DE1814006B2 - Schlaggeraet, bei welchem eine schlagvorrichtung durch einen motorisch angetriebenen kurbeltrieb betaetigt wird - Google Patents

Description

dürfen, andererseits wird eine stets sehr gute Abdichtung erforderlich sein, um einen angemessenen Wir-

35 kungsgrid /u erzielen.

Schließlich sind noch zahlreiche Geräte dieser Art bekannt, die Federn zur Hin- rd Herbewegung des

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlaggerät, bei Schlagkolbens verwenden. In aller Regel sind diese

welchem eine Schlagvorrichtung durch einen moto- Federn aber nur etwa eine Stunde lang im Betrieb,

risch angetriebenen Kurbeltrieb betätigt wird, mit 40 weil sie dann entweder gebrochen oder erlahmt sind,

einem mit einem Kolben verbundenen hin- und hei Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter

gehenden Hammerbären, der durch Luftpolster mit Vermeidung der erwähnten Nachteile das Gerät der

Luftaustrittslöchern mit dem hin- und hergehenden eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß der

als Zylinder ausgebildeten Antriebskörper verbun- Hammerbär den Kopf der Spitzhaue in jedem Falle

den ist. 45 treffen kann, wodurch der Wirkungsgrad insgesamt

Es sind bereits eine sehr große Anzahl derartiger verbessert werden soll.

Schlaggeräte bekannt, siehe beispielsweise die deut- Zur Losung dieser Aufgabt ist vorgesehen. d;.ß sehe Patentschrift 255 977. Dabei sind die erwähnten der maximale Bewegungsabstand des Kolbt.ns in dem Luftaustrittslöchcr in dem Zylinder und in der Füll- Zylinder etwas kleiner ist als der halbe Hub des Kurrung so zueinander angebracht, daß sie nur am Hub- 50 beltriebes. Auf diese Weise wird der Kopf der Spitzende des Schlaghubes freigegeben werden, auf dem haue auch dann getroffen, wenn die Geschwindigkeit ganzen übrigen Kolbenwcg aber infolge der Verschie- des Kolbens ein Maximum erreicht hat bei gleicher bung der Teile gegeneinander abgeschlossen sind. Da- Geschwindigkeit des Zylinders. Wie Versuche gezeigt bei ergibt sich unter anderem der Fall, daß der KoI- haben, ist dadurch der Wirkungsgrad erheblich verben. wenn seine Geschwindigkeit nach unten ein 55 bessert, da ein 20 kg schweres (ieiät mit einem 2 bis Maximum erreicht hat, mit der gleichen G<· Itvvin- 1 PS starken Motor auskommt und einr >i<">hcrc Ardigke'it nach unten fälirt_ wie der Zylinder. Dabei beitsfähigkeit zeigt als bekannte Dru. althämmer kommt es vor, daß der mit dem Kolben verbundene mit einem Gewicht von 50 kg. Außerd. m hat sich Hammerbär den Kopf der Spitzhaue nicht erreicht, erwiesen, daß das erfindungsgerriäße Gerät einen wodurch natürlich der Wirkungsgrad klein ist. 60 30 cm dicken Betonblock in 5 see durchschlagen

Bin weiterer schwerwiegender Nachteil ergibt sich kann. Darüber hinaus ist die Lebensdauer wesentlich

dadurch^ daß der Verschleiß der bekannten Schlag- erhöht.

geräte dieser Art groß ist. Durch die Schlagbean- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vor-

spruchung entstehen nämlich so hohe Spannungs- gesehen, daß zwei Sätze der Luftaustrittslöcher in der

spitzen an den erwähnten Luftaustrittslöchcrn, daß ög Wand des Zylinders angeordnet sind, und zwar ein

vcm ihnen ausgehende Risse auftreten, die zur Zer« oberer Satz und ein unterer Satz, Hierbei ist beson*

störung des Schlaggerätes führen können, siehe die ders vorteilhaft, daß die Schlagvorrichtung in einem

