DE3414775C2 - - Google Patents
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- DE3414775C2 DE3414775C2 DE3414775A DE3414775A DE3414775C2 DE 3414775 C2 DE3414775 C2 DE 3414775C2 DE 3414775 A DE3414775 A DE 3414775A DE 3414775 A DE3414775 A DE 3414775A DE 3414775 C2 DE3414775 C2 DE 3414775C2
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N13/001—Gas flow channels or gas chambers being at least partly formed in the structural parts of the engine or machine
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- B25D17/11—Arrangements of noise-damping means
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Druckluft-Schlagmaschine nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Eine solche Druckluft-Schlagmaschine
ist aus der DE-PS 12 99 578 bekannt.
Druckluft-Schlagmaschinen dieser Art finden Anwendung
als Hackmaschinen, Nietmaschinen, Abbauhämmer, Betonbrecher,
Stampfer usw. Es geht dabei vor allem um
handgeführte Druckluft-Schlagmaschinen kleiner Abmessungen.
Ein Nachteil von druckluftgespeisten Schlagmaschinen
ist eine erhebliche Geräuschentwicklung. Diese kann
beim Bedienungspersonal und der Umgebung zu schädlichen
Folgen wie Entstehung von Berufskrankheiten und Senkung
der Arbeitsintensität führen. Ursachen des Geräuschs
sind der hohe Druck der Auspuffluft und die
hohe Turbulenz der aus der Maschine in die Atmosphäre
ausströmenden Luft.
Bei der bekannten Ausbildung wird eine Minderung der
Geräuschentwicklung durch eine wesentliche Senkung
des Auspuffdrucks angestrebt. Bei dieser ist die Auspuff
druckabsenkungskammer als eine geschlossene erste
Expansionskammer ausgebildet, die mit dem Zylinderraum
über einen verhältnismäßig langen Schlitz Verbindung
hat. Diesem gegenüber und innerhalb von dessen
Erstreckung liegt der Schlitz des mit der Atmosphäre
verbundenen Auspuffkanals.
Bei dieser Ausbildung muß die jeweils in die Auspuff
druckabsenkungskammer einströmende Luft diese auch
wieder durch denselben Schlitz, durch den sie eingeströmt
ist, verlassen, bevor sie nach Überquerung des
Zylinderraums durch den gegenüberliegenden Schlitz in
die Atmosphäre entlassen wird. Das Geräusch dieser
Maschine ist wegen der immer noch großen Turbulenz
der Abluft recht hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckluft-
Schlagmaschine der gattungsgemäßen Bauart zu
schaffen, bei deren Betrieb eine erhebliche Minderung
der Geräuschentwicklung möglich ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Patentanspruch 1
angegebenen Merkmale. Durch diese Ausbildung wird der
Abluftstrom in zwei Teilströme aufgeteilt und wieder
zu einem Strom vereinigt. An der Stelle ihrer Vereinigung
findet eine intensive Vermischung statt, was eine
wesentliche Minderung der Geräuschentwicklung dadurch
ergibt, daß die Turbulenzen der austretenden Teilströme
im Gesamtstrom interferieren.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen. Das Rückschlagventil gemäß
Anspruch 2 verhindert Rückströmungen der Abluft aus
der Auspuffdruckabsenkungskammer in den Gehäuseinnenraum,
was eine exakte Aufteilung des Abluftstroms in
zwei Ströme bewirkt.
Der auf das Gehäuse aufgezogene Mantel und die Anordnung
der Auspuffdruckabsenkungskammer zwischen den
Stirnseiten von Gehäuse und Mantel gemäß Anspruch 3 erlauben
gleichzeitig, das Geräusch und die Vibrationen
zu verringern.
In Anspruch 4 ist schließlich eine besonders zweckmäßige
Konstruktion der Druckluft-Schlagmaschine angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung
von zwei Beispielen anhand der Zeichnungen
weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die schematische Darstellung einer handbedienten
Druckluft-Schlagmaschine im Längsschnitt;
Fig. 2 eine Druckluft-Schlagmaschine mit einer Kammer,
die sich zwischen dem Gehäuse und einem Mantel befindet,
im Längsschnitt;
Fig. 3 den Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2;
Fig. 4 den Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 2.
