DE2645205A1 - Schlagwerkzeug mit vibrationsdaempfer - Google Patents

Description

Patentanwälte ο c / con^

Dipl.-Ing. W.Beyer ZD H OZU D

Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem

Frankfurt am Main . Staufenstrasse

In Sachen:

Atlas Copco AB
Nacka /Schweden

Schlagwerkzeug mit Vibrationsdämpfer.

Die Erfindung betrifft ein Schlagwerkzeug mit ringförmigem Vibrationsdämpfer. Beispiele für solche Werkzeuge sind z.B. Brechwerkzeuge zum Aufbrechen von Betonfahrbahnen u.dgl., Spaten und Meißel verschiedener Art und Bohrgestänge.

Ein Werkzeug der genannten Art überträgt während des Betriebs beträchtliche Schlagenergien in Längsrichtung von einem Schlagmechanismus, mit dem das Werkzeug verbunden ist, auf das zu bearbeitende Material. Dabei treten am Werkzeug QuerSchwingungen auf, die störenden und zum Teil gesundheitsschädlichen Lärm verursachen. Zur Schalldämpfung ist es bekannt, entweder auf der Außenseite des Werkzeugs Büchsen aus einem schalldämpfenden Material, wie z.B. Gummi oder Kunststoff anzubringen oder im Werkzeug Kanäle vorzusehen, die mit einem vibrationsdämpfenden Material, wie z.B. bestimmten Metallegierungen oder Sand,gefüllt werden *

Während die zuletzt genannte Ausführung verhältnismäßig aufwendig ist, haben die bekannten äußeren, büchsenförmlgen Schalldämpfer den Nachteil, daß sie sich während des Betriebs örtlich sehr stark erwärmen und dadurch schnell zerstört werden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schlagwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Vibrationsdämpfer verhältnismäßig einfach und billig ist, aber durch besseren Temperaturausgleich eine lange Lebensdauer gewährleistet.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vibrationsdämpfer aus einem Mantel besteht, der eine vibrationsdämpfende Flüssigkeit einschließt.

Unter "Flüssigkeit" soll im vorliegenden Zusammenhang ganz allgemein eine Masse verstanden werden, die eine unbestimmte, sich dem Behälter anpassende Form, aber ein bestimmtes konstantes Volumen hat. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß darunter nicht nur Flüssigkeiten im herkömmlichen Sprachgebrauch fallen. Nur beispielshalber seien als geeignete vibrationsdämpfende Flüssigkeiten unvulkanisierter Silikonkautschuk, Silikonfett, öle und andere Flüssigkeiten, die in Dispersion oder gelöst polymeres Material oder Feststoffe, z.B. Eisenpulver, enthalten, genannt.

Da die Flüssigkeit eine gleichmäßigere Temperaturverteilung im Vibrationsdämpfer gewährleistet, ist das Material insgesamt einer niedrigeren Betriebstemperatur ausgesetzt als bisher.

Die vibrationsdämpfende Flüssigkeit kann erfindungsgemäß alternativ in einem Mantel in Form einer einwandigen Hülse oder auch im abgeschlossenen Zwischenraum zwischen den Wänden einer doppelwandigen Hülse eingeschlossen sein. Im ersten Fall kann die Hülse die Flüssigkeit in unmittelbarer Berührung mit dem metallischen Werkzeug oder in einem Beutel eingeschlossen aufnehmen.

Vorzugsweise werden solche vibrationsdämpfenden Flüssigkeiten verwendet, die unter dem Einfluß von Sauerstoff oder

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feuchter Luft hart werden. Der Vibrationsdämpfer bleibt in diesem Fall von selbst dicht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestelltenAusführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt,

eines Werkzeugs mit einem Flüssigkeits-Vibrationsdämpfer mit einwandigem Mantel,

Fig. 2 in einer Ansicht entsprechend Fig. 1 einen

Vibrationsdämpfer mit doppelwandigem Mantel,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Vibrationsdämpfer nach Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 4 ein mit einem erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfer versehenes Werkzeug mit einem den hinteren, in das Futter eines Schlagmechanismus einzuführenden Werkzeugschaftteil begrenzenden abnehmbaren Kragen,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus Fig. 4 in größerem Maßstab ,

Fig. 6 Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels,

Fig. 7 einen Ausschnitt aus Fig. 6 im Bereich des

abnehmbaren Kragens des Werkzeugs in größerem Maßstab und im Schnitt,

Fig. 8 einen Schnitt durch den Vibrationsdämpfer des Werkzeugs nach Fig. 6 in größerem Maßstab,

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Fig. 9 einen Querschnitt nach Schnittlinie 9-9 in Fig. 7,

Fig. 1o einen Querschnitt nach Schnittlinie 1o-1o in Fig. 8,

Fig. 11 einen Beutel, enthaltend eine vibrationsdämpfende Flüssigkeit zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen Werkzeug,

Fig. 12 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie 12-12 in Fig. 11.