deutsehe Patentschrift 1 057 028. Man hat dies da- doppelwandigen zylindrischen Gehäuse angeordnet

ist, dessen Ringraum mir an der Innenwand Verbin- auf, welche mil Uff, Mb und Hc bezeichnet sind. dungslöcher aufweist, dje einen Durchgang für die Am unteren Ende des Gehäuses 8 ist ein Bodenstück durch die Luftaustrit 418che des Zylinders gedrückte 18 angeschraubt, in. welches das Werkzeug, im var~ Luft zum Ringraum ermöglichen. Dadurch wird vor liegenden Falle eine Spitzhaue 19, einsetzbw ist. Mit allem erreicht, daß der Verschleiß an den LuftauG- 5 20 ist ein aus Flaeheisen gebildeter Buge! bezeichnet, trittsldchern, Risse u, dgl. vermieden werden, weil welcher über Federn 21 mit dem Bodenstück 18 fest die Luft in einen Ringraum geleitet wird- der keine verbunden ist und verhindern soll, daß das Werkzeug Verbindung mit der Außeniuft hat. Dadurch erfolgt 19 vor Arbeitsbeginn herausfällt, beim Ausströmen der Luft aus dem Zylinder gleich- Zwecks Benutzung des Schlaggerätes wird zuzeitig ein Zusammendrücken der Luft in dem Ring- iq nächst die Spitzhaue 19 in das Badenstück 18 einraum, wodurch ein übermäßiger Verschleiß der Luft- geführt, wobei sie von oben auf den zu brechenden austrittslocher verhindert ist. Dies gilt auch dann, Betonblock oder ein anderes sperriges Werkstück wenn die Luftaustrittslöcher mit Innenteilen des Ge- aufgesetzt wvd. Nun wird der Welle der beiden rätes in Verbindung stehen. In der Regel wird mit Ritzeil das Drehmoment zugeführt und damit der sehr hohen Drücken von 20 bis 25 atü gearbeitet, so 15 Kurbeltrieb 3, S in Betrieb genommen, so daß der daß eine geringfügige Undichtigkeit den Wirkungs- Zylinder 9 eine Auf- und Abbewegung ausführt. Hiergrad nicht merklich herabsetzt. bei bewegen sich die Luftvolumiiia, die sich oberhalb

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung und unterhalb des Zylinders befinden, abwechselnd

ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von einet Seite des Zylinders zur anderen, wobei sie

eines Ausführungsbeispieles unter Hinweis auf die zo den Weg über die Verbindung ··.- jeher Π α und lift

Zeichnung. In dieser zeigt sowie den Hohlraum 17 nehmen. Venn in dem Ge-

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Gerät, häuseaufbau 6. 8 für eine Verbindung mit der Außen-

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht luft gesorgt wird, ist der bei den Bewegungen des

von rechts und Zylinders entstehende Luftwiderstand in ausreichen-

I· i g. 3 sechs schematische Darstellungen zur Er- 25 dem Maße herabgesetzt. Obwohl der Kolben 14

läuterung der Arbeitsweise des Gerätes. nicht mit dem Kurbeltrieb kraftschlüssig verbunden

In einem Kopfstück 6 ist das Kurbelgetriebe unter- ist, macht er dennoch Auf- und Abbewegungen. und

gebracht, welches aus der Kurbelscheibe 3 und dem zwar im Verhältnis zu dem im Zylinder 9 vorhan-

Exzenterzapfen 5 besteht; zur Auswuchtung sind in denen Luftvolumen, genauer gesagt, im Verhältnis

der Kurbelscheibe 3 Aussparungen 4 vorgesehen. Dit 30 zu dem Luftkissen, welches sich jeweils zwischen

Kurbelschcibe 3 ist mit Zahnrädern 2 fest verbunden, den Endflächen und den Zylinderfläclien befindet,

die ihrerseits von je einem Ritzel 1 angetrieben wer- Die einzelnen Phasen der Bewegung sind in den

den. Die beiden Ritzel sitzen auf einer gemeinsamen Schaubildern der F i g. 3 für sechs verschiedene Stel-

