DE1814006C - Schlaggerät, bei welchem eine Schlagvorrichtung durch einen motorisch angetriebenen Kurbeltrieb betätigt wird - Google Patents

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

35 kungsgrad zu erzielen.

Schließlich sind noch zahlreiche Geräte dieser Art bekannt, die Federn zur Hin- und 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 her- 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 ATt 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 Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß sehe Patentschrift 255 977. Dabei sind die erwähnten der maximale Bewegungsabstand des Kolbens in dem Luftaustrittslöcher in dem Zylinder und in der Füh- 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 Kolbenweg 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 Gerät mit einem 2 bis Maximum erreicht hat, mit der gleichen Geschwin- 3 PS starken Motor auskommt und eine höhere Ardigkeit nach unten fährt wie der Zylinder. Dabei beitsfähigkeit zeigt als bekannte Drucklufthammer kommt es vor, daß der mit dem Kolben verbundene mit einem Gewicht von 50 kg. Außerdem hat sich Hammerbär den Kopf der Spitzhaue nicht erreicht, erwiesen, daß das erfindungsgemäße Gerät einen wodurch natürlich der Wirkungsgrad klein ist. 60 30 cm dicken Betonblock in 5 see durchschlagen Ein 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 Luftaustrittslöchern, daß 65 Wand des Zylinders angeordnet sind, und zwar ein

von ihnen ausgehende Risse auftreten, die zur Zer- oberer Satz und ein unterer Satz. Hierbei ist beson-

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

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

ist, dessen Ringraum nur an der Innenwand Verbin- auf, welche mit 11a, 116 und lic bezeichnet sind, dungslöcher aufweist, die einen Durchgang für die Am unteren Ende des Gehäuses 8 ist ein Bodenstück durch die Luftaustrittsfläche des Zylinders gedrückte 18 angeschraubt, in welches das Werkzeug, im vorLuft zum Ringraum ermöglichen. Dadurch wird vor liegenden Falle eine Spitzhaue 19, einsetzbar ist. Mit allem erreicht, daß der Verschleiß an den Luftaus- 5 20 ist ein aus Flacheisen gebildeter Bügel bezeichnet, trittslöchern, 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 Außenluft 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- io nächst die Spitzhaue 19 in das Bodenstück 18 einraum, wodurch ein übermäßiger Verschleiß der Luft- geführt, wobei sie von oben auf den zu brechenden austritislöeher verhindert ist. Dies gilt auch dann, Betonblock oder ein anderes sperriges Werkstück wenn die Luftaustrittslöcher mit Innenteilen des Ge- aufgesetzt wird. Nun wird der Welle der beiden rätes in Verbindung stehen. In der Regel wird mit Ritzel 1 das Drehmoment zugeführt und damit der sehr hohen Drücken von 20 bis 25 atü gearbeitet, so 15 Kurbeltrieb 3, 5 in Betrieb genommen, so daß der daß eine geringfügige Undichtigkeü den Wirkungs- Zylinder 9 eine Auf- und Abbewegung ausführt. Hiergrad nicht merklich herabsetzt. bei bewegen sich die Luftvolumina, die sich oberhalb

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

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

eines Ausführungsbeispieles unter Hinweis auf die 20 den Weg über die Verbindungslöcher 11 α und 11 b

Zeichnung. In dieser zeigt sowie den Hohlraum 17 nehmen. Wenn 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-

F i g. 3 sechs schemätische Darstellungen zur Er- as 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. Die 30 zu dem Luftkissen, welches sich jeweils zwischen

Kurbelscheibe 3 ist mit Zahnrädern 2 fest verbunden, den Endflächen und den Zylinderflächen 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- lungen veranschaulicht.

irischen oder Verbrennungskraftmotor angetrieben 35 In F i g. 1 der Zeichnung als auch im Diagramm I 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 seinen unteren werden soll, beispielsweise Vemietungsarbeiten mit Totpunkt hat. Die Spitzhaue ist auf das Werkstück kleinen Nieten oder Einschlagen von Nägeln kann aufgesetzt, und zwischen dem Zylinderboden und ein 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.) <5 bezeichneter Luftraum (F i g. 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 Außenluft verbunden, 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 11a. Bewegt sich nun der zwischen der äußeren und inneren Wand befindet Kurbeltrieb in Pfeilrichtung (F i g. 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. 1) ebenfalls nach oben wandern und

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

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

mit einem Stirndeckel 10 des Zylinders 9 verbindet. Der Kolben 14 blieb auf Grund seines Gewichts zu-

Der Zylinder 9 ist gegen die Innenwand des Gehäu- nächst in der in F i g. 1 und F i g. 3, I dargestellten

ses 8 durch den Stirndeckel 10 und den nicht näher Lage. Aber auch bei weiterer Bewegung des Zylin-

bezeichneten Zylinderboden luftdicht abgestützt, ders 9 wird der Kolben zunächst nicht gehoben, da

während der Zylinderdurchmesser zwischen den bei- 55 die im Luftkissen befindliche Luft durch das Kolben-

den genannten Teilen etwas kleiner ist, wie weiter gewicht komprimiert wird, wobei der Druck nicht

unten des näheren erläutert. ausreicht, um das Gewicht des Kolbens zu überwin-

In diesem Teil besteht also zwischen dem Zylin- den.

