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Pneumatischer Hammer
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Die Erfindung betrifft einen mit Druckluft betriebenen, im wesentstichen
aus einem Kolben und einem Zylinder bestehenden Hammer, bei dem die an den Zylinder
angeschlossene Druckluft in Form von kinetischer Energie an den im Zylinder frei
fliegenden oder auch schwingenden Kolben übertragen wird.
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Es sind in diesem Zusammenhang eine ganze Reihe von Geräten bekannt
geworden (DE-AS 25 35 106), wie beispielsweise Drucklufthammer, Druckluftmeisel
oder auch mit geringerer Energie arbeitende Klopfer für Schlag- und Treibarbeiten
sowie für niederfrequent wirkende Rüttler und Vibratoren.
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Grundsätzlich wird die Hin- und Herbewegung des Kolbens durch entsprechende
Steuerung der Druckluft erzielt.
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Dies geschieht bei bekannten Preßlufthammern beispielsweise durch
die ZuFuhr von konstanter Druckluft in die Zylinderräume vor und hinter dem Kolben
und durch Abfuhr der expandierenden Luft aus den entsprechenden Zylinderräumen.
Die Steuerung der zu- und abführenden Luft wird in der Regel durch komplizierte
Ventilanordnungen erreicht.
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Zur Vereinfachung des mechanischen Aufbaus sind außerdem pneumatische
Klopfer bekannt geworden, die nicht mit konstanter, sondern mit pulsierender Preßluft
gespeist werden. Bei diesen Geräten kann zwar auf die komplizierten Ventilanordnungen
verzichtet werden. Es sind jedoch zur Erzeugung der pulsierenden Preßluft zusätzliche
Magnetventile und elektronische Steuerungselemente notwendig, die die Vereinfachung
des mechanischen AuFbaus durch den zusätzlichen elektronischen Aufwand zumindest
teilweise wieder aufheben.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Steuerung der Kolbenbewegung
ohne äußere Beschaltung und ohne komplizierte Ventilanordnungen so zu gestalten,
daß der Klopfer konstrukt einen äußerst einfachen AuFbauserhält.
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Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruchs. Vorteilhaft an der Erfindung ist die Tatsache, daß der pneumatische
Hammer ohne zusätzliche Steuerungselemente mit konstanter Preßluft gespeist werden
kann.
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Außerdem vorteilhaft ist der kompakte und unkomplizierte Aufbau, wodurch
das Gerät äußerst wartungsFreundlich wird.
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Weitere tderkmale und Vorteile der Erfindung sind den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Darin zeigen: Fig. 1 einen pneumatischen Hammer einfachster Bauart,
Fig. 2 den pneumatischen Hammer der Fig. 1 im Schnitt und Fig. 3 einen pneumatischen
Hammer in geringfügig erweiteter Bauart.
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In den Fig. 1 und 2 ist eine AusFührungsform des erfindungsgemäßen
pneumatischen Hammers dargestellt.
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Danach besteht dieser aus einem Zylinder 1, der an einer Stirnseite
mit einem Deckel 2 abgeschlossen ist. Im Deckel 2 ist ein Preßlufteinlaß 3 vorgesehen,
der zum Betrieb des Hammers mit einer nicht dargestellten konstant blasenden PreßluFtquellc
(nicht pulsierend) verbunden wird. Auf der dem Preßlufteinlaß 3 gegenüberliegenden
Stirnseite ist das eigentliche Arbeitswerkzeug, der Hammer 4, angeordnet. Der Hammer
ist mit einem zylinderförmigen Kolben 5 (s. Fig. 2) verbunden, der in den Zylinder
1 gleitend eingepaßt ist.
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Der Hammer 4 kann je nach auszuführender Arbeit von sehr unterschiedlicher
Form sein.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist er kugelförmig ausgebildet,
so daß das Gerät beispielsweise für Treibarbeiten an Blechteilen verwendet werden
kann.
