DE2403074B2 - Druckluftbetaetigtes schlagwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein druckluftbetätigtes Schlagwerkzeug mit einem am Gerätegehäuse angeordneten Handgriff sowie einem den Schlagmechanismus enthaltenden Werkzeuggehäuse und einer als Schwingungstilger wirkenden Feder-Zusatzmasse-Anordnung.

Zu den Werkzeugen, auf welche sich die Erfindung bezieht, gehören beispielsweise Preßlufthämmer, Preßluftstampfer, Preßluftbohrer sowie alle ähnlichen Geräte, bei denen es gilt, den Nachteil zu beheben, daß die bei der Arbeit entstehenden Schläge oder Schüttelbewegungen unmittelbar auf die Handgelenke und hiernach auf den Körper der damit hantierenden Person übertragen werden.

Wendet man die Gesetze der Schwingungslehre auf bekannte Schlagwerkzeuge mit einem mit dem Werkzeuggehäuse axial federbeweglich verbundenen Handgriff an, so erkennt man, daß bei diesen bekannten Schlagwerkzeugen nur dann eine ausreichende Herabsetzung der auf den Handgriff übertragenen Schläge und Schüttelbewegungen erreicht werden kann, wenn eine sogenannte tiefe Abstimmung zwischen dem b5 Werkzeuggehäuse und dem Handgriff durchgeführt wird, d. h. wenn der Handgriff mit einer großen Masse versehen wird und zwischen dem Werkzeuggehäuse und dem Handgriff eine weiche Feder angeordnet wird. Eine solche Anordnung ist jedoch bei den Schlagwerkzeugen herkömmlicher Art nicht möglich, da das Schlagwerkzeug zu groß und zu schwer würde.

Es sind Preßluftschlagwerkzeuge (DE-AS 15 03 193) bekannt, die mit einem den Schlagmechanismus enthaltenden Werkzeuggehäuse sowie einem über eine dämpfende Kolbenstangen-Zylinder-Baueinheit mit dem Gehäuse axial federbeweglich verbundenen Handgriff ausgestattet sind. Die den Griff abfedernde Baueinheit besteht aus einem mit Flüssigkeitsdämpfung arbeitenden Stoßdämpfer.

Es sind weiterhin Schlagwerkzeuge bekannt, die mit Schwingungsdämpfern ausgestattet sind, welche die schädlichen Schwingungen tilgen sollen. So ist aus der DE-AS 12 81 970 ein Schwingungstilger für Schlaghämmer bekannt, wobei ein Zusatzgewicht mit Feder vorgesehen ist. Die Feder ist an miteinander starr verbundene Antriebsteile angeschlossen, nämlich Antriebsgehäuse, den Schlagmechanismus enthaltendes Rohr und Werkzeug. Der Handgriff ist an dem Antriebsgehäuse befestigt.

Ein anderes schwingungstilgendes System für einen Schwinghammer zeigt die AT-PS 2 85 480. Der Schwinghammer weist mehrere, miteinander gekoppelte Schwingsysteme zur Übertragung der kinetischen Energie auf das Werkzeug auf. Die einzelnen Schwingsysteme, die jeweils aus einer Feder-Masse-Anordnung bestehen, sind auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt und werden durch elektromagnetische Erreger angetrieben. Durch diese Anordnung werden die Umkehrpunkte der Arbeitsamplituden gegenüber den Amplituden, die keine Arbeit abgeben, versetzt und das schwingende Werkzeug wirkt auf das bearbeitende Material in dem Zeitpunkt, in welchem die kinetische Energie noch relativ groß ist. Die Übertragung der Stöße an das äußere Gehäuse und somit auf den Handgriff soll durch Gummipuffer gedämpft werden.

In der DT-PS 10 11819 ist ein Preßlufthammer beschrieben, dessen Handgriff mit einer frequenzgleich, aber phasenverschieden zum Zylinder schwingbaren Ausgleichsmasse fest verbunden ist. Die Anordnung weist eine Ausgleichsmasse auf, die mit dem Handgriff fest verbunden ist. Durch die Ausgleichsmasse wird die Masse des Handgriffs vergrößert. Zwischen dem Werkzeuggehäuse und dem Handgriff kann nur dann eine tiefe Abstimmung erreicht werden, wenn die Ausgleichsmasse ausreichend groß ist.

Ein anderes bekanntes Druckluft-Schlaggerät nach der DE-AS 10 40 468 arbeitet mit einer Ausgleichsmasse (Ausgleichskolben). Bei diesem Gerät weist der Ausgleichskolben ein größeres Gewicht auf. Der Ausgleichskolben ist in entgegengesetzter Richtung als der Schlagkolben bewegbar. Die beiden Kolben sind mittels Membranen in dem Werkzeuggehäuse befestigt.

Ein Schlagwerkzeug, bei dem das Werkzeuggehäuse mit dem Handgriff fest verbunden ist, wobei im Werkzeuggehäuse eine axial federbeweglich angeordnete Zusatzmasse vorgesehen ist, ist aus der DE-PS 8 15 179 bekannt. Hierbei soli die Eigenfrequenz der Ausgleichsmasse der Schlagfrequenz einstellbar gemacht werden, wobei die Züsatzmasse als ein Reaktionselement funktioniert.