Welle, die über einen Lagerkasten 7 von einem elek- hingen veranschaulicht.

frischen oder Verbrennungskraftmotor angetrieben 35 In Fig. 1 der Zeichnung als auch im Diagiamm 1 wird. (Für den Fall, daß das Schlaggerät gemäß vor- der F i g. 3 ist der Zylinder in seiner untersten Stelliegender Erfindung für leichte Arbeiten verwendet lung gezeichnet, wobei der Kurbeltrieb sein, η '.!nieren wurden soll, beispielsweise Vernietungsarbeiten mit Totpunkt hat. Die Spitzhaue ist auf das Werkstück kleinen Nieten oder Einschlagen von Nägeln kann aufgesetzt, und zwischen dem Zylinderboden und cm kleiner Elektromotor direkt an das Gerät, etwa 40 dem unteren Teil des Kolbens befindet sich ein mit an der Stelle des Lagerkastens 7 angesetzt werden.) Λ bezeichneter Luftraum (Fig. 3, I). Der Raum un-Das Kopfstück 6 sitzt auf einem doppelwandigen terhalb des Kolbens 14 ist noch durch einen kleinen zylindrischen Gehäuse 8, dessen äußere Wand als Teil der Öffnung 16 mit Außenlüi't verbanden, und Träger dient, während die innere Wand zur Führung zwar über den Hohlraum 13 die Löcher 110 und den des Zylinders 9 gemäß der Erfindung vorgesehen ist; 45 Hohlraum 17 die Löcher Πα. Bewegt sich nun der zwischen der äußeren und innc^n Wand befindet Kurbeltrieb in Pfeilrichtung (Fig. 3) so hebt er den sich ein Hohlraum 17 von kreisringförmigem Quer- Zylinder 9 um ein Stückchen an, so daß die Öffnunschnitt. gen 16 (F i g. I) ebenfalls nach oben wandern und

Der Zylinder 9 ist mit dem Kurbeltrieb durch einen nach einer ganz kurzen Strecke den Luftraum unter

Pleuel 12 verbunden, welcher den Exzenterzapfen 5 50 dem Kolben 14 vollkommen abdichten (Luftkissen),

mit einem Stirndcckel 10 des Zylinders 9 vorbinde;. Der Kolben 14 blieb auf Grund seines Gewichts zu-

Dcr Zylinder 9 ist gegen die Innenwand des Oehäu- nächst in der in Fig. 1 und Fig. 3, I dargestellten

ses 8 durch den Stirndcckel 10 und den nicht näher 1 age. Aber auch bei weiterer Bewegung des ZyIm-

be'eichneten Zylinderboden luftdicht abgestützt, ders 9 wird der Kolben zunächst nicht gehoben, da

während der Zylinderdurehmessor /wischen den bei- 55 die im luftkissen befindliche Luft durch das Kolben-

den genannten Teilen etwas kleiner ist. wie weiter gewicht komj rimiert wird, wobei der Druck nicht

unten dr~ "ibertn erläutert. ausreicht, um das Gewicht des Kolbens zu überwin-

In dl· ■■! Teil besteht also zwischen dem Zylin- den.

der9 un ' ! r Innenwand des GelätisesS ein Hohl- Dieser Zustand bleibt praktisch bestehen, bis cK ■· raum 13 ' 1 Zylinder 9 ist ein Kolben 14, welcher 60 Zylinder die in Fig. 3 Diagramm II dargestellte η

an seini nteren Ende fest mit einem !schlagbaren reicht hat. In diesem Zeitpunkt haben aber auch tli 15 vett Vn ist, frei beweglich angeordnet. Der Öffnungen 16' die Stirnseite des Kolbens 14 errek!

