DE10356928A1 - Schlagwerk, piston device and machine tool - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Schlagwerk für eine Werkzeugmaschine, das einen Kolben (30) aufweist, der über ein Mittel (32) mit einem Antrieb (40) verbunden ist und mit dem ein Schläger (26) mittels eines Übertragungsmittels (28) antreibbar ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Schläger (26) und dem Antrieb (40) ein Entkopplungselement (36, 38, 30) zum Vermindern von Schwingungsanregungen im Bereich des Übertragungsmittels (28) angeordnet ist.The invention relates to a striking mechanism for a machine tool, which has a piston (30) which is connected via a means (32) with a drive (40) and with which a racket (26) by means of a transmission means (28) is drivable , DOLLAR A It is proposed that between the racket (26) and the drive (40) a decoupling element (36, 38, 30) for reducing vibration excitations in the region of the transmission means (28) is arranged.
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung geht aus von einem Schlagwerk, einer Kolbenvorrichtung sowie einer Werkzeugmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The Invention is based on a striking mechanism, a piston device and a machine tool according to the preambles of the independent claims.
Es sind Schlaghämmer mit einem in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor bekannt, mit dem über eine Antriebswelle ein Antrieb eines pneumatischen Schlagwerks antreibbar ist. Der Antrieb besitzt einen Kurbeltrieb, an dem ein Pleuel mit an einem exzentrisch angeordneten Bolzen schwenkbar gelagert ist. Der Pleuel ist auf der dem Kurbeltrieb abgewandten Seite schwenkbar mit einem Kolben verbunden. Über den Pleuel ist der mit einem Hammerrohr verschiebbar gelagerte Kolben bewegbar, und mit dem Kolben ist über ein Gaspolster ein im Hammerrohr verschiebbar gelagerter Schläger antreibbar. Bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens wird ein Luftpolster zwischen Kolben und Schläger komprimiert, wodurch der Schläger beschleunigt und mit hoher Geschwindigkeit auf einen Döpper trifft, der durch einen Stoß Energie an ein Werkzeug weiter leitet. Dies kann zu Schwingungsanregungen des Systems aus Werkzeugmaschine und Bediener führen.It are hammers with one in a housing arranged electric motor known with the via a drive shaft Drive a pneumatic percussion mechanism is driven. The drive has a crank mechanism on which a connecting rod with arranged on an eccentric Bolt is pivotally mounted. The connecting rod is on the crank drive turned away pivotally connected to a piston. On the Connecting rod is the displaceably mounted with a hammer tube pistons movable, and with the piston is a gas cushion in the hammer tube slidably mounted racket drivable. In the forward movement of the piston, an air cushion between the piston and racket is compressed, causing the bat accelerates and hits a striker at high speed, the energy through a push to a tool forwarded. This can lead to vibration excitations system of machine tool and operator.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Die Erfindung geht aus von einem Schlagwerk für eine Werkzeugmaschine, das einen Kolben aufweist, der über ein Mittel mit einem Antrieb verbunden ist und mit dem ein Schläger mittels eines Übertragungsmittels antreibbar ist.The Invention is based on a striking mechanism for a machine tool, the having a piston over a means is connected to a drive and with a racket by means of a transmission means is drivable.
