DE3122979C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohr- oder Meißelhammer mit einem Schlagwerk, einem dieses umgebenden Gehäuse, einem mit dem Gehäuse verbundenen Handgriff und einer aus mehreren einzeln federnd abgestützten, als in Führungszylindern gela­ gerte Kolben ausgebildeten Massenkörpern bestehenden Zusatz­ masse.

Bei Bohr- oder Meißelhämmern werden mittels eines Schlag­ werks periodisch Schläge erzeugt und diese auf den Schaft eines Werkzeuges eingeleitet. Das periodische Erzeugen von Schlägen führt jedoch auch beim Gehäuse zu periodisch auf­ tretenden Stoßbelastungen, welche dieses zu Schwingungen bzw. Vibrationen anregen. Die Vibrationen werden über den Hand­ griff auf die Hand bzw. den Arm der Bedienungsperson über­ tragen. Diese Vibrationen sind nicht nur unangenehm, sondern können auf die Dauer auch zu gesundheitlichen Schädigungen der Bedienungsperson führen. Insbesondere in der Leistungs­ klasse der Abbauhämmer werden die der Bedienungsperson zu­ mutbaren Beanspruchungen meist überschritten.

Zur Reduktion der auftretenden Beanspruchungen sind in der Vergangenheit bereits verschiedene Maßnahmen ergriffen wor­ den. So ist es aus "Neue Bergbautechnik", 7. Jg., April 1977, Seiten 281 und 282 bekannt, den Handgriff auf dem Gehäuse federnd abzustützen.

Der Zylinder des Hammers ist zweigeteilt, wobei die einzelnen Teile des Zylinders am Gehäuse ebenfalls federnd abgestützt sind. Der Zylinder ist am Handgriff somit über zwei hintereinander ge­ schaltete Federn abgestützt. Da insgesamt wenigstens drei Federn notwendig sind, ist diese Lösung sehr aufwendig. Die für eine wirksame Dämpfung erforderlichen weichen Federn führen zudem zu großen Federwagen. Dies ist wiederum aus handhabungstechnischen Gründen nachteilig.

Weiterhin ist es aus der DE-PS 8 15 179 bekannt, Zusatzmassen in der Schlagrichtungsachse am Gehäuse federnd abzustützen. Das An­ ordnen solcher Zusatzmassen ergibt zwar eine gewisse Verbesserung der Schwingungsverhältnisse. Bei Bohr- oder Meißelhämmern der oberen Leistungsklasse sind jedoch die auf die Bedienungsperson einwirkenden Schwingungen immer noch zu stark. Durch Vergrößerung der Zusatzmassen sind Verbesserungen möglich. Dabei wird jedoch das Gesamtgewicht des Hammers erhöht, was wiederum zu einer ver­ stärkten Belastung der Bedienungsperson führt. Bei der aus der DE-PS 8 15 179 ersichtlichen Lösung sind die einzelnen Massenkörper als in Führungszylindern gelagerte Kolben ausgebildet. Die Kolben schwingen in den einzelnen Führungszylindern unabhängig von­ einander. Somit können zwischen den Schwingungen der einzelnen Massenkörper Phasenverschiebungen auftreten. Durch solche Unterschiede kann die Wirkung der Zusatzmasse im Betrieb wesent­ lich verringert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohr- oder Meißel­ hammer zu schaffen, der ein geringes Gewicht und einen hohen Be­ dienungskomfort aufweist.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Hand­ griff am Gehäuse federnd abgestützt ist, die masse des Gehäuses das acht- bis zwölffache der Zusatzmasse beträgt und die Enden der Führungszylinder über Druckausgleichsleitungen wechselseitig miteinander verbunden sind.

Durch die federnde Abstützung des Handgriffs am Gehäuse wird die Übertragung von Schwingungen vom Gehäuse auf den Handgriff ge­ dämpft. Dadurch, daß die Masse des Gehäuses das acht- bis zwölf­ fache der Zusatzmasse beträgt, liegt der bevorzugte Anteil der Zusatzmasse am Gesamtgewicht des Hammers somit in der Größen­ ordnung von ca. 10%. Dies ist im Hinblick auf die damit erreich­ bare Verbesserung des Bedienungskomforts durchaus tragbar. Bei Verwendung größerer Zusatzmassen werden die Hämmer zu schwer und lassen sich nur noch mit größeren Schwierigkeiten handhaben.