Die Druckluft-Schlagmaschine gemäß Fig. 1 ist ein von
Hand zu führender Hammer, z. B. ein Stemmhammer, ein
Niethammer, ein Abbauhammer oder dergleichen. Diese
Maschine besitzt ein Gehäuse 1, in dessen unterem Teil
ein Arbeitswerkzeug 2 (Meißel, Pickeisen oder dergleichen)
eingesetzt ist.
Das Gehäuse 1 besteht aus einem Schaft 3 und einem an
eine Druckluftquelle anzuschließenden Handgriff 4 mit
einem Absperrvenil. Der Handgriff 4 ist auf den
Schaft aufgeschraubt oder an ihm auf eine andere bekannte
Weise befestigt. Das Absperrventil und die
Druckluftquelle sind nicht gezeigt.
Innerhalb des Schaftes 3 ist ein Zylinderraum 5 gebildet,
in dem ein Kolben 6 bewegbar sitzt. Dessen
Oberfläche 7 ist an der Innenfläche 8 des Schaftes 3
gleitend abgedichtet. Er hat eine obere Steuerkante 9
und eine untere Steuerkante 10 und unterteilt den
Zylinderraum 5 in einen vorderseitigen Zylinderraum 5 a
und einen rückseitigen Zylinderraum 5 b.
Zwischen dem Schaft 3 und dem Handgriff 4 ist ein den
Hohlraum 5 von oben begrenzender Deckel 11 angeordnet,
in dem eine Luftverteilungsvorrichtung 12 sitzt. Deren
Einzelheiten sind nicht gezeigt; sie bewirkt über
ebenfalls nicht gezeigte Kanäle die abwechselnde Druckbeaufschlagung
des vorderseitigen Zylinderraums 5 a und
des rückseitigen Zylinderraums 5 b. Die Luftverteilungsvorrichtung
12 steht über einen im Handgriff ausgeführten
Kanal 13 mit der Druckluftquelle in Verbindung.
Die Vorrichtung 12 versetzt den Kolben 6 in hin- und
hergehende Bewegungen, so daß dieser periodisch auf das
Arbeitswerkzeug 2 schlägt.
Im Schaft 3 ist ein Auspuffkanal 14 ausgeführt, der
durch einen axialen Kanal 15 und einen Schlitz 16 gebildet
ist, welcher in den Zylinderraum 5 des Schaftes
3 mündet, wobei der Auspuffkanal 14 über einen radialen
Kanal 17 mit einem Ringraum 18 in Verbindung steht,
der zwischen dem Schaft 3, dem Handgriff 4 und einem
Sammler 19 gebildet ist. Der Ringraum 18 steht mit
der Atmosphäre über eine Öffnung 20 in Verbindung. Der
Schlitz 16 bildet mit der Innenfläche 8 des Schaftes 3
eine hintere Steuerkante 21 und eine vordere Steuerkante
22. Der Auspuffkanal 14 hat zwischen dem Schlitz
16 und dem Radialkanal 17 eine Länge L₁.
Zwischen dem Handgriff 4 und dem Deckel 11 ist eine
Kammer 23 gebildet. Die Kammer 23 steht mit dem Zylinderraum
5 des Schaftes 3 über einen Auspuffkanal 24
in Verbindung. Dieser ist durch einen axialen Kanal 25
im Deckel 11, einen axialen Kanal 26 im Schaft 3 und
einen in den Hohlraum 5 des Schaftes 3 mündenden Schlitz
27 gebildet. Der Schlitz 27 bildet mit der Innenfläche
8 des Schaftes 3 eine hintere Steuerkante 28 und eine
vordere Steuerkante 29. Die hintere Steuerkante 28
des Schlitzes 27 liegt um einen Abstand S₁ weiter zurück
als die hintere Steuerkante 21 des Schlitzes 26.
Die vordere Steuerkante 29 des Schlitzes 27 liegt um
einen Abstand S₂ weiter vorn als die vordere Steuerkante
22 des Schlitzes 16.