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Wie man der Schnittdarstellung in Fig. 2 entnehmen kann, wird der
mit dem Kolben 5 starr verbundene Hammer 4 in seiner Ruhelage durch eine vorgespannte
Feder 6, die außerdem an der bereits
erwähnten Platte 2 befestigt
ist, gehalten.
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In der Zylinderwand sind schließlich Entlüftungsschlitze 7a, 7b vorgesehen,
deren Bedeutung aus der nachfolgenden Funktionsbeschreibung ersichtlich wird.
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Zur Inbetriebnahme wird der Klopfer über den Preßlufteinlaß 3 mit
konstanter Druckluft verbunden. Dabei drückt die sich im Zylinderraum 8 expandierende
Luft den Kolben 5 und damit den Hammer 4 gegen die Kraft der Feder 6 aus dem Zylinder
1, heraus. Sobald der Kolben 5 die in der Fig. 2 eingezeichnete Wegstrecke "s" zurückgel
egt hat, kann die kompromierte Luft im Zylinderraum 8 über die Entlüftungsschlitze
7a, 7b entweichen. Mit dem Entweichen der Luft überwiegt bald die Federkraft, die
den Kolben 5 in die Ausgangslage zurückzieht. Nun sind die Entlüftungsschlitze 7a,
7b durch den zurückgezogenen Kolben 5 wieder verschlossen, so daß sich im Zylinderraum
8 erneut ein Überdruck ausbilden kann.
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Die Anordnung bildet damit ein schwingendes Feder-Masse-System, dessen
Energie und Pulsfrequenz insbesondere durch die schwingende Masse (Kolben 5 u.Hammer4),
die Kraft der Feder 12 und die anliegende Preßluft bestimmt werden.
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Da die Anordnung, wie jedes schwingende System, in der Einschwingphase
(Start) möglichst ohne zusätzliche DämpFungen frei schwingend betrieben werden soll,
kann der Betrieb des pneumatischen Hammers in den Fällen, in denen eine Anfangslast
unvermeidbar ist, in Frage gestellt sein. Unberücksichtigt bleibt dieser Aspekt
bei einer Anordnung, die in der Fig. 3 dargestellt ist.
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Bei dem fort gezeigten Gerät, das nach dem oben erläuterten Prinzip
arbeitet, ist der an einer Feder 12 befestigte Kolben 5 freischwingend im Zylinder
1 angeordnet. In diesem Fall schlägt der Kolben 5 periodisch auf einen gefederten
Stößel 9, der die kinetische Energie des Kolbens 5 aufnimmt und auf den aufgeschraubten
Hammer 4 überträgt.
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Der mit Hilfe der Feder 10 gelagerte Stößel 9 wird durch eine Verschraubung
11 sowie durch einen im Zylinder 1 vorgesehenen Anschlag 13 gehalten.
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Wie einleitend gesagt, ist das erfindungsgemäße Gerät nicht nur als
pneumatischer Hammer einsetzbar. Vielmehr ist es auch als Rüttler oder Vibrator
zu verwenden, wobei dann entsprechende Befestigungsvorrichtungen anzubringen sind.
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AbschlielZend sei anhand der Fig. 4a und 4b kurz erläutert, wie sich
auf einfache Weise die Schwingungsweite des Kolbens und damit schließlich die Energie
des Systems einstellen läßt.
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In diesem Fall ist in der Kolbenwand 1 ein schräg zur Kolbenbewegung
verlaufender Schlitz 14 vorgesehen.
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Über den Zylinder wurde außerdem eine gleitend angepaßte Hülse 15
geschoben, die mit einer Nut 16 in den Entlüftungsschlitz 14 greift.
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Durch Verdrehen der Hülse 15 läßt sich nun der wirksam werdende Entlüftungsbereich,
d. h.die Schwingungsweite "s" (s. Fig. 2) verstellen.