Schiagb 1> ist dur."ii eine öffnung im Zylinder- und hierdurch strömt in den oberen Teil des ZyIr boden 1 .uißert geführt, wo er mit dem Werkzeug ders genügend Luft, um diesen Raum zu füllen, d.

in Kon kommt. Im unteren Teil des Zylinders 9 65 nun praktisch mit der Außenluft verbunden ist. K-. sind in ·< her Höh,· einige öffnungen 16, ebenso wegt sich nun der Kurbeltrieb über den in F i g. 3. Ii

im obe Feil einige öffnungen 16' angeordnet. dargestellten Zustand weiter nach aufwärts, dir Auch c ! tnenwand des Trägers 8 weist öffnungen nimmt der Boden des Zylinders den Kolben 14 υ

der darin kömprinüerteri Luft mit,- Und zwar bis der obere Töfpünkt des Küfbeltfiebes geiriäß P ig; 3,- III erreicht ist; Von diesem Totpunkt an beginnt der Kurbeltrieb sielt aus der Tötläge zu bewegen; d. h_s den Zylinder 9 iiäch tfiiten zu führen;· die: Aufwarte bewegung des Kolbens 14 ist jedoch iiöch nickt be-³ endet* da er durch seihe kinetische Energie und die unterhalb (im Luftkissen) komprimierte läuft ihn weiterhin nach oben bewegt. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 14 und die Abwärtsbewegung des Zylinders 9 werden schließlich die öffnungen 16' geschlossen, und sobald der Kolben 14 mit der Stirnseite des Zylinders 9 zusammentrifft (F i g. 3. IV), ist die höchste Kompressionsstufe des oberen Luftkissens erreicht. Von dieser Stellung (F i g. 3, IV) beginnt nun die gemeinsame Abwärtsbewegung von Zylinder 9 und Kolben 14. Bei dieser Bewegung arbeiten somit drei Faktoren:

Das Gewicht des Kolbens 14, das Moment des Kurbeltriebes und der Druck der im oberen Luftkissen komprimierten Luft. Vorher war bereits der Druck des unteren Luftkissens aufgehoben worden, da der Kolben 14 in der in F i g. 3, IV gezeichneten Stellung bereits die Öffnungen 16 zum Teil freigegeben und den Luftraum unterhalb des Kolbens 14 mit der Außenluft in Verbindung gebracht hatte. Zylinder und Kolben bewegen sich nunmehr gemeinsam nach unten bis gemäß der Darstellung in F i g. 3, V der Kolben die unterste Stellung erreicht hat. Kurz vorher hat der Schlagbär 15 auf die Spitzhaue 19 aufgeschlagen. Dieses Spiel wiederholt sich nun wie in F i g. 3. VI dargestellt und mit jeder Drehung des Kurbeltriebes erfolgt ein Schlag auf das Werkzeug (Spitzhaue 19). um den Betonblock oder ähnlichen Gegenstand zu zerbrechen.

Durch die Bauart gemäß der Erfindung wird der Kurbeltrieb überhaupt nicht in Zusammenhang mit dem Aufschlagen des Schlagbären 15 auf das Werkzeug 19 gebracht. Dementsprechend kann auch der Zylinder 9 aus leichtem Material hergestellt werden. Lediglich der Kolben 14. der auf das Werkzeug 19 aufzuschlagen hat. muß eine hohe kinetisehe Energie entwickeln und muß daher so schwer wie möglich ausgeführt werden.

Bezüglich des über die Größe des Kolbens 14 hinausgehenden Volumens des Zylinders 9 ist folgendes zu sagen: Seine Aufgabe ist, wie schon gesagt, die Prellschläge durch Bildung eines Luftkissens abzufangen; oder die Luft durch die Öffnungen 16 wieder abzulassen. Es ist schwer, genau zu bestimmen, wie groß dieses Zusatzvolumen zur Erzeugung der bestmöglichen Pufferwirkung sein soll. Versuche haben gezeigt, daß eine zu große Abmessung des Zusatzvolumens die Anordnung sozusagen aus dem Takt bringt, indem der Kolben 14 seine Aufwärtsbewegnng wieder aufnimmt, bevor das Auftreffen auf das Werkzeug 19 erfolgt; hierdurch wird die Schlagkraft herabgesetzt Weitere Versuche haben gezeigt, daß die optimale Größe des zusätzlichen Volumens δ die halbe Länge des Kurbeltriebes ist (Mittelpunkt des Exzenterzapfens 5 zum Mittelpunkt der Kurbelscheibe 3).