Der Auspuffkanal 24 hat zwischen dem Schlitz 27 und der
oberen Stirnfläche des Deckels 11 eine Länge L₂. In
ihm ist ein Rückschlagventil 30 mit einer Feder 31
eingebaut, welches die Abluft aus dem Zylinderraum 5
des Schaftes 3 in die Kammer 23 durchläßt und eine
Rückströmung der Abluft verhindert. Die Kammer 23
dient zu einer vorläufigen Senkung des Auspuffdrucks.
Die Kammer 23 steht auch mit dem Auspuffkanal 14 über
einen Kanal 23 in Verbindung, der durch einen axialen
Kanal 33 im Deckel 11 und einen axialen Kanal 34 im
Schaft 3 gebildet ist. Der Verbindungskanal 32 steht mit
dem Auspuffkanal 14 in der Zone des Radialkanals 17
in Verbindung. Der Abstand zwischen den Ausgängen der
Kanäle 32 und 24 in die Kammer 23 ist gleich L₃. Die
Länge des Kanals 32 von der oberen Stirnfläche des
Deckels 11 bis zum Kanal 17 ist gleich L₄. Wie die
Schlitze 16 und 27 der Kanäle 14, 24 und der Radialkanal
17 anzuordnen sind, ergibt sich aus der unten
folgenden Funktionsbeschreibung.
Die in Fig. 2 dargestellte Druckluft-Schlagmaschine
ist ein Handstampfer. Sie besitzt ein Gehäuse 35, auf
welches ein Mantel 36 aufgezogen ist. Im Gehäuse 35
ist ein Zylinderraum 37 ausgebildet, in dem ein Kolben
38 mit einer Kolbenstange 39 beweglich sitzt.
Auf den Kolben 38 ist eine Hülse 40 aufgesetzt, die
durch einen Federring 41 gegen axiale Verschiebung
gesichtert ist. Die Außenfläche 43 der Hülse 40
gleitet abgedichtet längs der Innenfläche 42 des
Gehäuses 35. Die Enden der Hülse 40 bilden eine
hintere Steuerkante 44 und eine vordere Steuerkante
45. Die Kolbenstange 39 des Kolbens 38 ist im
Schaft mittels einer Stopfbuchse 46 abgedichtet und
trägt an ihrem vorderen Ende einen Stampfschuh.
Der Mantel 36 ist mit einem Handgriff 48 verbunden,
in dem ein Betätigungsventil den Anschluß an eine
Druckluftquelle beherrscht. Im Mantel 36 ist ein
Puffer 49 aus elastischem Material angeordnet, der
die Verschiebung des Gehäuses 35 nach unten durch
Zusammenwirken dieses Puffers mit einem Bund 50 des
Gehäuses 35 begrenzt. Zur Begrenzung der Verschiebung
des Gehäuses 35 nach oben ist auf seiner oberen
Stirnfläche ein Puffer 51 aus elastischem Material
angebracht.
Im Handgriff 48 ist ein Rohr 52 elastisch befestigt,
das in den Zylinder 37 des Gehäuses 35 hineinragt
und durch die Kolbenstange 39 und den Kolben 38
hindurchgeführt ist. Die Kolbenstange 39 ist hohl,
und ihr Hohlraum 53 ist über sdas Rohr 52 von der
Druckluft beaufschlagt.
Im oberen Teil des Kolbens 38 ist eine radiale
Quernut 54 eingearbeitet, die innen mit dem Hohlraum
53 der Kolbenstange 39 verbunden ist. Der
außenliegende Austritt der Nut 54 ist von einem
axial verschiebbaren Ventilelement 5 beherrscht,
welches den Austritt über einen Kanal 55 zum über
dem Kolben 38 befindlichen rückseitigen Zylinderraum
37 oder über einen Kanal 56 zu dem unter dem
Kolben 38 befindlichen vorderseitigen Zylinderraum
37 freigibt. Das Ventilelement 57 bewirkt ein abwechselndes
Öffnen und Schließen der Kanäle 55, 56
und damit eine abwechselnde Druckluftzufuhr vor
und hinter den Kolben 38, so daß dieser in hin- und
hergehende Bewegungen versetzt wird.
