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Die Erfindung betrifft ein druckluftbetriebenes Schlagwerkzeug mit
einem druckluftbeaufschlagten, in einem Zylinder gleitbaren Antriebskolben und einem
vom Antriebskolben angetriebenen und im Zylinder gleitbaren Schlagkolben, der die
Schlagkraft auf ein oder mehrere Arbeitswerkzeuge überträgt, das bzw. die in einem
im Werkzeugvorderteil längsverschiebbar angeordneten Tragkolben gleitend gelagert
ist bzw. sind, wobei der Tragkolben bei seiner Rückwärtsbewegung das bzw. die Arbeitswerkzeuge
mitnimmt.
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Derartige auch als Abklopfwerkzeuge bzw. Abklopfhämmer bekannte Schlagwerkzeuge
weisen in der Regel ein Bündel von Schlagstiften auf, die mit hoher Geschwindigkeit
hin- und herbewegt werden, so daß die Schlagstifte auf eine zu bearbeitende Oberfläche
etwa wie schnell auf die Oberfläche auftreffende Kügelchen wirken.
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Bei einem bekannten Schlagwerkzeug dieser Art ist der bewegliche,
die Arbeitswerkzeuge haltende Tragkolben bzw. Werkzeugträger von einer Feder abgestützt,
durch die der Tragkolben und damit auch die Arbeitswerkzeuge nach erfolgtem Schlag-
bzw. Arbeitshub wieder in die Normallage zurückgeholt werden; diese Feder wird beim
Vorwärts- bzw. Arbeitshub des Tragkolbens zusammengedrückt, wodurch in ihr die für
die Rückwärtsbewegung des Tragkolbens und damit der Arbeitswerkzeuge notwendige
Energie gespeichert wird. Infolgedessen wird ein Teil der Antriebskraft des Antriebskolbens
für das Zusammendrücken der Feder bzw. Rückholfeder mit dem Ergebnis verbraucht,
daß sowohl Schlagkraft als auch Antriebskraft verlorengehen. Da die Feder außerdem
mit hoher Frequenz beansprucht, nämlich zusammengedrückt und wieder entspannt wird,
treten sehr schnell Beschädigungen und Fehler an der Rückholfeder ein, was sowohl
unter Berücksichtigung der Materialkosten als auch der unerwünschten Stillstandszeiten
bzw. Totzeiten des Schlagwerkzeuges bei dem erforderlich werdenden Austausch der
Rückholfeder unerwünscht und nachteilig ist.
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Bei einer anderen bekannten Hämmervorriichtung zur Behandlung von
Metallflächen od. dgl., z. B. zum Entrosten, sind die die Arbeitswerkzeuge bildenden
Schlagstifte verschiebbar in einer Führungsscheibe gelagert; die Schlagstifte, werden
unter Zwischenschaltung eines Gummipolsters von einem Schlagkolben angetrieben.
Auch bei dieser bekannten Vorrichtung sind Rückholfedem vorgesehen, um die Schlagstifte
jeweils wieder in ihre Ausgangs- bzw. Normalstellung zurückzuholen, so daß sich
auch diese bekannte Vorrichtung bezüglich der ihr anhaftenden Nachteile nicht von
der zuerst beschriebenen bekannten Vorrichtung unterscheidet.
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Bei einem anderen bekannten druckluftbetätigten Schlagwerkzeug bzw.