Die Aussparungen 4 in der Kurbelscheibe 3 (nahe dem Exzenterzapfen 5) haben nicht nur die Aufgabe, eine Auswuchtung zu bewirken, sondern auch den Rückstoß auf den Bedienungsmann des Werkzeuges beim Aufschlag des Kolbens bzw. Schlagbären herabzumindern. Öle aiii Rückstoß beteiligten Massen sind dann lediglich:, der leichte Zylinder % der Pleuel 12, Und der ausgesparte TeU der Kiirbeiseheibe 3 Im" Exzentefzapfen 5, während die nach unten gehendej also im Rückschlag entgegenwirkeinde Masse* aus dem vollen Teil der KürbetscheibS 3 besteht,

Züsarnmenfässgiid ist bezuglich der Wirkungsweise und der Vorteile defi Erfindung nachstehendes zu sagen;

a) Der Kolben 14 und der Zylinder 9 werden wie in F i g. 3. II dargestellt, gemeinsam emporgehoben, wobei unterhalb des Zylinders 14 ein Luftkissen aus komprimierter Luft wirksam ist; der Kolben 14 und Zylinder 9 werden gemeinsam, wie in Fig. 3. IV und V gezeigt, nach unten bewegt, wobei das oberhalb des Zylinders 14 gebildete Luftkissen mitwirkt. Der Schlag auf das Werkzeug (Spitzhaue 19) wird also ausgeführt vom Schlagbären 15, dem Kolben 14. dessen durch die hohe Geschwindigkeit entwickelte kinetisehe Energie und dem Luftdruck, welcher oberhalb des Kolbens 14 herrscht. Es ist beachtlich, daß der Druck dieses Luftkissens hoch ist. und zwar über 20 bis 25 atü. ein Druck, der erheblich stärker ist als die ungefähr 7 atü. welche bei herkömmlichen Schlaggeräten (Drucklufthammer) auftreten.

b) Da der Kolben 14 frei beweglich in dem Zylinder 9 angeordnet ist. besteht keine Gefahr eines einseitigen Abscheuerns der aufeinanderaleitenden Flächen, so daß die Einzelteile lange Zeit gebrauchsfähig bleiben, d. h. die Abnutzung sehr gering ist. Im Gegensatz zu den mit Vakuum arbeitenden Schlaggeräten ist sogar eine geringe Abnutzung unschädlich, da auch bei einer solchen geringfügigen Änderung in einer mit derartig hohem Druck arbeitenden Vorrichtung die Wirksamkeit nicht merklich herabgesetzt wird.

c) Da der direkte Schlag auf das Werkzeug durch den Kolben 14 erfolgt und nicht durch den Zylinder 9. wird also der Stoß nicht von diesem und auch nicht vom Exzenterzapfen 5 aufgefangen, da das zwischen Zylinder 9 und Kolben 14 eingeschlossene Luftkissen den Prellschlag dämpft. Durch diese Schonung der wi htigen beweglichen Teile kann man eine stoßfreie schnelle Arbeit ermöglichen, trotzdem eine besonders starke Schlagkraft erzielt wird; wobei als besonderer Vorteil die geringe Leistung des Antriebsmotors hinzukommt.