Zur Abführung der Abluft aus dem rückseitigen Zylinderraum
37 sind Auspuffkanäle 58 vorhanden, die
durch am Gehäuse 35 eingearbeitete Längsnuten 59
und die Innenfläche des Mantels 36 gebildet sind.
Die Kanäle 58 stehen über einen Ringspalt zwischen
dem Puffer 49 und dem Gehäuse 35 mit der Atmosphäre
in Verbindung. Die Auspuffkanäle 58 münden in den
Hohlraum 37 über Schlitze 60, die mit der Innenfläche
des Gehäuses 35 hintere Steuerkanten 61 und
vordere Steuerkanten 62 bilden.
Zwischen dem Gehäuse 35 und dem Mantel 36 ist im
oberen Teil derselben eine Kammer 63 gebildet, die
zur Absenkung des Auspuffdrucks dient.
Der obere Teil des Gehäuses 35 besitzt eine Stufe 64
kleineren Durchmessers. Auf dieser Stufe 64 ist ein
Verschlußelement 65 begrenzt verschiebbar angeordnet.
Die Begrenzung geschieht mittels eines Federringes
66. Das Verschlußelement ist aus einem Werkstoff
mit guten Gleiteigenschaften in Form eines flachen
Ringes ausgeführt. Der Verschlußelementring 65 liegt
mit seiner unteren Fläche an der Stirnfläche 67
des Gehäuses 35 an, die als Sitz dient und einen
größeren Durchmesser aufweist.
Es sind weiter Auspuffkanäle 68 vorhanden, die
durch am Gehäuse 35 eingearbeitete Längsnuten 69
und die Innenfläche des Mantels 36 gebildet sind.
Diese Auspuffkanäle 68 münden einerseits in die
Stirnfläche 67 des Gehäuses 35 und andererseits
über Schlitze 70 in den Hohlraum 37. Die Schlitze
70 bilden mit der Innenfläche des Gehäuses 35 eine
hintere Steuerkante 71 und eine vordere Steuerkante
72. Die hintere Steuerkante 71 der Schlitze 70
liegt hinter der hinteren Steuerkante 61 der Schlitze
60. Die vordere Steuerkante 72 der Schlitze 70
liegt vor der vorderen Steuerkante 62 der Schlitze
60.
Auf der Stufe 64 des Gehäuses 35 sind Längsnuten 73
eingearbeitet, die über radial verlaufende Nuten 74
mit den Längsnuten 59 Verbindung haben. Die Gesamtheit
der Nuten 73, 74 und 59 bildet Kanäle zur
Verbindung der Auspuffdruckabsenkungskammer 63 mit
den Schlitzen 60.
Der auf der Gehäusestufe 64 kleineren Durchmessers
sitzende Verschlußelementring 65 bildet mit der als
Sitz wirkenden Stirnfläche 67 der Stufe des Gehäuses
35 größeren Durchmessers ein Rückschlagventil,
das die Abluft aus dem Hohlraum 37 des Gehäuses
35 in die Kammer 63 ungehindert durchläßt
und eine Rückströmung verhindert. Eine Rückströmung
aus der Kammer 63 in den Kanal 75 wird von dem
Rückschlagventil nicht verhindert.
Die Lage der Steuerkanten 71, 72 in bezug auf die
Steuerkanten 61, 62 sowie die Länge der Kanäle
58, 68, 75 sind ähnlich der Auswahl der Lage der
Steuerkanten 28, 29, 21, 22 und der Kanäle 14, 24,
32 gewählt, die im vorstehenden beschrieben
wurden.
Der Betrieb der Druckluft-Schlagmaschine gemäß
Fig. 1 verläuft folgendermaßen:
Beim Öffnen des Betätigungsventils strömt die
Druckluft von der Druckluftquelle über den Kanal
13 im Handgriff 4 zur Luftverteilungsvorrichtung
12. Die Luftverteilungsvorrichtung 12 versetzt
den Kolben 6 in hin- und hergehende Bewegungen,
wodurch dieser Schläge auf das Arbeitswerkzeug 2
ausübt und somit Nutzarbeit leistet.