Abklopfwerkzeug ist jedem einzelnen Arbeitswerkzeug bzw. Schlagstift ein gesonderter,
in einem Führungsrohr hin- und herbeweb licher Schlagkolben zugeordnet, wobei jeder
dieser Schlagkolben beidseitig mit Druckluft beaufschlagbar ist, um dem Kolben die
hin- und hergehende Bewegung zu erteilen. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch
keine zwangläufige Rückstellbewegung der einzelnen Schlagstifte in die Normalstellung
gewährleistet, nachdem die einzelnen Schlagstifte durch die jeweiligen Kolben in
Vorwärtsrichtung angetrieben worden sind, so daß eine zuverlässige Betriebsweise
dieser bekannten Vorrichtung nicht gewährleistet ist. Es sind weiterhin verschiedene
Schlagwerkzeuge bekannt, bei denen ein hin- und hergehender Antriebskörper verwendet
wird, dessen Antrieb über Kurbelwellen, Kurbelzapfen od. dgl. erfolgt, wobei häufig
auch noch Rückholfedern mit allen derartigen Rückholorganen anhaftenden, oben beschriebenen
Nachteilen vorhanden sind. Die Art des Zurückholens des bzw. der Arbeitswerkzeuge,
wie sie bei Geräten, die über Kurbeltrieb angetrieben werden, möglich ist, läßt
sich jedoch nicht auf rein druckluftbeaufschlagte Geräte übertragen, so daß dem
Fachmann durch diese bekannten Geräte auch keine Anregung gegeben werden kann, wie
druckluftbeaufschlagte Geräte zu gestalten sind. Von der Fachwelt ist bereits seit
langem erkannt worden, daß sowohl bei mechanisch betriebenen als auch bei druckluftbeaufschlagten
Schlagwerkzeugen die Verwendung mechanischer Federelemente unvorteilhaft ist, ohne
daß bisher jedoch ein wirksamer und zuverlässiger Weg vorgeschlagen worden ist,
wie derartige Rückholfedem vermieden werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein druckluftbetriebenes
Schlagwerkzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem eine zwangläufige
Rückwärtsbewegung des bzw. der Arbeitswerkzeuge ohne Verwendung von Rückholfedem
gewährleistet ist.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird ein druckluftbetriebenes
Schlagwerkzeug vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in vorgetriebener
Position des Tragkolbens eine im wesentlichen geschlossene, unterhalb des Tragkolbens
liegende Kammer über in der Wand des Zylinders angeordnete Luftkanäle mit der Druckluftquelle
für den Antrieb des Antriebkolbens und der Zylinderraum oberhalb des Tragkolbens
und des Schlagkolbens über eine Öffnung mit der Atmosphäre in Verbindung stehen,
daß eine weitere Öffnung in der Zylinderwand vorgesehen ist, die während der Rückwärtsbewegung
von Tragkolben, Arbeitswerkzeugen und Schlagkolben zwischen Tragkolben und Schlagkolben
zur Atmosphäre frei wird und außerdem die Verbindung zwischen der Kammer und der
Druckluftquelle unterbrochen wird, und daß im Tragkolben zur Atmosphäre offene Mündungen
derart angeordnet sind, daß gegen Ende der Rückwärtsbewegung des Tragkolbens die
Kammer zur Atmosphäre geöffnet wird.
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Bei der erfindungsgemäßen -Vorrichtung erfolgt das Zurückführen des
oder der Arbeitswerkzeuge in die Normallage durch die Kraft -der-Druckluft, die
zum Vorwärtstreiben des Arbeitswerkzeuges verwendet wird; so daß einmal die ansonsten
verwendeten Rückholfedern wegfallen können, was gemäß den obigen Ausführungen in
mehrfacher Weise vorteilhaft ist.
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Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben,
in denen eine mögliche Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt F
i g.1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Schlagwerkzeuges, F i g. 2 eine der
F i g.1 ähnliche Ansicht, wobei sich die beweglichen Teile in Normalstellung befinden
und
F i g. 3 eine weitere Ansicht, die die beweglichen Teile in
der Schlag- bzw. Arbeitsstellung zeigt.
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Das in den Zeichnungen dargestellte Schlagwerkzeug weist einen auch
als Handgriff dienenden Zylinder 1 auf, in dessen hinteres Ende eine Verschlußplatte
24 eingeschraubt ist. An die Verschlußplatte 24 ist abnehmbar ein Druckluftanschluß
23 angeschlossen, der in einen in der Verschlußplatte 24 angeordneten Luftdurchlaß
mündet. An das vordere Ende des Zylinders 1 ist mittels Gewinderingen 28, 29 ein
weiterer Zylinder 2 angeschlossen. In den Wänden der Zylinder 1 und 2 sind in Längsrichtung
verlaufende, aneinander anschließende Luftkanäle 3 und 4 vorgesehen. Zur Steuerung
der Druckluftzufuhr zu den Luftkanälen 3 und 4 durch einen in der Verschlußplatte
24 angeordneten Luftdurchlaß 26
dient eine nicht zum Gegenstand der
Erfindung gehörende, in F i g.1 schematisch dargestellte Ventilanordnung, die über
einen Betätigungshebel ? betätigbar ist, welcher an der Verschlußplatte 24 verschwenkbar
befestigt ist. Durch Betätigung des Hebels 7 wird das Ventil geöffnet und die Verbindung
zwischen dem Druckluftanschluß 23 und dem Luftkanal 3 hergestellt. Innerhalb des
Zylinders 1 ist ein Antriebskolben 9 verschiebbar geführt, der mit einer zum hinteren
Ende des Antriebskolbens 9 hin offenen Innenbohrung 11 versehen ist. Das
vordere Ende des Antriebskolbens 9 hat einen relativ zum hinteren Ende des Antriebskolbens
reduzierten Durchmesser, so daß sich zwischen dem vorderen Ende des Antriebskolbens
und der Innenwand des Zylinders 1 ein Ringraum 10 befindet, der durch einen
Durchlaß 8
in der Wand des Zylinders 1 mit dem Luftkanal 3 verbunden ist.