d) Durch die Aussparungen 4 an der Kurbelscheibe 3 wird der Schwerpunkt der sich drehenden Teile diametral entgegengesetzt dem Schwerpunkt des Exzenterzapfens 5 verlegt, so daß der Rückstoß neutralisiert wird und daher das Gewicht des Gesamtgerätes erheblich herabgesetzt werden kann. Die aufgeführten Vorteile haben zur Folge, daß eine Ausrüstung von 20 kg mit einem 2 oder 3 PS starken Motor ausreicht, eine höhere Arbeitsfähigkeit aufzubringen als die bekannten Drucklufthämmer mit 50 kg Gewicht Es hat sich erwiesen, daß das neue Gerät einen 30 cm dicken Betonblock in 5 Sekunden durchschlagen kann und längere Lebensdauer hat als die herkömmlichen Geräte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

durch zu beseitigen versucht, daß ms?n eine Ringnut Patentansprüche; an der Innenwand des Zylinders angeordnet hat, die in der Druckausgleichsstellimg ein ringförmiges

1. Schlaggerät, bei welchem eine Scblagvor- Dichtglied des in dem Zylinder geführten Antriebsrichtung durch einen motorisch angetriebenen 5 organs überbrückt und die über hinter dem Dicht-Kurbeltrieb betätigt wird, mit einem mit einem glied auf dem Antriebsorgan vorgesehene Längs-IColben verbundenen hin- und hergehenden nuten mit dem Hammerinnenraum in Verbindung Hammerbären, der durch Luftpolster mit Luft- steht. Dadurch ergibt sieb niui <Aer wieder der Nachaustrittslöchem mit dem hin- und hergehenden, teil, daß der erzielbare HöcLstdruck ■stark beals Zylinder ausgebildeten Antriebskörper ver- 10 grenzt ist,

bunden ist, dadurch gekennzeichnet, Bei anderen bekannten Schlaggeräten dieser Art daß der maximale Bewegungsabstand (<5) des ist eine VerbindungsmögUchkeit durch die erwähnten Kolbens (14) in dem Zylinder (9) etwas kleiner ist Luftaustrittslöcher mii dem Kurbelgehäuse des Kurais der halbe Hub des Kurbeltriebes (0 bis 5). i/eltriebes vorgesehen, siehe die USA.-Patentschrift

2. Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 2 070 552. Dadurch ist aber das erwähnte Verschleißkennzeichnet, daß zwei Sätze der Luftaustritts- problem nicht gelöst. Es sind auch schon Einrichtunlöcher (16, 160 in der Wand des Zylinders (9) gen vorgeschlagen worden, bei denen mit Ventilen angeordnet -^;nd, und zwar ein oberer Satz (160 zur Steuerung der Luft geaibei'et wird, siehe bei- und ein uiuticr Satz (16). spielsweise die USA.-Patentschri.t 2 067 886. Diese

3. Schlaggerät nach Anspruch 1 oder 2, da- 20 zeichnet sich aber durch eine große Kompliziertheit durch gekennzeichnet, daß die Schlagvorrichtung aus. und infolge des hierbei auftretenden Verschleiin einem doppelwandigen zylindrischen Gehäuse ßes an den schnell arbeitenden Ventilsteuerteilen (8) angeordnet ist, dessen Ringraum (17J nur an liegt der Aufwand für den Betrieb dieser Einriehtunder Innenwand Verbindungslöcher (11a, lib, gen gleichfalls hoch.

lic) aufweist, die einen Durchgang für die durch 25 Weiter ist bekannt, den frei fließenden Sehlagkoldie Luftauslrittslöcher (16, 16') des Zylinders (9) ben lediglich durch Saugwirkung rückwärts zu begedrückte Luft zum Ringraum ermöglichen. wegen and dessen Inneiiraum vom Schlagkolben

4. Schluggerät nach Anspruch 1. dadurch ge- durch Kanäle in der gegenseitigen Stellu.ig der KoI-kennzeichnet, daß der Unterschied zwischen der ben mit den Ausgleichraum zu verbinden, siehe bei Achslärge des Zylinders (9) "nd der des Kolbens 30 spielsweise die deutsche Patentschrift 285 399. Auch (14) etwa so groß ist wie der halbe Hub des hierbei ist der Wirkungsgrad verhältnismäßig gering, K'irbeli iebes. zumal die Drücke eincseits nicht allzu hoch sein