Aus der in Fig. 1 gezeigten Lage bewegt sich der
Kolben 6 durch Druckbeaufschlagung seiner vorderen
Stirnfläche über nicht gezeigte Verbindungen mit
der Luftverteilungsvorrichtung 12 aufwärts. Wenn
die vordere Kante 10 des Kolbens 6 die vordere
Steuerkante 29 des Schlitzes 27 passiert hat,
beginnt die Abluft aus dem vorderseitigen Zylinderraum
5 a unter dem Kolben 6 über den Auspuffkanal
24 nach hinten zu strömen. Hierbei öffnet
sich das Rückschlagventil 30 und läßt die Abluft
in die Auspuffdruckabsenkungskammer 23 durch, aus
welcher sie über den Verbindungskanal 32 zum
Kanal 17 strömt.
Der Druck im vorderseitigen Zylinderraum 5 a des
Gehäuses 1 beginnt abzufallen. Wenn die vordere
Kante 10 des Kolbens 6 auch die vordere Steuerkante
22 des Schlitzes 16 passiert, beginnt der
Austritt der Abluft aus dem vorderseitigen Zylinderraum
5 a auch über den Auspuffkanal 14. Dieser
Teil der Abluft erreicht den Kanal 17 ungefähr
zu der gleichen Zeit wie der Teilstrom der Abluft,
welcher aus der Kammer 23 über den Kanal 32 ankommt.
An der Verbindungsstelle dieser Kanäle
findet eine intensive Vermischung dieser Ströme
statt, was zur Interferenz der Turbulenzen und
zur gegenseitigen Dämpfung im Strom der aus dem
Kanal 17 austretenden Abluft und damit zur Minderung
der Geräuschentwicklung beiträgt.
Nachdem der Kolben 6 den Schlitz 16 des Auspuffkanals
14 geöffnet hat, wird der Druck im Auspuffkanal
24 niedriger als der Druck in der Kammer 23,
so daß sich das Rückschlagventil 30 schließt und
die Kammer 23 vom vorderen Zylinderraum 5 a getrennt
wird. Dies verhindert eine Rückströmung der
Abluft aus der Kammer 23 in den Zylinderraum 5
des Gehäuses 1.
Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 6 wiederholen
sich die vorstehend beschriebenen Vorgänge beim
Zusammenwirken seiner hinteren Kante 9 mit der
hinteren Steuerkante 28 des Schlitzes 27 des Kanals
24 und mit der hinteren Steuerkante 21 des Schlitzes
16 des Auspuffkanals 14.
Die Senkung des Geräusches wird durch die gegenseitige
dämpfende Beeinflussung der beiden turbulenten
Teilströme der die Maschine verlassenden
Abluft erzielt, was durch entsprechende Aufteilung
des Abluftstromes in zwei Ströme und deren weitere
Vermischung herbeigeführt wird.
Die Minderung der Geräuschentwicklung wird durch
eine exaktere Aufteilung des Abluftstromes in zwei
Teilströme beim Einbau des Rückschlagventils 30
verstärkt.
Die Minderung des Geräusches der Maschine gelingt
am besten bei gleichzeitiger Vermischung der beiden
Teilströme, was dadurch erreicht wird, daß sie den
Kanal 17 ungefähr gleichzeitig erreichen. Dies
wird erzielt durch die bestimmte Abmessung der die
Maschine betreffenden Beziehungen, nämlich:
Dabei sind die Abmessungen L₁, L₂, L₃, L₄ S₁, S₂
in Fig. 1 eingezeichnet, und es bedeuten weiterhin
V₁ die Strömungsgeschwindigkeit der Abluft;
V₂ die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 6 bei seiner Aufwärtsbewegung;
V₃ die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 6 bei seiner Abwärtsbewegung.
V₁ die Strömungsgeschwindigkeit der Abluft;
V₂ die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 6 bei seiner Aufwärtsbewegung;
V₃ die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 6 bei seiner Abwärtsbewegung.