der 9 und der Innenwand des Gehäuses 8 ein Hohl- Dieser Zustand bleibt praktisch bestehen, bis der raum 13. Im Zylinder 9 ist ein Kolben 14, welcher 60 Zylinder die in F i g. 3 Diagramm II dargestellte eran seinem unteren Ende fest mit einem Schlagbären reicht hat. In diesem Zeitpunkt haben aber auch die 15 verbunden ist, frei beweglich angeordnet. Der öffnungen 16' die Stirnseite des Kolbens 14 erreicht Schlagbär 15 ist durch eine öffnung im Zylinder- und hierdurch strömt in den oberen Teil des Zylinboden nach außen geführt, wo er mit dem Werkzeug ders genügend Luft, um diesen Raum zu füllen, der in Kontakt kommt. Im unteren Teil des Zylinders 9 65 nun praktisch mit der Außenluft verbunden ist. Besind in gleicher Höhe einige öffnungen 16, ebenso wegt sich nun der Kurbeltrieb über den in Fig. 3, II im oberen Teil einige öffnungen 16' angeordnet. dargestellten Zustand weiter nach aufwärts, dann Auch die Innenwand des Trägers 8 weist öffnungen nimmt der Boden des Zylinders den Kolben 14 mit

der darin komprimierten Luft mit, und zwar bis der obere Totpunkt des Kurbeltriebes gemäß F i g. 3, III erreicht ist. Von diesem Totpunkt an beginnt der Kurbeltrieb sich aus der Totlage zu bewegen, d. h. den Zylinder 9 nach unten zu führen; die Aufwärtsbewegung des Kolbens 14 ist jedoch noch nicht beendet, da er durch seine kinetische Energie und die unterhalb (im Luftkissen) komprimierte Luft 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, W) 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 aufzuschlagen hat, muß eine hohe kinetische 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 Aufwärtsbewegung 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 6 die halbe Länge des Kurbeltriebes ist (Mittelpunkt des Exzenterzapfens 5 zum Mittelpunkt der Kurbelschcibe 3).

Die Aussparungen 4 in der Kurbelscheibe 3 (nahe dem Exzenterzapfen 5) haben nicht nur die Aufgabe, eine Auswuchlung zu bewirken, sondern auch den Rückstoß auf den Rcdienungsmann des Werkzeuges beim Aufschlag des Kolbens bzw. Schlagbaren herabzumindern. Die am Rückstoß beteiligten Massen sind dann lediglich: der leichte Zylinder 9, der Pleuel 12, und der ausgesparte Teil der Kurbelscheibe 3 im Exzenterzapfen 5, während die nach unten gehende, also im Rückschlag entgegenwirkende Masse, aus dem vollen Teil der Kurbelscheibe 3 besteht.

Zusammenfassend ist bezüglich der Wirkungsweise und der Vorteile der 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, TV 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 ^a0 durch die hohe Geschwindigkeit entwickelte kinetische 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 er^a5 heblich 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 aufeinandergleitenden 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 aufge-

fangen, da das zwischen Zylinder 9 und Kolben 14 eingeschlossene Luftkissen den Prellschbg dämpft. Durch diese Schonung der wichtigen beweglichen Teile kann man eine stoßfreie schnelle Arbeit ermöglichen, trotzdem eine be-

sonders 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 drehen-

den Teile diametral entgegengesetzt dem Schwerpunkt des Exzenterzanfens 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 50Vg Gewicht. Es hat sich erwiesen, daß das neae 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 man eine Ringnut Patentansprüche: an der Innenwand des Zylinders angeordnet hat, die in der Druckausgleichsstellung ein ringförmiges

1. Schlaggerät, bei welchem eine Schlagvor- 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-

' Kolben verbundenen hin- und hergehenden nuten mit dem Hammerinnenraum in Verbindung Hammerbären, der durch Luftpolster mit Luft- steht. Dadurch ergibt sich nun aber wieder der Nachaustrittslöchern mit dem hin- und hergehenden, teil, daß der erzielbare Höchstdruck stark beals Zylinder ausgebildeten Antriebskörper ver- io grenzt ist.

bunden ist, dadurch gekennzeichnet, Bei anderen bekannten Schlaggeräten dieser Art

daß der maximale Bewegiuigsabstand (ß) des . ist eine Verbindungsmöglichkeit durch die erwähnten Kolbens (14) in dem Zylinder (9) etwas kleiner ist Luftaustrittslöchsr mit dem Kurbelgehäuse des Kurais der halbe Hub des Kurbeltriebes (0 bis 5). beltriebes 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, 16') in der Wand des Zylinders (9) gen vorgeschlagen worden, bei denen mit Ventilen angeordnet sind, und zwar ein oberer Satz (16') zur Steuerung der Luft gearbeitet wird, siehe bei- und ein unterer Satz (16). spielswewe die USA.-Patentschrift 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 (17) nur an liegt der Aufwand für den Betrieb dieser Einrichtunder Innenwand Verbindungslöcher (Ha, Hb, gen gleichfalls hoch.

11 c) aufweist, die einen Durchgang für die durch 25 Weiter ist bekannt, den frei fliegenden Schlagkoldie Luftaustrittslöcher (16, 160 ^des Zylinders (9) ben lediglich durch Saugwirkung rückwärts zu begedrückte Luft zum Ringraum ermöglichen. wegen und dessen Innenraum vom Schlagkolben

4. Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch ge- durch Kanäle in der gegenseitigen Stellung der KoI-kennzeichnet, daß der Unterschied zwischen der ben mit dem Ausgleichraum zu verbinden, siehe bei-Achslänge des Zylinders (9) und 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, Kurbeltriebes. zumal die Drücke einerseits nicht allzu hoch sein