Das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug besteht aus dem eigentlichen metallischen Werkzeugteil Io, welcher von einem Vibrationsdämpfer umgeben ist, der erfindungsgemäß aus einem Mantel in Form einer einwandigen Hülse 13 besteht, die eine Flüssigkeit 16 im Zwischenraum zwischen dem metallischen Werkzeugteil und der Hülse einschließt. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise derart gewählt, daß sie hart wird, wenn sie in Berührung mit Sauerstoff oder feuchter Luft kommt. Die Hülse 13 ist mittels Feder- oder Klemmringen 15 in in den metallischen Werkzeugteil eingedrehten Ringnuten festgeklemmt. Der metallische Arbeitsteil des Werkzeugs gliedert sich in einen in das Futter einer Schlagvorrichtungen einzusteckenden Schaft 11 und einen vorderen Schneid- oder Schlagteil 12, mit welchem das Werkzeug an dem zu bearbeitenden Material angreift. Schließlich hat das Werkzeug am Schaft 11 auch noch einen Kragen 18, um das hintere Schaftende, welches in die Maschine eingesteckt wird, zu begrenzen.

In der Ausführung nach Fig. 2 ist der Arbeitsteil des Werkzeugs insgesamt mit 2o, der Schaft mit 21, der Kragen mit 28 und die Schneide mit 22 bezeichnet. Dieses Werkzeug

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hat einen abgewandelten Vibrationsdämpfer, der in diesem Fall aus einem doppelwandigen Mantel besteht, dessen beide Wände mit 23 und 27 bezeichnet sind und im Zwischenraum eine vibrationsdämpfende Flüssigkeit 26 umschließen. Der Mantel ist mittels Feder- oder Klemmringen 25 in Nuten 24 festgeklemmt.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 und 5 gliedert sich der wirksame Werkzeugteil 3o in einen Schaft 31 und einen Spaten an dessen vorderen Ende. Der Vibrationsdämpfer besteht aus einer Hülse 33, die eine Flüssigkeit 36 einschließt. Die Hülse 33 wird durch Klemmringe 35 in Ringnuten 34 festgeklemmt. Der Schaft des Werkzeugs ist mit einem abnehmbaren Kragen 38 versehen, der in eine eingedrehte ringförmige Nut 39 eingesetzt ist und vorzugsweise aus einem elastischen Material, z.B. Gummi, besteht. Der Vibrationsdämpfer entspricht insgesamt der Ausführung nach Fig. 1 und 3. Da der Kragen 38 abnehmbar ist, kann der Vibrationsdämpfer von hinten montiert werden.

Wenn einer der vorstehend im einzelnen beschriebenen Vibrationsdämpfer zur Verwendung bei Bohrgestängen vorgesehen ist, kann er auch länger ausgebildet werden, so daß er den Hauptteil der Länge der Bohrstange umgibt. Um den Verschleiß des Vibrationsdämpfers in Grenzen zu halten, wird man zweckmäßigerweise an der Bohrstange vor und hinter dem Vibrationsdämpfer einen Kragen vorsehen. Diese Kragen können gleichzeitig so ausgebildet werden, daß sie den Mantel des erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfers an der Bohrstange festklemmen.

Die Mäntel bzw. Hülsen 13 und 23, 27 und 33 der Ausführungen nach Fig. 1 bis 4 bestehen Im Beispielsfall aus Gummi _t können aber auch selbstverständlich aus einem anderen Material, wie z.B. Stahl bestehen, denn sie haben lediglich den Zweck, die Flüssigkeit einzuschließen, welche

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die Vibrationsdämpfung durch innere Arbeit besorgt.

Das Werkzeug gemäß Fig. 6 besteht aus einem metallischen Arbeitsteil 11o, der von einem im einzelnen in Fig. 8 dargestellten Vibrationsdämpfer 113 umgeben ist und sich in einen Schaft 111, der in eine nicht/gezeigte Schlagvorrichtung einzustecken ist, und einen Spaten 112 an dessen vorderen Ende gliedert. Das Werkzeug hat außerdem einen Kragen 114, der im Detail in Fig. 7 dargestellt ist und dazu dient, die Bewegung des Werkzeugs beim Einstecken in die Schlagvorrichtung zu begrenzen. Der abnehmbare Kragen nach Fig. 7 und 9 besteht aus einem elastischen Ring 14o mit einer inneren runden Ringrippe 142 sowie aus einem Feder- oder Metallring 41. Durch die Ringrippe 142 kann der Kragen 114 in passende Ausnehmungen 12o eingeschnappt und darin gehalten werden, nachdem er bei der Montage über den Werkzeugschaft aufgeschoben worden ist. Der Klemmring 141 gewährleistet, daß der Kragen an seinem Platz festgehalten wird.