Es wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Schläger und dem Antrieb ein Entkopplungselement zum Vermindern von Schwingungsanregungen, die aus einem Bereich des Übertragungsmittels entstehen, angeordnet ist. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Reduktion der Schwingungsbelastung der Werkzeugmaschine, wobei die Lebensdauer verlängert werden kann. Kosteneinsparungen durch günstigere Bauteile sowie durch Wegfall anderer schwingungsmindernder Bauteile sind möglich. Ein Druck, der zwischen Kolben und Schläger entsteht, führt zu einer Schwingungsanregung eines Systems Bohrhammer-Bediener. Ein Maß für die Höhe der Schwingungsanregung ist der Maximaldruck. Durch die Erfindung kann der Maximaldruck erheblich reduziert werden, wobei eine Anstoßgeschwindigkeit des Kolbens, der ein Maß für eine Bohrleistung ist, im wesentlichen unverändert bleibt. Je nach vorherrschender Stoßziffer kann die Anstoßgeschwindigkeit sogar erhöht sein und damit die Bohrleistung verbessert werden. Infolge der Entkopplung kann vermieden werden, höherfrequente Anteile des Druckverlaufs, insbesondere Druckspitzen, an den Antrieb und damit an das Gehäuse und den Bediener weiterzuleiten. Die Schwingungsbelastung des Be dieners wird vermindert. Besonders bevorzugt ist das Entkopplungselement zwischen Übertragungsmittel und Antrieb angeordnet.It It is proposed that between the racket and the drive a decoupling element for Reducing vibrational excitations arising from a region of the transmission means arise, is arranged. This allows an advantageous reduction the vibration load of the machine tool, the life be extended can. Cost savings through cheaper components and by eliminating other vibration-reducing components possible. A pressure, which arises between piston and racket, leads to a vibration excitation of a system Rotary Hammer Operator. A measure of the amount of vibration excitation is the maximum pressure. By the invention, the maximum pressure be significantly reduced, with an abutment speed of the piston, a measure of drilling performance is essentially unchanged remains. Depending on the prevailing impact rate, the launch speed may be even increased be and thus the drilling performance can be improved. As a result of the decoupling can be avoided, higher frequency Shares of the pressure curve, in particular pressure peaks, to the drive and thus to the housing and forward the operator. The vibration load of the Be dieners is reduced. Particularly preferred is the decoupling element between transmission means and drive arranged.
Vorzugsweise ist das Entkopplungselement als elastisches Element ausgebildet, das weicher ist als der Schläger oder der Kolben, insbesondere weicher als der Körper, auf dem es aufgebracht oder mit dem es verbunden ist. Zur wirkungsvollen Verminderung von Schwingungsanregungen wird vorzugsweise ein Elastomerwerkstoff oder eine Feder eingesetzt. Durch eine geeignete Materialwahl können die elastischen Eigenschaften des Schwingungssystems zwischen Schläger und Antrieb gezielt beeinflusst werden. Ein typischer Wert für das Elastizitätsmodul üblicher Edelstähle liegt beispielsweise um 200 GPa. Günstig ist, ein Material für das Entkopplungselement auszuwählen, das ein Elastizitätsmodul von weniger als 10 GPa aufweist. Vorteilhaft weist das Material ein Elastizitätsmodul von weniger als 1 GPa auf. Bevorzugt weist das Material ein Elastizitätsmodul zwischen 1 und 1000 MPa, besonders bevorzugt zwischen 1 und 100 MPa auf. Ein bevorzugtes Elastomer weist ein Elastizitätsmodul zwischen 4 bis 20 MPa auf. Ein bevorzugter Thermoplast weist ein Elastizitätsmodul zwischen 300 und 5000 MPa auf.Preferably the decoupling element is designed as an elastic element, that is softer than the bat or the piston, in particular softer than the body on which it is applied or to which it is connected. For the effective reduction of Vibration excitations is preferably an elastomeric material or a spring inserted. By a suitable choice of material, the elastic Characteristics of the vibration system between bat and Drive can be influenced specifically. A typical value for the modulus of elasticity more usual stainless steels is for example around 200 GPa. Conveniently, a material for the decoupling element select that's a modulus of elasticity of less than 10 GPa. Advantageously, the material a modulus of elasticity less than 1 GPa. The material preferably has a modulus of elasticity between 1 and 1000 MPa, more preferably between 1 and 100 MPa on. A preferred elastomer has a modulus of elasticity between 4 to 20 MPa. A preferred thermoplastic has a modulus of elasticity between 300 and 5000 MPa.
Ist das Entkopplungselement zwischen dem Mittel und dem Kolben angeordnet, kann die Entkopplung auf der Antriebsseite des Kolbens vorgesehen werden, ohne dass das eigentliche Schläger-Kolben-System verändert wird. Bevorzugt ist das Entkopplungselement eine Feder in der Art einer Schraubenfeder oder Spiralfeder. Eine derartige Feder kann über weite Bereiche gestaucht und ausgedehnt werden und ist daher weicher als ein kompakter Festkörper. Es kann auch eine Feder in der Art einer Blattfeder oder eines Federpakets vorgesehen sein.is the decoupling element is arranged between the means and the piston, the decoupling can be provided on the drive side of the piston without changing the actual club-piston system. Preferably, the decoupling element is a spring in the manner of a helical spring or spiral spring. Such a spring can be compressed over wide areas and expand and is therefore softer than a compact solid. It may also be a spring in the manner of a leaf spring or a spring package be provided.