Bei mehreren Massenkörpern besteht die Möglichkeit, daß sich diese ungleich bewegen. So können bspw. zwischen den Schwin­ gungen der einzelnen Massenkörper geringe Phasenverschie­ bungen auftreten. Durch solche Unterschiede kann die Wirkung der Zusatzmasse im Betrieb wesentlich verringert werden. Um eine gleiche Bewegung der einzelnen Massenkörper zu erreichen, könnten diese bspw. mechanisch miteinander verbunden werden. Eine solche Lösung scheidet jedoch aus Platz- und Wirtschaft­ lichkeitsgründen aus.

Um bei mehreren Massenkörpern eine gleiche Bewegung zu erreichen, sind die Enden der Führungszylinder über Druck­ ausgleichsleitungen wechselseitig miteinander verbunden. Die Koppelung der einzelnen Massenkörper untereinander erfolgt somit über ein von einem zum anderen Zylinder strömen­ des Medium. Dieses kann flüssig oder gasförmig sein.

Bei der Bewegung eines Kolbens in einem Zylinder entsteht auf der einen Seite ein Über- und auf der anderen Seite ein Unterdruck. Durch das wechselseitige Verbinden der Enden der Führungszylinder erfolgt ein Druckausgleich. Bewegt sich ein Kolben schneller als der andere, so wird der sich langsamer bewegende Kolben durch den sich schneller bewegenden Kolben beschleunigt bzw. der sich schneller bewegende Kolben vom sich langsamer bewegenden Kolben gebremst. Die Bewegungen der einzelnen als Kolben ausgebildeten Massenkörper erfolgen somit praktisch gleich.

Die durch das Schlagwerk erzeugte, auf das Gehäuse wirkende Stoßerregung kann durch die Zusatzmasse nur teilweise kompensiert werden. Zum Abbau der vom Gehäuse auf den Hand­ griff übertragenen Restwirkung, ist es zweckmäßig, daß die Eigenfrequenz des Handgriffes um den Faktor √ kleiner als die Frequenz des Schlagwerkes ist. Durch diese Auslegung werden die Schwingungen im Bereich der Schlagfrequenz und darüber gedämpft auf den Handgriff übertragen. Die Eigen­ frequenz des Handgriffs wird ebenfalls durch dessen Masse sowie durch die Federkonstante der den Handgriff abstützenden Federn bestimmt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie bspw. wiederge­ benden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Bohrhammer, teilweise im Schnitt dargestellt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Bohrhammer gemäß Fig. 1 entsprechend dem Pfeil A, mit geschnittenem Ab­ sorbergehäuse.

Der aus Fig. 1 ersichtliche Bohrhammer weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Gehäuse auf. Das Gehäuse 1 besteht aus einem Motorteil 1 a und einem Schlagwerksteil 1 b. Aus dem Schlagwerksteil 1 b ragt eine Spindel 2, welche ein Spann­ futter 3 für ein Werkzeug 4 trägt. An dem dem Spannfutter 3 entgegengesetzten Ende des Gehäuses 1 ist ein insgesamt mit 5 bezeichneter Handgriff angeordnet. Eine Zuleitung 6 für die elektrische Stromversorgung mündet in den Handgriff 5. Der Handgriff 5 trägt ferner einen Schalter 7 zum Ein- und Ausschalten des Bohrhammers. Der Handgriff 5 ist gegenüber dem Gehäuse 1 in Schlagrichtung, d. h. in Achsrichtung der Spindel 2, verschiebbar. Die Führung des Handgriffs 5 erfolgt über Zapfen 1 c und entsprechende Bohrungen 5 a des Handgriffes 5. Der Handgriff 5 wird durch Druckfedern 8 vom Gehäuse 1 weggedrückt. Eine mit dem Zapfen 1 c verbundene Schraube 9 dient dabei als Anschlag. Der sich zwischen dem Handgriff 5 und dem Gehäuse 1 ergebende Spalt, der je nach Einfede­ rungsgrad des Handgriffs größer oder kleiner ist, wird durch einen Faltenbalg 10 ringsherum ggen das Eindringen von Verschmutzungen in das Innere der Maschine abgedichtet. Der Faltenbalg 10 ermöglicht die Relativbewegung zwischen dem Handgriff 5 und dem Gehäuse 1. Am Gehäuse 1 ist ferner ein insgesamt mit 11 bezeichnetes Absorbergehäuse angeordnet.

