DE1944018B2 - Durch Druckluft angetriebener Hammer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen durch Druck-Juft angetriebenen Hammer mit in einem Gehäuse geführten Schlagkolben, der auf einen Freikolben einwirkt.

Der erfindungsgemäße Hammer kann mit Erfolg in Bohrmaschinen, in verschiedenen Schlagwerkzeugen, wie Abbau-, Stemm-, Niet- und Stampf hämmern sowie in Schmiedehämmern verwendet werden.

Bei bisher bekannten Hämmern ergibt sich das Problem, daß sich der Schlagkolben sowie das zwisehen dem Arbeitswerkzeug angeordnete Zwischenglied beim Zusammenprall leicht verformen, wobei in diesen innere Spannungen entstehen. Damit diese Teile bis zum Augenblick des nächsten Zusammenpralls ihre ursprüngliche Form wiedererlangen können und von den inneren Spannungen freigesetzt werden können, werden sie aus Sonderstählen gefertigt. die einen großen Elastizitätsmodul aufweisen.

Bisher bekannte Hämmer weisen deswegen ein betrue htliches Gewicht und eine relativ geringe Leistung auf, auch sind sie in der Herstellung unwirtschaftlich, wobei auch die von diesen Hämmern auf das Bedienungspersonal übertragenen Vibrationen das aus gesundheitlichen Gründen zulässige Maß übersteigt.

Hs ist in diesem Zusammenhang bereits vorgeschlagen worden, die bekannten Schlagvorrichtungen dadurch zu verbessern, daß der Schlagkolben und das zwischen dem Arbeitswerkzeug angeordnete Zwischenelement aus Polymeren hergestellt wird (siehe insbesondere die l'SA.-Patentschrift 3 402776). Dic Praxis hat erwiesen, daß dadurch das Gv.wicht der Schlagvorrichtung vermindert, deren Herstellung verbilligt, die Vibrationen herabgesetzt und die Leistung gesteigert werden konnten.

Es ergab sich hierbei jedoch das Problem, daß die polymeien Stolle infolge ihrer Eigenschaften nur bis zu einer bestimmten Schlagfolge verwendet werden können. Ihre gegenübei dem Stahl verhältnismäßig hohen Relaxationseigenschaften führen da/u, daß die Polymere ihren ursprünglichen Zustand lediglich in eiiKT längeren Zeitspanne als Stahl wiederherstellen können, so daß die Teile zerstört werden, wenn die /wischen den Schlägen liegende Zeitspanne die zur Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes erforderliche Zeit uiiicischreitet. Auch hängt die Zeit der Wiederherstellung von der Größe der während des Schlages auftretenden Sp Innungen ab.

Aus den deutschen Patentschriften 227 605 und 1216 809 sind sogenannte Zusanimenprcssungs-Vakuumvorrichtunuen bekannt, bei denen die Luftkammer eben Kreuzkopf-Kolben mit dem Schlagkolben verbindet.

Derartige Vorrichtungen, bei denen der Schlagkclben kinematisch fest mit dem Antriebsmotor yerbunden ist, weisen jedoch den Nachteil auf, daß ein während des Arbeitszyklus seiner Hubbewegung Totpunkte aufweisender Kreuzkopf nicht die Rolle eines Schlagkolbens erfüllen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

verbesserten, durch Druckluft angetriebenen Harnmer zu schaffen, bei welchem der Schlagkolben und das zwischen diesem und dem Arbeitswerkzeug angeordnete Zwischenelement unter günstigeren dynamischen Verhältnissen zu arbeiten vermag und bei den Schlägen keinen bedeutenden inneren Spannungen ausgesetzt ist, wobei insbesondere die in diesen Teilen auftretende Erwärmung vermindert werden soll.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß zwischen

*° dem Schlagkolben und dem, die Schläge unmittelbar auf das Arbeitswerkzeug ausübenden Freikolben als elastisches Zwischenglied ein Luftpolster angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ergibt sich die vorteilhafte Wir-

*5 kung, daß durch das als elastisches Zwischenglied dienende Luftpolster nicht nur lediglich eine elastisehe Verbindung, sondern ein elastischer Dämpfer erzielt wird, mittels dessen von in diesem Zeitpunkt die aufgebrachte Energie aufweisenden Schlagkolben der

auf den Freikolben auszuübende Schlag übertragen wird, so daß sich im Augenblick der Übergabe des Schlages vom Schlagkolben auf den Freikolben der die sich speichernde kinematische Energie enthaltende Schlagkolben frei weiterzubewegen vermag.