Ist das Entkopplungselement auf einer dem Übertragungsmittel zugewandten Stirnseite des Kolbens angeordnet, kann der Antrieb in gewohnter Weise an den Kolben angebunden sein. Der Kolben kann leicht ausgetauscht werden, so dass ein solches Entkopplungselement nachgerüstet oder ausgetauscht werden kann.is the decoupling element facing on a transmission means Front of the piston, the drive can be used in the usual Be attached to the piston way. The piston can be easily replaced be retrofitted so that such a decoupling element or can be exchanged.
Ist das Entkopplungselement auf einer dem Übertragungsmittel zugewandten Stirnseite des Schlägers angeordnet, kann eine Verminderung von Schwingungsanregungen am Schläger vorgenommen werden, und Antrieb und Kolben können konventionell ausgeführt sein. Es können die verschiedenen Maßnahmen allerdings auch alle oder zum Teil miteinander kombiniert werden.is the decoupling element facing on a transmission means Front side of the racket arranged, can be a reduction of vibration excitations at bat can be made, and drive and piston can be carried out conventionally. It can the different measures However, all or some of them are combined.
Ist das Entkopplungselement durch einen elastischen Belag gebildet, kann dieser Belag mit einfachen Mitteln auf eine Stirnseite des Kolbens oder des Schlägers oder auch auf einander zugewandte Stirnseiten von Kolben und Schläger aufgebracht werden. Der Belag kann ein Elastomerwerkstoff sein, der vorzugsweise aufvulkanisiert ist. Dies ermöglicht eine besonders gute Verbindung mit der Stirnfläche. Alternativ kann der Belag aufgeklebt oder genietet sein. Optional kann das Entkopplungselement eine Feder in der Art einer Blattfeder oder eines Federpakets sein, welches an einer oder mehreren Stirnseiten angeordnet ist. Ebenso kann ein Belag aus Elastomerwerkstoff auf einer Stirnfläche von Kolben oder Schläger und ein Belag mit Feder oder Federpaket auf der Stirnseite des damit korrespondierenden Elements, also Schläger oder Kolben, vorgesehen sein.is the decoupling element is formed by an elastic covering, Can this covering with simple means on a front page of the Piston or racket or also be applied to facing end faces of the piston and racket. The pad may be an elastomeric material, which preferably vulcanized is. This allows a particularly good connection with the face. Alternatively, the flooring be glued or riveted. Optionally, the decoupling element a spring in the nature of a leaf spring or a spring package, which is arranged on one or more end faces. As well can be a lining of elastomeric material on a face of Pistons or clubs and a covering with spring or spring package on the front side of it corresponding element, so bat or piston provided be.
Ist das Entkopplungselement durch den Kolben selbst gebildet, ist eine besonders einfache Gestaltung möglich. Der Kolben kann ganz aus einem geeigneten Elastomer oder Kunststoff gebildet sein oder aus einem Material, dessen Elastizität größer ist als die des Schlägers und das insbesondere weicher ist als der Schläger.is the decoupling element formed by the piston itself is one particularly simple design possible. The piston can be made entirely of a suitable elastomer or plastic be formed or made of a material whose elasticity is greater than that of the bat and especially softer than the bat.
Ferner kann das Entkopplungselement unter Vorspannung eingebaut sein.Further the decoupling element can be installed under prestress.
Die Erfindung geht weiterhin aus von einer Kolbenvorrichtung für ein Schlagwerk, wobei ein Kolben eine erste Stirnseite aufweist, die einem Antrieb zuordenbar ist und eine zweite Stirnseite aufweist, die einem Übertragungsmittel zuordenbar ist.The Invention is furthermore based on a piston device for a striking mechanism, wherein a piston has a first end face that is assignable to a drive is and has a second end face, which is a transmission means is assignable.