Der Antriebskolben 9 ist mit seinem hinteren und seinem vorderen Ende abdichtend
in dem Zylinder 1 geführt, wodurch gleichzeitig eine Abdichtung des Ringraums
10 gebildet ist. Der Antriebskolben 9 ist mit Luftdurchlässen
30 versehen, die die Innenbohrung 11 mit dem Ringraum 10 verbinden. In der
in F i g. 2 dargestellten Normalstellung des Antriebskolbens 9 sind die Luftdurchlässe
30 zum Ringraum 10 hin offen, während bei der in F i g. 3 dargestellten Stellung
des Kolbens 9 am Ende des Vorwärts- bzw. Arbeitshubes desselben die Luftdurchlässe
30 durch die Öffnung 20 in der Wand des Zylinders 2 zur Atmosphäre hin offen sind.
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Innerhalb des Zylinders 2 ist ein zylindrischer Tragkolben 14 verschiebbar
gelagert, der die Arbeitswerkzeuge bzw. Schlagstifte 12 trägt, welche relativ zum
Tragkolben 14 in Längsrichtung beweglich sind. Die Arbeitswerkzeuge 12 weisen einen
sich konisch erweiternden Kopf 13 auf, um zu verhindern, daß die Arbeitswerkzeuge
12 durch die sie aufnehmenden und führenden Bohrungen im Tragkolben 14 hindurchrutschen.
Die die Arbeitswerkzeuge 12 aufnehmenden und führenden Bohrungen im Tragkolben 14
sind zur Aufnahme der Köpfe 13 der Arbeitswerkzeuge 12 mit konischen Erweiterungen
versehen, derart, daß die hineren Enden der Köpfe 13 in der in F i g. 3 dargestellten
Arbeitsstellung in einer Ebene mit der hinteren Fläche des Tragkolbens 14 liegen.
Der Tragkolben 14 liegt gleitend und abdichtend gegen die Innenwand des Zylinderteils
2 an.
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Im Zylinderteil 2 ist außerdem ein zylindrischer Schlagkolben 15 beweglich
zwischen dem Antriebskolben 9 und dem Tragkolben 14 gelagert.
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Der an den Luftkanal 3 anschließende Luftkanal 4 in dem Zylinderteil
2 ist mit seinem vorderen Ende an eine ringförmige Ausnehmung 33 an der Innenseite
des Zylinders 2 angeschlossen. In dem zylin-. drischen Wandteil 31 des Tragkolbens
14 befindet sich eine ringförmige Kammer 16, die an ihrem vorderen Ende offen ist.
Die Ringkammer 16 steht über an ihrem hinteren Ende angeordnete Durchlässe 17 bei
der in den F i g. 1 und 3 dargestellten Stellung mit der ringförmigen Ausnehmung
33 in Verbindung, d. h. in der Stellung, in der der Schlagkolben 15 und damit der
Trägerkolben 14 mit den Arbeitswerkzeugen 12 betätigt bzw. angetrieben worden sind
und das Ende ihres Arbeits- bzw. Vorwärthubes erreicht haben.