Da V₁ eine bekannte Größe ist, V₂ und V₃ aber durch
die konkrete Konstruktion der Maschine bestimmt
sind, kann die vorstehend angeführte Bedingung
durch Variieren der Größen L₁, L₂, L₃, L₄, S₂, S₁
leicht erfüllt werden.
Der Betrieb der Druckluft-Schlagmaschine gemäß
Fig. 2 bis 4 verläuft wie folgt:
In der Ausgangslage gemäß Fig. 2 nimmt der Kolben 38 seine hintere Endstellung im Zylinderraum 37 des Gehäuses 35 ein. Das Ventil 57 befindet sich in seiner unteren Stellung und überdeckt den Kanal 56, der die Nut 54 mit dem vor dem Kolben 38 befindlichen vorderseitigen Teil des Zylinderraumes 37 verbindet, welcher über die Auspuffkanäle 58 und den Spalt zwischen dem Gehäuse 35 und dem Mantel 36 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der hinter dem Kolben befindliche Teil des Zylinderraumes 37 steht über den Kanal 55 und die Nut 54 mit dem Hohlraum 53 in Verbindung. Das Gehäuse 35 nimmt in bezug auf den Mantel 36 eine mittlere Stellung ein. Das Verschlußelement 65 nimmt seine vordere Stellung ein und überdeckt die Kanäle 68. Die Kammer 63 steht mittels der Kanäle 75 mit der Atmosphäre in Verbindung.
In der Ausgangslage gemäß Fig. 2 nimmt der Kolben 38 seine hintere Endstellung im Zylinderraum 37 des Gehäuses 35 ein. Das Ventil 57 befindet sich in seiner unteren Stellung und überdeckt den Kanal 56, der die Nut 54 mit dem vor dem Kolben 38 befindlichen vorderseitigen Teil des Zylinderraumes 37 verbindet, welcher über die Auspuffkanäle 58 und den Spalt zwischen dem Gehäuse 35 und dem Mantel 36 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der hinter dem Kolben befindliche Teil des Zylinderraumes 37 steht über den Kanal 55 und die Nut 54 mit dem Hohlraum 53 in Verbindung. Das Gehäuse 35 nimmt in bezug auf den Mantel 36 eine mittlere Stellung ein. Das Verschlußelement 65 nimmt seine vordere Stellung ein und überdeckt die Kanäle 68. Die Kammer 63 steht mittels der Kanäle 75 mit der Atmosphäre in Verbindung.
Beim Öffnen des Betätigungsventils im Handgriff 48
gelangt die Druckluft über das Rohr 52 in den Hohlraum
53, in welchem der Druck während des gesamten
Betriebs ungefähr konstant ist.
Aus dem Hohlraum 53 gelangt die Druckluft über die
Nut 54 und den Kanal 55 in den hinter dem Kolben 38
befindlichen rückseitigen Zylinderraum 37, wodurch
eine Abwärtsbewegung des Kolbens 38 und eine Aufwärtsbewegung
des Gehäuses 35 einsetzt.
Wenn die hintere Kante 44 des Kolbens 38 die hinteren
Steuerkanten 71 der Schlitze 70 passiert hat,
beginnt die Druckluft aus dem hinter dem Kolben 38
befindlichen rückseitigen Zylinderraum 37 über die
genannten Kanäle 68 nach hinten in Richtung der
Auspuffdruckabsenkungskammer 63 zu strömen. Da der
Druck in der Kammer 63 wegen deren Verbindung über
die Kanäle 75 mit der Atmosphäre gleich dem atmosphärischen
Druck ist, wird das Verschlußelement 65
wegen des höheren Druckes von vorn in seine hintere
Stellung verschoben. Die Abluft begbinnt über die geöffneten
Kanäle 68 die Kammer 63 zu füllen und aus
dieser über die Kanäle 75 zum Schlitz 60 zu strömen.