Schließlich zeigt die US-PS 28 75 731 ein druckmittelbetätigtes Schlagwerkzeug, dessen Werkzeughalter mit Hilfe mehrerer, hintereinander elastisch verbundener Reaktionselemente gegenüber dem Handgriff abgefedert ist. Die Konstruktion beruht auf dem Prinzip der

Anordnung von Federelementen zwischen dem Werkzeuggehäuse und dem Handgriff, durch die die Schwingungen gedämpft weiden sollen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein pneumatisches Schlagwerk zu schaffen, hei dem die bei 5 derartigen Werkzeugen auftretenden Stöße und Rüttelschläge in wesentlich wirksamerer Weise vom Handgriff ferngehalten werden, wodurch mithin die damit hantierende Bedienungsperson besser geschützt wird. Das wird, ausgehend von einem Schlagwerkzeug der eingangs erwähnten Gattung, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Werkzeuggehäuse, eine dieses mit dem Handgriff über das Gerätegehäuse verbindende Feder sowie dit; über die Feder mit dem Handgriff axial beweglich verbundene Zusatzmasse unter Bildung eines elastischen Doppelpendels angeordnet sind. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daiß die bei den Schlagwerkzeugen entstehenden schädlichen Schwingungen durch einen aus der Schwingungslehre bekannten Schwingungsdämpfer wesentlich getilgt werden können. Die Erfindung basiert auf dem Prinzip des sogenannten »elastischen Doppelpendels«, d.h. eines Systems von gekoppelten Schwingungen von zwei Massen.

Es ist zwar ein Schlagwerkzeug DE-OS 23 20 067) mit einem über eine Feder mit dem Gehäuse verbundenen Zwischenstück bekannt, jedoch ist dieses Werkzeug nach anderen Grundsätzen, als der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung, entworfen. Der Antrieb des Werkzeuges erfolgt elektromagnetisch.

Der Handgriff dieses Schlagwerkzeuges ist mit dem Schlagkörper über das Gehäuse starr verbunden. Das mit dem Gehäuse über eine Feder verbundene Zwischenstück hat die Funktion eines Puffers. Dieser Puffer fängt den beim Rückwärtshub nach oben getriebenen Schlagkopf auf und wirft ihn anschließend zurück in den Wirkungsbereich der Spule. Bei dem Zusammenstoß dos Puffers mit dem Kopf schnellt auch das Zwischenstück zurück, wird durch die zusammengedrückte Feder angehalten und zurückgeschleudert, so daß es wiederum zu einem Zusammenstoß des Gewichtes mit dem aufwärtsschnellenden Schlagkopf kommt usw.

Zum Unterschied von dem Zusatzgewicht nach der vorliegenden Anmeldung bildet der Puffer nach der DE-OS 23 20 067 keine Zusatzmasse, die gekoppelte Schwingungen in einem elastischen »Doppelpendel-System« bewirkt.

Ebenso bedient sich die Konstruktion eines bekannten pneumatischen Schlaggerätes nach der DE-OS 22 04 160 eines anderen Systems, als der Anmeldungsgegenstand. Bei dem Schlaggerät nach der letztzitierten Offenlegungsschrift ist der Arbeitszylinder als ein zweiteiliger Dilatationszylinder ausgebildet, der gleichachsig verschiebbar in einem zylindrischem Körper gelagert ist, welcher die Funktion einer Zusatzmasse hat Der Körper ist mit den Teilen des Dilatationszylinders axial federbeweglich verbunden. Der Handgriff ist am zylindrischen Körper ebenfalls über eine Feder angeschlossen, mit dem auch der Erreger federbeweg- ω lieh verbunden ist Bei dieser Anordnung schwingt der Handgriff gegenüber dem Erreger frequenzgleich und phasenverschoben. Demgegenüber ist bei dem Gegenstand der vorliegenden Anmeldung einerseits der Erreger (Werkzeuggehäuse) und andererseits die en schwingungstilgende Zusatzmai^je unmittelbar mit dem Handgriff verbunden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Federkonstante der Feder zwischen dem Handgriff und der Zusatzmasse und die Zusatzmasse auf die Schlagfrequenz des Schlagwerkzeuges und untereinander sowie die Federkonstanten der Feder zwischen dem Werkzeuggehäuse und dem Handgriff und der Zusatzmasse einerseits und die Masse des Handgriffs einschließlich der damit verbundenen Teile sowie der Zusatzmasse andererseits untereinander .vo abgestimmt, daß überlagerte Schwingungen verschiedener Frequenzen entstehen, die sich in hohem Maße kompensieren. Diese zu erwartende Wirkung kann jedoch lediglich bei einer Anordnung erreicht werden, bei welcher der Schlagkörper mit dem Handgriff axial federbeweglich verbunden ist und an dem Handgriff wiederum axial federbeweglich eine Zusatzmasse angeschlossen ist.