Fig. 2 zeigt wiederum das Gehäuse 1 mit dem am rückwärtigen Spalt zwischen dem Handgriff 5 und dem das Gehäuse 1 abdichtenden Faltenbalg 10. Am entgegengesetzten Ende des Gehäuses 1 ist das auf der Spindel 2 angeordnete Futter 3 für das Werkzeug 4 ersichtlich. Das Absorbergehäuse 11 ist mit dem Gehäuse 1 verbunden und weist zwei parallel zur Schlagrichtungsachse verlaufende Führungszylinder 11 a auf. In den Führungszylin­ dern 11 a sind Massenkörper 12 angeordnet. Die Massenkörper 12 sind als Kolben ausgebildet und werden in den Führungszylin­ dern 11 a geführt. Die Massenkörper 12 weisen einen mit einem Federgewinde 12 a versehenen Bereich auf. Eine Feder 13 ist auf das Federgewinde 12 a aufgeschraubt und somit mit dem Massenkörper 12 verbunden. Das andere Ende der Feder 13 ist mit einem insgesamt mit 14 bezeichneten Widerlager verbunden. Das Widerlager 14 weist ebenfalls ein der Feder 13 ange­ paßtes Federgewinde 14 a auf. Der Massenkörper 12 ist somit über die Feder 13 mit dem Widerlager 14 verbunden. Das Widerlager 14 dient zusätzlich zum einseitigen Verschließen des Führungszylinders 11 a. Das andere Ende des Führungs­ zylinders 11 a wird durch einen Stopfen 15 verschlossen.

Die Massenkörper 12 und die Feder 13 bilden ein System, welches parallel zur Schlagrichtungsachse verlaufende Schwin­ gungen ausführen kann. Durch die als Kolben wirkenden Massen­ körper 12 werden die Führungszylinder 11 a in zwei Räume unterteilt. Der eine Raum, in dem auch die Feder13 ange­ ordnet ist, befindet sich zwischen dem Massenkörper 12 und dem Widerlager 14. Der andere Raum befindet sich zwischen dem Massenkörper 12 und dem Stopfen 15. Die vor und hinter den Massenkörpern 12 liegenden Räume sind durch Druckausgleichs­ leitungen 11 b, 11 c wechselseitig miteinander verbunden. Durch diese Maßnahme wird eine Koppelung der beiden Massenkörper 12 erreicht.

Beim Vorlaufen eines Massenkörpers 12 entsteht auf der einen Seite ein Überdruck und auf der anderen Seite ein Unter­ druck. Durch die Druckausgleichsleitungen 11 b, 11 c werden diese Druckunterschiede wechselseitig ausgeglichen. Bewegt sich der eine Massenkörper 12 schneller als der andere, so entsteht ein Überdruck, der, auf die Rückseite des anderen Massenkörpers 12 geleitet, eine Beschleunigung des sich langsamer bewegenden Massenkörpers 12 bewirkt. Umgekehrt wird der sich schneller bewegende Massenkörper 12 vom sich lang­ samer bewegenden Massenkörper 12 gebremst. Somit wird er­ reicht, daß sich beide Massenkörper 12 praktisch gleich bewegen. Durch Füllen der Führungszylinder 11 a und der Druckausgleichsleitungen 11 b, 11 c mit einer Flüssigkeit anstelle von Luft kann dabei das Verhalten der beiden Massen­ körper 12 innerhalb bestimmter Grenzen verändert werden. Durch die Strömung erfolgt eine Dämpfung der Schwingungen der beiden Massenkörper 12.

Die beiden Massenkörper 12 sind so dimensioniert, daß ihre Masse etwa 10% des Gehäuses mit dem darin angeordneten Antrieb und Schlagwerk ausmacht. Die Eigenfrequenz der Massenkörper 12 entspricht im wesentlichen der Frequenz des Schlagwerkes. Die Federung des Handgriffs 5 ist so abge­ stimmt, daß die Eigenfrequenz des Handgriffs 5 etwa um den Faktor √ kleiner ist als die Frequenz des Schlagwerkes. Beispielsweise bei einer Frequenz des Schlagwerkes von 45 Hz beträgt die Eigenfrequenz des Handgriffs etwa 35 Hz. Eine solche Abstimmung ergibt eine optimale Reduktion der durch das Schlagwerk erzeugten Vibrationen.

Claims (2)

1. Bohr- oder Meißelhammer mit einem Schlagwerk, einem dieses umgebenden Gehäuse, einem mit dem Gehäuse verbundenen Hand­ griff und einer aus mehreren einzeln federnd abgestützten, als in Führungszylindern gelagerte Kolben ausgebildeten Massenkörpern bestehenden Zusatzmasse, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Handgriff (5) am Gehäuse (1) federnd abgestützt ist, die Masse des Gehäuses (1) das 8- bis 12fache der Zusatzmasse beträgt und die Enden der Führungszylinder (11 a) über Druckausgleichsleitungen (11 b, 11 c) wechselseitig miteinander verbunden sind.

2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz des Handgriffs (5) um den Faktor √ kleiner als die Frequenz des Schlagwerkes ist.