Zu dem Zeitpunkt, da die hintere Kante 44 des Kolbens
38 die hintere Steuerkante 61 des Schlitzes
60 passiert, fällt der Druck in dem hinter dem Kolben
38 befindlichen Teil des Zylinderraumes 37
beträchtlich ab, weil er jetzt volle Verbindung mit
der Kammer 63 hat. Die Senkung des Auspuffdrucks
trägt sofort zur Minderung der Geräuschentwicklung
bei.
Nachdem die hintere Kante 44 des Kolbens 38 die
hinteren Steuerkanten 61 der Schlitze 60 passiert
hat, beginnt der Austritt der Abluft aus dem hinter
dem Kolben 38 befindlichen Teil des Zylinderraumes
37. Der Druck im genannten Raum und in den Kanälen
68 fällt stark ab und wird kleiner als der Druck
in der Kammer 63. Infolgedessen verschiebt sich
das Verschlußelement 65 in seine vordere Stellung
und überdeckt die Kanäle 68, was eine Rückströmung
aus der Kammer 63 in den Zylinderraum 37 verhindert.
Ungefähr gleichzeitig gelangt die Abluft aus der
Kammer 63 über die Kanäle 75 und aus dem hinter dem
Kolben 38 befindlichen Teil des Zylinderraumes 37
zu den Schlitzen 60, wo eine intensive Vermischung
beider Ströme stattfindet, was in beschriebener
Weise zu einer Interferenz der Turbulenzen im
Gesamtstrom der Abluft führt, die über den Ringspalt
zwischen dem Gehäuse 35 und dem Mantel 36
in die Atmosphäre austritt, und somit zur Minderung
der Geräuschentwicklung beiträgt.
Nach beendetem Austritt wird der Druck in dem
hinter dem Kolben 38 befindlichen Teil des Zylinderraumes
37 ungefähr gleich dem atmosphärischen,
während sich der Druck in dem vor dem Kolben 38
befindlichen Teil des Zylinderraumes 37 infolge
der Verdichtung der in ihm abgeschlossenen Luft
erhöht. Unter der Einwirkung dieses höheren Drucks
von vorn geht das Ventil 57 seine hintere Stellung
und leitet den Abluftstrom in den hinter dem Kolben
38 befindlichen Teil des Zylinderraumes 37.
Ungefähr zu diesem Zeitpunkt schlägt der Kolben 38
mit der Kolbenstange 39 und dem Schuh 47 auf das
zu verdichtende Material und leistet seine Nutzarbeit.
Danach beginnt seine Aufwärtsbewegung.
Fast gleichzeitig wird das Gehäuse 35 abgebremst
und beginnt, sich nach unten zu bewegen. Nach der
Aufwärtsbewegung des Kolbens 38 und der Abwärtsbewegung
des Gehäuses 35 wiederholen sich die
vorstehend beschriebenen Vorgänge.
Die Minderung des Geräusches dieser Maschine erklärt
sich durch dieselben Effekte wie auch bei
der Ausführungsvariante der Maschine gemäß Fig. 1.
Während des Betriebs schwingt das Gehäuse 35 um
eine mittlere Stellung ohne Teile des Mantels 36
in axialer Richtung zu berühren. Die Puffer 49 und
51 sind nur zur Dämpfung von etwaigen Zusammenstößen
des Gehäuses und des Mantels bestimmt. Die
Vibration des Mantels 36 ist minimal, da auf diesen
praktisch nur eine konstante Kraft über das Rohr 52
seitens des Hohlraumes 53 wirkt, welche durch den
praktisch konstanten Druck in letzterem bedingt ist.
Eine gewisse Abnahme des Drucks im Hohlraum 53
während des Austritts und die Schwankungen der entsprechenden
Druckkraft werden durch die in diesen
Augenblicken erfolgende Zuführung der Abluft in
die Kammer 63 kompensiert.
Beim Durchströmen der Abluft durch die Kanäle 68,
75 und 58 wirkt diese zwischen den Oberflächen des
Gehäuses 35 und des Mantels 36 als Luftschmierung,
was die Vibration des Mantels 36 herabsetzt, die
durch Reibung des Gehäuses 35 aufgrund seiner hin-
und hergehenden Bewegungen hervorgerufen wird.