Es wird vorgeschlagen, dass ein Entkopplungselement zum Vermindern von Schwingungsanregungen aus einem Bereich des Übertragungsmittels vorgesehen ist.It It is proposed that a decoupling element for reducing provided by vibration excitations from a region of the transmission means is.
Ist ein Entkopplungselement an zumindest einer der Stirnseiten des Kolbens vorgesehen, kann eine schwingungsvermindernde Einheit aus Kolben und Entkopplungselement gebildet werden, die günstig zu fertigen und einfach einzubauen ist.is a decoupling element on at least one of the end faces of the piston provided, a vibration-reducing unit of piston and Decoupling element are formed, which are inexpensive to manufacture and easy is to be installed.
Ist das Entkopplungselement als Feder ausgebildet, kann eine vorteilhafte Schwingungsverminderung zwischen Antrieb und Kolben bewirkt werden.is the decoupling element formed as a spring, can be an advantageous Vibration reduction between the drive and piston are effected.
Ist das Entkopplungselement als flächig auf dem Kolben aufgebrachter Belag ausgebildet, ist eine kompakte und effiziente Entkopplung möglich. Der Belag ist mit einfachen Mitteln zu fertigen. Der Belag kann ein weiches Material sein, das insbesondere weicher ist als der Körper, auf den es aufgebracht ist, beispielsweise der Kolben, oder das weicher ist als der Körper, mit dem der Körper, auf den das Material aufgebracht ist, zur Antriebsenergieübertragung zusammenwirkt, beispielsweise der Schläger. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Belag auch aus einer Feder, vorzugsweise als Blattfeder oder als entsprechendes Federpaket, ausgebildet sein.is the decoupling element as a flat formed on the piston applied coating is a compact and efficient decoupling possible. Of the Covering is easy to manufacture. The toppings can be soft material that is particularly softer than the body, on it is applied, such as the piston, or the softer is as the body, with the body, on which the material is applied, for driving energy transmission interacts, such as the bat. In an alternative Embodiment, the lining also from a spring, preferably be designed as a leaf spring or as a corresponding spring package.
Ist der Kolben selbst aus einem weichen, elastischen Material gebildet, ist eine besonders einfache Anordnung möglich.is the piston itself is made of a soft, elastic material, a particularly simple arrangement is possible.
Ferner wird eine Werkzeugmaschine vorgeschlagen, bei der zwischen einem Schläger und einem Antrieb ein Entkopplungselement zum Vermindern von Schwingungsanregungen aus einem Bereich des Übertragungsmittels angeordnet ist. Bevorzugt ist die Werkzeugmaschine ein handgeführter Bohrhammer oder ein handgeführter Bohrmeißel.Further is a machine tool proposed in which between a bat and a drive a decoupling element for reducing vibration excitations from an area of the transmission means is arranged. Preferably, the machine tool is a hand-held rotary hammer or a hand-held one Drill bit.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing are three embodiments represented the invention. The drawing, the description and the Claims included numerous features in combination. The skilled person will become the characteristics expediently also individually consider and summarize to meaningful further combinations.
Es zeigen:It demonstrate:
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments
Eine
bevorzugte Werkzeugmaschine
Zwischen
dem Schläger
Das
als elastischer Belag ausgebildete Entkopplungselement
Das
als elastischer Belag ausgebildete Entkopplungselement
- 1010
- Werkzeugmaschinemachine tool
- 1212
- Werkzeughaltertoolholder
- 1414
- WerkzeugTool
- 1616
- Arbeitsrichtungworking direction
- 1818
- GriffHandle
- 2020
- Handgriffhandle
- 2222
- Schlagwerkstriking mechanism
- 2424
- SchlagwerkrohrPercussion tube
- 2626
- Schlägerbat
- 2828
- Übertragungsmitteltransmission means
- 3030
- Kolbenpiston
- 3232
- Pleuelpleuel
- 3434
- DöpperDöpper
- 3636
- Entkopplungselementdecoupling element
- 3838
- Entkopplungselementdecoupling element
- 4040
- Antriebdrive
- 4242
- Drehrichtungdirection of rotation
- 4444
- Stirnseitefront
- 4646
- Vorspanneinheitbiasing unit
- 4848
- Vorspanneinheitbiasing unit
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