Der Vibrationsdämpfer nach Fig. 8 und 1o besteht aus einem Mantel 13o aus elastischem Material, der an seinen Enden mit im Querschnitt im wesentlichen halbrunden inneren Ringrippen 137 versehen ist. Mittels dieser Ringrippen und Feder- oder Klemmringen 131 wird der Mantel 13o in Eindrehungen 121 des Werkzeugschafts fest und dicht gehalten, wie oben bereits im Zusammenhang mit dem Kragen 114 beschrieben. Zwischen dem Mantel 13o und dem metallischen Arbeitsteil 11o des Werkzeugs ist ein Beutel 132, der vibrationsdämpfende Flüssigkeit 133 enthält, eingesetzt. Einzelheiten des Beutels 132 gehen aus Fig. 11 und 12 hervor. Wie Fig. 6 weiterhin zeigt, umgibt der Vibrationsdämpfer 113 den Arbeitsteil 11o des Werkzeugs nur auf einen Teil von dessen Länge.

Der Beutel 132 gemäß Fig. 11 und 12 wird aus einem Kunst-

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stoffschlauch hergestellt, der mittels Schweißnähten 134 an den Enden geschlossen wird. Der Beutel 132 ist außerdem durch Schweißnähte 135 in drei Abschnitte 136 unterteilt, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit 133 über den Umfang des Arbeitsteils 11o des Werkzeugs gewährleistet wird. Die Herstellung des Beutels läßt sich leicht automatisieren, wenn als Ausgangsmaterial zwei Folien benutzt werden. Diese werden längs der Seiten miteinander verschweißt, so daß ein Schlauch entsteht. Das Verschweißen findet unmittelbar unter der Füllstelle statt. Der gefüllte Schlauch wird dann, wie in Fig. 11 und 12 dargestellt, mit Querschweißnähten versehen und danach auf die vorgesehene Länge geschnitten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Beutel in drei Abschnitte unterteilt. Selbstverständlich kann auch eine andere Zahl von Abschnitten gewählt werden.

Wenn der Vibrationsdämpfer 113 zur Schalldämpfung bei Bohrstangen oder anderen Werkzeugen, die in das zu bearbeitende Material eindringen, benutzt wird, kann der Mantel 13o auch abgeschrägt werden,um den Verschleiß zu verringern. Außerdem kann der Vibrationsdämpfer so lang gewählt werden, daß er den Hauptteil der Länge des Werkzeugs umgibt.

Der Mantel 13o gemäß Fig. 8 besteht aus Kunststoff, kann aber auch aus einem anderen Material hergestellt werden, da er lediglich dazu dient, den Beutel 132, dessen Flüssigkeit die Vibrationen dämpft, einzuschließen und zu schützen.

. Patentansprüche /

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Claims (11)

1. Patentansprüche

   ι U Schlagwerkzeug mit ringförmigem Vibrationsdämpfer, dadurch" gekennzeichnet, daß dieser aus einem Mantel (13; 23, 27; 33; 13o) besteht, der eine Vibrationsdämpfende Flüssigkeit (16, 26, 36, 133) einschließt.
2. 2. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Mantel aus einer einwandigen Hülse (13, 13o) besteht, die an ihren Enden dicht festgeklemmt ist.
3. 3. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch g e kennz eichnet, daß der Mantel (23, 27) aus einer an den Enden befestigten doppelwandigen Hülse besteht, welche die Flüssigkeit (26) im abgeschlossenen Zwischenraum zwischen den Wänden enthält.
4. 4. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit (133) in einem unter dem Mantel (13o) gehaltenen Beutel (132) eingeschlossen ist.
5. 5. Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (13; 23, 27; 33; 13o) wenigstens an einem Ende eine elastische innere Ringrippe (137) aufweist, welche in Einsenkungen des Werkzeugs einrastbar ist.
6. 6. Schlagwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichne t, daß die Ringrippe (37) von einem Feder- oder Klemmring (15, 25, 35, 131) umgeben ist.
7. 7. Schlagwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch

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   gekennzeichnet , daß der Beutel (132) über den Umfang ein- oder mehrfach geteilt ist.
8. 8. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß es nur auf einem Teil seiner Länge vom Vibrationsdämpfer umgeben ist.
9. 9. Schlagwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,-daß die Flüssigkeit (16, 26, 36, 133) in Berührung mit Sauerstoff hart wird.
10. 10. Schlagwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (16, 26, 36, 133) in Berührung mit feuchter Luft hart wird.
11. 11. Schlagwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einem Kragen, der den in das Futter einer Schlagvorrichtung einsteckbaren Teil des Werkzeugschafts begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (38, 114) aus einem elastischen
    Material besteht, in eine Einsenkung (39, 12o)im Werkzeugschaft (31, 111) einschnappbar und darin durch einen ihn
    umgebenden Feder- oder Klemmring (141) festklemmbar ist.

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