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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.
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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.
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Aus
US 5 690 374 A ist
ein Schneeschieber bekannt, der in seinem Stiel einen mechanischen Stoßdämpfer aufweist.
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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.
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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.
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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.
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Die
erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung
hat insbesondere den Vorteil, daß sie raumsparend in dem Arbeitsgerät untergebracht
ist. Sie bildet beispielsweise ein Teilstück des Stiels des Arbeitsgeräts.
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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.
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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.
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Die
Dämpfungseinrichtung
arbeitet als pneumatischer Dämpfer,
und die Druckzufuhr zu dem Aggregat erfolgt mittels eines kolbenartigen
Rohrelements durch das Innere der Dämpfungseinrichtung hindurch.
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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.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorzugsweise
ist die Dämpfungseinrichtung an
einem Gewinde mit dem Rohransatz verschraubt. Sie kann so anstelle
eines herkömmlichen
rohrförmigen
Stiels an dem Rohransatz angebracht werden.
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Im
folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
handbetätigten
Spaten, dessen Spatenblatt mit einem druckluftbetriebenen Aggregat in
Vibration versetzbar ist;
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2 eine
teils aufgeschnittene Darstellung einer Dämpfungseinrichtung, die oberhalb
des Aggregats angeordnet ist;
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3 die
Dämpfungseinrichtung
in einer Explosionsdarstellung;
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4 eine
Dämpfungseinrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
des Arbeitsgeräts
in einer Explosionsdarstellung; und
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5 eine
teils aufgeschnittene Darstellung der Dämpfungseinrichtung.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.