In praktischen Versuchsmustern von Druckluft-Hand
stampfern für den Gießereibetrieb zeigte sich, daß
die Geräuschentwicklung gegenüber den üblichen, für
denselben Zweck verwendeten Stampfern etwa um 4 bis
6 db vermindert ist. Die Vibration der neuen
Stampfer ist minimal und wird von der Bedienungsperson
praktisch nicht bemerkt. Außerdem sind sie
einfach gebaut und besitzen verhältnismäßig kleine
Abmessungen und ein relativ geringes Gewicht.
Claims (4)
1. Druckluft-Schlagmaschine mit einem Gehäuse (1; 35),
in dessen Zylinderraum (5; 37) ein Kolben (6; 38) unter
Einwirkung von Druckluft hin- und hergehende Bewegungen
zum Ausüben von Schlägen ausführt
und in den Schlitze (16, 27; 60, 70) zumindest zweier Auspuffkanäle (14, 24; 58, 68) münden, von denen der eine (14; 58) mit der Atmosphäre, und der andere (24; 68) mit einer Kammer (23; 63) zur Absenkung des Auspuffdrucks in Verbindung steht, wobei die vordere Steuerkante (29; 72) des mit der Auspuffdruckabsenkungskammer (23; 63) verbundenen Schlitzes (27; 70) vor der vorderen Steuerkante (22; 62) des mit dem in die Atmosphäre mündenden Auspuffkanal (14; 58) verbundenen Schlitzes (16; 60) liegt
und die hintere Steuerkante (28; 71) jenes Schlitzes (27; 70) hinter der hinteren Steuerkante (21; 61) dieses Schlitzes (16; 60) liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (23; 63) zur Absenkung des Auspuffdrucks über mindestens einen Kanal (32; 75) ständig mit dem Auspuffkanal (14; 58) verbunden ist, der mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
und in den Schlitze (16, 27; 60, 70) zumindest zweier Auspuffkanäle (14, 24; 58, 68) münden, von denen der eine (14; 58) mit der Atmosphäre, und der andere (24; 68) mit einer Kammer (23; 63) zur Absenkung des Auspuffdrucks in Verbindung steht, wobei die vordere Steuerkante (29; 72) des mit der Auspuffdruckabsenkungskammer (23; 63) verbundenen Schlitzes (27; 70) vor der vorderen Steuerkante (22; 62) des mit dem in die Atmosphäre mündenden Auspuffkanal (14; 58) verbundenen Schlitzes (16; 60) liegt
und die hintere Steuerkante (28; 71) jenes Schlitzes (27; 70) hinter der hinteren Steuerkante (21; 61) dieses Schlitzes (16; 60) liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (23; 63) zur Absenkung des Auspuffdrucks über mindestens einen Kanal (32; 75) ständig mit dem Auspuffkanal (14; 58) verbunden ist, der mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
2. Druckluft-Schlagmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß im Auspuffkanal (24; 68), der zur
Auspuffdruckabsenkungskammer (23; 63) führt, ein Rück
schlagventil (30; 65) eingebaut ist.
3. Druckluft-Schlagmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
durch einen auf das Gehäuse (35) aufgesetzten
Mantel (36), wobei die Kammer (63) zur vorläufigen
Senkung des Auspuffdrucks zwischen den Stirnseiten
derselben angeordnet ist.
4. Druckluft-Schlagmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (35) im hinteren Teil
stufenförmig gestaltet ist und eine Stufe (64) kleineren
Durchmessers in die Kammer (63) zur vorläufigen Senkung
des Auspuffdrucks hineinragt,
während der Auspuffkanal (68), der diese Kammer (63)
mit dem Zylinderraum (37) im Gehäuse (35) verbindet,
an der Stirnfläche (67) der Stufe größeren Durchmessers
mündet, welche als Sitz des Rückschlagventils
dient, dessen Vershclußelement (65) in Form eines flachen
Ringes ausgebildet ist, der axial begrenzt verschieblich
auf der Gehäusestufe (64) kleineren Durchmessers angeordnet
ist.
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