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Der Tragkolben 14 ist mit einem zylindrischen Ansatz 32 geringeren
Durchmessers versehen, der an einem entsprechenden zylindrischen Wandteil des Zylinderteils
2 gleitend anliegt. Dieses Wandteil ist mit einer ringförmigen Schulter 18 versehen,
gegen die das zylindrische Wandteil 31 des Tragkolbens in der vorderen Endstellung
zur Anlage kommt. Bei der in F i g. 2 dargestellten rückwärtigen oder normalen Stellung
der einzelnen beweglichen Organe ist der zur Atmosphäre hin offene Innenraum des
Ansatzes 32 über Durchlässe 19 in der Wand des Ansatzes 32 mit dem sich zwischen
der Schulter 18 und der Stirnfläche des Wandteils 31 gebildeten Ringraums 36 in
Verbindung, der seinerseits mit der Ringkammer 16 in Verbindung steht. Die Kammer
zwischen dem Tragkolben 14 und dem Schlagkolben 15 steht normalerweise über die
Öffnung 21 in der Wand des Zylinderteils 2 mit der Atmosphäre in Verbindung, während
die Kammer 22 zwischen dem Schlagkolben 15 und dem Antriebskolben
9 über die Öffnung 20
zur Atmosphäre hin offen ist.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:
Beim Niederdrücken des Betätigungshebels 7 gelangt Druckluft in den Luftkanal
3, die durch die Durchlässe 8 und die Durchlässe 30 in die Innenbohrung 11 des Antriebskolbens
strömt. Dadurch wird der Antriebskolben 9 mit großer Kraft vorwärts getrieben und
schlägt auf den Schlagkolben 15, der seinerseits vorwärts getrieben wird, wodurch
die Arbeitswerkzeuge 12 und der Tragkolben 14 nach vorn geschleudert werden, so
daß die Arbeitswerkzeuge 12 die ihnen zugedachte Arbeit verrichten können. Gegen
Ende des Vorwärts-bzw. Schlaghubes werden die Durchlässe 19 durch die Führungswand
des Zylinders 2 geschlossen, wodurch eine gewisse Luftmenge in dem Ringraum 36 zwischen
der Schulter 18 und dem einen größeren Durchmesser aufweisenden Teil des Tragkolbens
14 eingeschlossen wird; auf diese Weise wird ein Luftpolster gebildet, dessen Dämpf-
bzw. Bremswirkung jedoch nicht so stark ist, daß dadurch die Schlagwirkung bzw.
Antriebskraft bedeutend verringert wird.
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Wenn der Tragkolben 14 das Ende seines Vorwärtshubes erreicht hat,
wird die Ringkammer 16 durch die Durchlässe 17 mit der ringförmigen Ausnehmung 33
und damit mit dem Luftkanal 4 verbunden (s. F i g.1 und 3), so daß nunmehr Druckluft
in die Ringkammer 16 strömt, was den Rückwärtshub bzw. die Rückwärtsbewegung des
Tragkolbens 14 zur Folge hat. Kurz nach Beginn dieses Rückwärtshubes werden die
Durchlässe 17 wieder geschlossen, wobei die in die Ringkammer 16 eingeströmte Druckluftmenge
jedoch ausreicht, um den Tragkolben 14 weiter zurückzubewegen, da der sich
an
das hintere Ende des Tragkolbens 14 anschließende Zylinderraum zur Atmosphäre hin
offen ist. Wenn die Durchlässe 19 im Ansatz 32 des Tragkolbens 14 die Schulter 18
passiert haben, ist die Ringkammer 16 zur Atmosphäre hin offen, so daß der Tragkolben
14 in seiner Rückwärtsbewegung abgestoppt wird. Wenn andererseits derAntriebskolben
9 das in F i g. 3 dargestellte Hubende erreicht hat, steht die Innenbohrung
11 über die Öffnung 20 mit der Atmosphäre in Verbindung, während der
Luftdurchlaß 8 durch den unteren Teil des Kolbens 9 geschlossen ist. Der Antriebskolben
kann somit entweder unter Schwerkraftwirkung oder durch den vom Tragkolben 14 zurückbewegten
Schlagkolben 15 zurückbewegt werden.
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Nachdem der Antriebskolben 9 wieder seine Ausgangsstellung erreicht
hat, wiederholt sich der beschriebene Bewegungsablauf so lange, wie der Betätigungshebel
7 niedergedrückt ist, d. h. so lange, wie der Luftkanal 3 mit Druckluft beaufschlagt
wird.