Durch die Abstimmung der Federkonstanten sowie der Massen wird erreicht, daß die untere und obere Reionanzfrequenz möglichst weit von der Schlagfrequenz entfernt liegen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Handgriff eine zylindrische Verlängerung auf, die axial beweglich um das Werkzeuggehäuse herumgreift, und am Werkzeuggehäuse geführt wird, wobei die zylindrische Verlängerung mit einem Flansch am oberen Ende des Werkzeuggehäuses über eine Feder verbunden ist. Hierbei ist die Zusatzmasse axial beweglich um das Werkzeuggehäuse herumgreifend in der zylindrischen Verlängerung unterhalb des oberen Führungselementes angeordnet und mit diesem über eine Feder verbunden.

In Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung können Dämpfer zwischen dem Werkzeuggehäuse und dem Handgriff und/oder zwischen dem Handgriff und der Zusatzmasse angeordnet sein.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispieles erläutert, das einen schematischen Längsschnitt eines Schlagwerkzeuges darstellt.

Wie man erkennen kann, weist der Handgriff 4 eine zylindrische Verlängerung 4a auf, die axial beweglich um das Werkzeuggehäuse 2 herumgreift. Mittels der Führungen 4b, 4c wird die zylindrische Verlängerung 4a am Werkzeuggehäuse 2 geführt. Die zylindrische Verlängerung 4a ist dabei mit einem Flansch 2b am oberen Ende des Werkzeuggehäuses 2 über eine Feder 6 verbunden. Diese Feder 6 kann sowohl als Zug- als auch als Druckfeder wirken. Die Zusatzmasse 8 ist axial beweglich um das Werkzeuggehäuse 2 herumgreifend in der zylindrischen Verlängerung 4a unterhalb der oberen Führung 4a angeordnet und mit dieser über eine Feder 10 verbunden, die ebenfalls sowohl als Zug- als auch als Druckfeder wirken kann.

Um die gewünschte Wirkung der Zusatzmasse 8 als Schwingungstilger zu erzielen, genügt es an sich, diese und die Federkonstante der Feder 10 auf die Schlagfrequenz abzustimmen; um jedoch zusätzlich möglichst große Abstände zwischen der unteren Resonanzfrequenz, der Schlagfrequenz und der oberen Resonanzfrequenz zu erreichen, sind sowohl die Federkonstanten der Feder 6 zwischen dem Werkzeuggehäuse und dem Handgriff 4 sowie der Feder 10 zwischen dem Werkzeug 4 und der Zusatzmasse 8 als auch die Masse des Handgriffs 4 einschließlich der zylindrischen Verlängerung 4a und der Führungen 4b, 4c und der Zusatzmasse 8 auf die Schlagfrequenz des Schlagwerkzeuges und untereinander entsprechend abgestimmt. Das heißt, die Zusatzmasse 8 führt, durch die bei der Arbeit entstehenden Schläge oder

Schüttelbewegungen erregt, Schwingungen durch, die durch die Kopplung mit dem Handgriff 4 über die Feder 10 derart auf diesen Handgriff 4 wirken, daß dieser in Ruhe bleibt.

Um das Frequenzband möglichst breit zu ziehen, bei dem die erfindungsgemäße Anordnung wirksam und um auch Oberschwingungen vom Handgriff 4 fernzuhaltei können über die Abstimmung der Massen 4, 8 und de Federn 6, 10 hinaus zusätzlich Dämpfer zwischen der Werkzeuggehäuse und dem Handgriff und/oder zw sehen dem Handgriff und der Zusatzmasse angeordne

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigtes Schlagwerkzeug mit einem am Gerätegehäuse angeordneten Handgriff sowie einem den Schlagmechanismus enthaltenden Werkzeuggehäuse und einer als Schwingungstilger wirkenden Feder-Zusatzmasse-Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeuggehäuse (2), eine dieses mit dem Handgriff (4) über das Gerätegehäuse (4a) verbindende Feder (6) sowie die über die Feder (10) mit dem Handgriff (4) axial beweglich verbundene Zusatzmasse (8) unter Bildung eines elastischen Doppelpendels angeordnet sind.

2. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1_: dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstante der Feder (10) zwischen dem Handgriff (4) und der Zusatzmasse (8} und die Zusatzmasse (8) auf die Schlagfrequenz des Schlagwerkzeuges und untereinander abgestimmt sind.

3. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstanten der Feder (6) zwischen dem Werkzeuggehäuse (2) und dem Handgriff (4) und der Zusatzmasse (8) einerseits und die Masse des Handgriffs (4) einschließlich der damit verbundenen Teile (4a, 4b, 4c) sowie der Zusatzmasse (8) andererseits untereinander abgestimmt sind.

4. Schlagwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätegehäuse (4a) als eine das Werkzeuggehäuse (2) umgebende und daran geführte zylindrische Verlängerung ausgebildet ist, und daß die Zusatzmasse (8) um das Werkzeuggehäuse herumgreifend innerhalb des Gerätegehäuses (4a) angeordnet ist.

5. Schlagwerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfer zwischen dem Werkzeuggehäuse (2) und dem Handgriff (4) und/oder zwischen dem Handgriff (4) und der ίο Zusatzmasse (8) angeordnet ist.