermöglicht wird. Am unteren Ende des Rohres 22 sind außerdem als Führungselemente 61 Stiftaufnahmen 61 vorgesehen, in die die Führungsstifte 48 eintauchen. Auf diese Weise wird eine Koppelung zwischen dem Kupplungsstück 36 und dem Rohr 22 erreicht, so daß das Gehäuse 16 und das Rohr 22 sich nicht gegeneinander verdrehen können. Die Tiefe der Stiftaufnahmen 61 in dem Kolben 52 ist dabei an die Länge der Führungsstifte 48 und die zu erwartende maximale Eindringtiefe der Führungsstifte 48 angepaßt.
  • Die 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Dämpfungsmittel durch eine eingeschlossene Luftmenge gebildet wird. Von dem Gewindeansatz 40 des Kupplungsstückes 36 steht ein zentrales inneres Rohrelement 64 vor, welches an die Bohrungen 46 anschließt. Die Länge des inneren Rohrelements 64 ist so bemessen, daß im Ruhezustand der Dämpfungseinrichtung 18 (5) das innere Rohrelement 64 in den Druckluftkanal 24 des Rohres 22 hineinragt. Im Endbereich des inneren Rohrelements 64 sind an beispielsweise zwei Umfangsnuten Dichtringe 65 angeordnet, die die äußere Wand des Rohrelements 64 dicht mit der Wand des Druckluftkanals 24 verbinden und zugleich eine axiale Verschiebung des Rohrelements 64 in dem Rohr 22 zulassen.
  • Auf diese Weise wird ein ringförmiger, abgeschlossener Hohlraum 66 zwischen dem Gewindeansatz 40 des Kupplungsstücks 36 und dem Kolben 52 gebildet. Der Hohl raum 66 ist nach außen durch die Hülse 20 und nach innen durch das innere Rohrelement 64 begrenzt. Die Führungsstifte 48 verlaufen durch den Hohlraum 66.
  • In ähnlicher Weise wie der Gummidämpfer 34 dämpft die in dem Hohlraum 66 enthaltene Luft Stöße, die von dem Gehäuse 16 des Vibrators 14 auf das Kupplungsstück 36 ausgeübt werden. Etwaige Druckverluste der Luft im Hohlraum 66 können dabei durch Leckströme von Druckluft aus dem Druckluftkanal 24 ausgeglichen werden. Da der Hohlraum 66 im wesentlichen druckdicht abgeschlossen ist, ergibt sich dennoch eine gute Pufferwirkung. Bis auf den anderen Puffer und das Rohrelement 64 ist diese Ausführungsform ähnlich wie in 2 und 3 aufgebaut.
  • Die beschriebenen Ausführungsformen stellen lediglich mögliche Beispiele des erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes dar. Die Führungsstifte 48 und die Stiftaufnahmen 61 können durch andere geeignete Führungselemente ersetzt werden.
  • Der beschriebene Aufbau der Dämpfungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß er besonders kompakt ist. Das Rohr 22, die Hülse 20, welche einen größeren Außendurchmesser aufweist, und die Abschlußplatte 42 des Kupplungsstückes 36 bilden zusammen mit dem Gehäuse 16 des Vibrators 14 eine äußerlich im wesentlichen stabförmige Anordnung entsprechend einem herkömmlichen Stiel eines Arbeitsgerätes.

Claims (6)

  1. Handbetätigtes Arbeitsgerät, mit einem Griff (26), einem druckluftbetriebenen Aggregat (14) zum Hervorrufen einer Vibration eines an einem ersten Ende des Arbeitsgeräts (10) angeordneten Werkzeugelements (12) und mit einem Rohr (22), das zwischen dem Griff (26) und dem Werkzeugelement (12) angeordnet ist und einen Druckluftkanal (24) aufweist, der mit einer Druckluftkammer des Aggregats (14) verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Dämpfungseinrichtung (18), die zwischen dem Griff (26) und dem Aggregat (14) angeordnet ist und eine koaxial zu dem Rohr (22) angeordnete Hülse (20) aufweist, in der ein Ende des Rohres (22) oder eines Rohransatzes des Griffs (26) oder des Aggregats (14) axialverschieblich und im wesentlichen druckdicht aufgenommen ist, wobei in der Hülse (20) zwischen dem Rohr (22) und dem Rohransatz ein Puffer in Form eines Hohlraums (66) angeordnet ist, der ein komprimierbares gasförmiges Dämpfungsmittel enthält, wobei ein inneres Rohrelement (64) den Druckluftkanal (24) mit der Druckluftkammer des Aggregats (14) verbindet und kolbenartig und axialverschieblich in dem Druckluftkanal (24) oder der Druckluftkammer sitzt, und an dem Rohransatz und an dem Rohr (22) Führungselemente (48; 61) angeordnet sind, die eine axiale Relativbewegung des Rohres (22) und des Rohransatzes zulassen und ein Gegeneinanderverdrehen des Rohres (22) und des Rohransatzes sperren.
  2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (22) fest mit einem Kolben (52) verbunden ist, der axialverschieblich und im wesentlichen druckdicht in der Hülse (20) sitzt und von dem Druckluftkanal (24) durchsetzt ist, und daß die Hülse (20) fest mit dem Rohransatz verbunden ist.
  3. Arbeitsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (22), das Aggregat (14) und die Dämpfungseinrichtung (18) mit der Hülse (20) eine äußerlich im wesentlichen stabförmige Anordnung bilden.
  4. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) an einem Ende fest mit einem Gehäuse (16) des Aggregats (14) verbunden ist und an ihrem anderen Ende das Rohr (22) axialverschieblich und im wesentlichen druckdicht umgibt.
  5. Arbeitsgerät nach inem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (48; 61) durch mindestens einen am Rohransatz angebrach ten Stift (48) und mindestens eine am Rohr (22) vorgesehene Stiftaufnahme (61) gebildet werden, die exzentrisch bezüglich der Hülse (20) angeordnet sind.
  6. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (18) an einem Gewinde mit dem Rohransatz verschraubt ist.
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