DE2423120A1 - Schlagwerkzeug mit elektromotorischem antrieb - Google Patents

Description

• Schlagwerkzeug mit elektromotorischem Antrieb Die Erfindung betrifft eine Apparatur zur Schlagerzeugung in elektrischen Bohr- und Schlaghämmern.
• Bei tragbaren Maschinen, die Gesteine bearbeiten, wird die Vorschubkraft durch den Menschen aufgebracht. Diese allein reicht nicht aus, die Zerkleinerung der Gesteine zu ermöglichen, so daß die Werkzeuge zusätzlich mit hohen Kraftimpulsen beaufschlagt werden. Diese Impulse erzeugen Schlagwerke. Dabei ist es aus arbeitsphysiologischen Gründen notwendig, Schlagwerke so rückschlagarm wie möglich zu konstruieren.
• Bekanntlich wird bei elektrisch betriebenen Schlagwerken die rotatorische Bewegung eines Elektromotors über ein Getriebe und einen Kurbeltrieb in eine lineare Bewegung eines Kolbens umgesetzt. Dieser Kolben treibt über ein Luftpolster eine Schlagmasse an, die dann auf das Werkzeug trifft.
• Die auf diese Weise wirkenden Maschinen sind teuer und anfällig.
• Die große Zahl mechanischer Ubertragungsglieder wie Zahnräder, Lager, Kolben etc. unterliegen dem Verschleiß und müssen ständig gewartet werden. Durch den konstruktiven Aufbau belasten sie den mit ihnen arbeitenden Menschen durch starke Rückstoßkräfte.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wartungsarme, robuste billige und rückstoßarme Schlag-Apparatur zu schaffen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der frei fliegende Rotor eines elektrischen Linearmotors als Schlagmasse wirkt und der Stator im Maschinengehäuse in der Weise schwingfähig aufgehängt ist, daß er als aktiver Dämpfer der auftretenden Schwingungen wirkt.
• Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
• Die Figur 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt. Der Rotor 1 fliegt frei innerhalb einer Längsbohrung des Stators 2 und wird elektrisch durch den Stator angetrieben.
• Der Antrieb kann sowohl nach den Prinzipien der Induktitonsmaschinen, wie auch nach denen der iinearen Gleichstrommaschinen, even;tuell' auch mit elektronischer oder mechanischer Kommutierung, geschehen.
• Seine Bewegung beim Ausholen wird durch' die Feder 3 umgekehrt.
• Bei der darauf folgenden Schlagbewegung trifft der Rotor auf den Stößel 4 mit Werkzeug 5. Erfolgt ein Leerschlag, das Werkzeug ist dann nicht vorhanden, so wird der Schlag durch die Feder 6 abgefangen und die Bewegung umgekehrt. Im Falle eines Induktionstyps als Motor wird dann in der Nähe der synchronen Geschwindigkeit dem Schlagsystem nur noch soviel Energie zugeführt, wie seine Verluste ausmachen, und eine unzulässige Energiesummierung im System wird somit vermieden.
• Die Antriebsrichtung des Motors muß entsprechend gesteuert werden, dies geschieht im Beispiel durch elektrische Geber 7 und 8, die in den Umkehrpunkten das Signal zur elektrischen Umsteuerung liefern. Bei entsprechender Abstimmung des mechanischen Systems kann die Bewegung auch zwangsweise z. B. durch die Netzfrequenz gesteuert werden.
• Die Rückstoßdämpfung geschieht aktiv durch den Stator 2, der über die Federn 9 mit dem Gehäuse 10 schwingfähig gekoppelt ist. Die Kühlluft tritt im Beispiel durch die Klappen 11 ein, wird mit dem Rotor 1 und der Klappe 12 gefördert und durch die Klappen 13 ausgestoßen.
• Die Spülluft wird im Beispiel mittels Rotor- und Statorbewegung durch die Klappen 14 angesaugt und gelangt durch das Kugelventil 15 des Stößels 4 und durch die Bohrung des- Werkzeugs 5 zum Bohrgrund, um die Bohrung zu spülen. Prinzipiell ist auch ein Absauden. des Bohrmehls durch Änderung der Ventiledurchflußrichtung möglich.
• Figur 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Steuerung fUr einen Induktionstyp von Linearmotor mit elektronischer Polumschaltung. Der Geber 7 schaltet mit seinem Signal zur Ausholbewegung die Triacs 16 in bekannter Weise durch, während die Triacs 17 gesperrt werden. Damit sind die Wicklungen 18 des Stators 2 im Dreieck geschaltet. Der Rotor 1 wird beschleunigt bis er fast die Geschwindigkeit des Wanderfeldes besitzt. Erreicht er den Geber 8, so schaltet der die Triacs 17 durch, während die Triacs 16 gesperrt werden. Die Wicklungen 18 des Stators sind dann im Stern mit der halben Anzahl Pole geschaltet; das Feld läuft in -entgegengesetzter Richtung. Nach Umkehr der Bewegung durch Feder 3-wird der Rotor also weiterauf fast die doppelte Geschwindigkeit zum Schlag beschleunigt.
• Die mit der Erfindung erziehlten Vorteile bestehen insbesondere im einfachen Aufbau, der eine Vielzahl mechanischer Ubertragungsglieder vermeidet und dadurch mögliche Ausfallursachen beseitigt sowie die Herstellung und Wartung der Maschine verbilligt. Die gesundheitsschädigende Wirkung durch Rückstoßkräfte wird vermindert, die Bohrung gespült.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schlagwerkzeug mit elektromotorischem Antrieb für tragbare Schlag- und Bohrhämmer, dadurch gekennzeichnet, daß der frei fliegende Rotor (1) eines elektrischen Linearmotors selbst als Schlagmasse wirkt oder eine Schlagmasse über ein Koppelglied antreibt.

2. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2) des Antriebes mit dem Gehäuse über Federn (9) gekoppelt ist und so als aktiver Dämpfer der auftretenden Schwingungen beim Schlagen wirkt.

3. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung von Leerschlägen durch Umlenken der Rotorbewegung mittels Feder (6) geschieht.

4. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor (1) und/oder Stator (2) durch ihre Bewegung im Zusammenspiel mit geeigneten Ventilen (10, 11, 12) als Pumpen zur Förderung ihrer eigenen Kühlluft wirken.

5. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor (1) und/oder Stator (2) durch ihre Bewegung im Zusammenspiel mit geeigneten Ventilen (14, 15) durch eine Bohrung innerhalb eines Werkzeuges (5) Luft zur Kühlung des Werkzeuges und Spülung der Bohrung fördern.

6. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrichtung des Motors in den Umkehrpunkten des Rotors (1) durch geeignete Geber (7, 8) umgesteuert wird.

7. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polzahl des Motors in den Umkehrpunkten des Rotors (1) durch geeignete Geber (7, 8) umgeschaltet wird.

8. -Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische System so abgestimmt ist, daß die elektrische Steuerung zwangsweise ohne Geber durch ein Signal fester Frequenz geschieht.

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