Auch ist es vorteilhaft, daß dadurch, daß die Zeit der Übertragung der Schlagenergie über das Luftpolster von dessen »eometrischen Abmessungen abhängt, und somit nach Wunsch einstellbar ist. diese Zeitspanne um einige Größenordnungen kleiner ist, als

die bei bisher bekannten Vorrichtungen für das Zusammendrücken und Wiederausdehnen erforderliche Zeit. Es ist hierbei auch vorteilhaft, daß, wenn auch in gewissem Maße ein Übergang von kinetischer Energie des Schlagkolbens an das pneumatische

Luftpolster in Wärme auftritt, sich diese Wärme nicht weiter auszubreiten vermag, da von demjenigen Augenblick an, in welchem der Schlagkolben und der Freikolben sich mit gleicher Geschwindigkeit weiterbewegen, die Wärmeenergie erneut in kinetische

Energie des Freikolbens übergeht und auf das Arbeitswerkzeug übertragen wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.

In einem Gehäuse 1 ist ein Schlagkolben 2 angeordnet, der eine hin- und hergehende Bewegung unter der Einwirkung von Preßluft ausführt, für deren periodische Zuführung eine Luftverteilungseinrichtung3 vorgesehen ist, wobei als solche beliebige, für diesen Zweck geeignete Einrichtungen verwendet werden können. Im Gehäuse 1 ist ein Freikolben 4 angeordnet, der die Schläge vom Schlagkolben 2 aufnimmt und sie auf das Arbeitswerkzeug5 überträgt. Hierbei bildet sich zwischen dem Arbeitswerkzeug5 und dem Freikolben 4 durch den Zutritt von Preßluft aus Leerlaufkanälen 7 in den Hohlraum 8 ein Spalt 6.

Infolge des Schlages des Schlagkolbens 2 gegen

den Freikolben wird auf diesen die kinetische Ener-

|ie übertragen, so daß am Ende des Arbeitshubes ein Schlag auf den Schaft des Arbeitswerkzeuges 5 versetzt wird.

Im Unterschied zu bisher bekannten Hämmern, schlägt der Schlagkolben 2 nicht direkt auf den als JLwischenelement gestalteten Freikolben 4 auf, sondern über ein ein als elastisches Zwischenglied gestaltetes Luftpolster 9, das sich im vorderen Teil des Gehäuses 1 bildet, nachdem der Schlagkolben 2 die Austrittscffnungen 10 der Leerlaufkanäle 7 überdeckt hat. Auf diese Weise erfolgt ein »elastischer Schlag«, dessen Wirkungsgrad unter Berücksichtigung der Verluste im elastischen Glied 0,85 bis 0,95 beträgt. Die Übertragung des Schlages über das als elastisches Zwischenglied gestaltete Luftpolster 9 gibt die Möglichkeit, den Schlagkolben 2 praktisch aus jedem festen Werkstoff anfertigen zu können, der einen hohen Elastizitätsmodul aufweist, da der Schlagkolben 2 keine bedeutenden inneren Spannungen beim Schlag erleidet. Die Schlagkolben können so erfindungsgemäß aus herkömmlichem Glas-Kunst- $toff in Form von hohlen dünnwandigen Metallzylindern gestaltet sein.

Das als elastischer Dampfer wirkende Luftpolster bildet eine äußerst günstige Variante eines elastisehen Zwischengliedes, weil es praktisch schwer ist, einen elastischen Werkstoff oder eine Feder zu wählen, welche bei dynamischen Beanspruchungen gut arbeiten. Die Anwendung eines elastischen Materials oder einer Feder kann lediglich bei Vorrichtungen mit kleiner Leistung zweckmäßig sein.

Der erfindungsgemäße Hammer kann nicht nur bei Vorrichtungen mit polymeren Schlagteilen, sondern auch bei Vorrichtungen verwendet werden, bei denen der Schlagkolben 2 und der Freikolben 4 aus Stahl hergestellt sind.

Erfindungsgemäß wird es ermöglicht, den Freikolben 4 schwerer als den Schlagkolben 2 zu gestalten, welcher sich in diesem Falle mit höherer Geschwindigkeit bewegt, d. h. es werden die Schlaghäufigkeit und die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung erhöht. Obwohl dabei der Übertragungswert der Schlagenergie sinkt, ist keine Verminderung des Wirkungsgrades der Vorrichtung zu verzeichnen, weil die Energie des Schlagkolbenrücksprunges beim Leerlauf dieses Schlagkolbens ausgenutzt wird. Auch arbeitet der Schlagkolben unter erleichterten dynamischen Verhältnissen so, daß bei den Schlägen keine großen inneren Spannungen aufzutreten vermögen.

Der erfindungsgemäße Hammer weist, wie das die Praxis zeigt, eine hohe Produktivität der Leistung, eine niedrige Vibrationsamplirude sowie ein erheblich geringeres Gewicht auf, als bisher bekannte Vorrichtungen dieser Art.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Durch Druckluft angetriebener Hammer mit in einem Gehäuse geführten Schlagkolben, der auf einen Freikolben einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schlagkolben (2) und dem die Schläge unmittelbar auf das Arbeitswerkzeug ausübenden Freikolben (4) als elastisches Zwischenglied ein Luftpolster (9) angeordnet ist.