DE3417735C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrnadel-Treibwerkzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Es wird u.a. zum Entgraten oder Meißeln verwendet.

In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 42-5512 (1967) ist ein elektrisch betätigtes Mehrnadel-Treibwerkzeug be­ schrieben, das einen hinteren Abschnitt mit einem eingebau­ ten Elektromotor und einen vorderen Abschnitt mit einem zylinderförmigen Körper besitzt, der eine Zylinderfunktion hat, wobei dieser einen Kolben im Inneren besitzt, der durch eine Bewegungsumwandlungseinrichtung (z.B. eine Kurvenschei­ be, Kurbelwelle oder eine Exzentereinrichtung) über die Dreh­ bewegung des Motores hin- und herbewegt wird. Das vorbekann­ te Werkzeug weist weiterhin einen von dem Kolben geschlagenen Prallkörper, einen Nadelhalter zur Lagerung einer Anzahl von Nadelmeißeln für eine hin- und hergehende axiale Bewegung und eine Druckfeder zur Rückkehr des Nadelhalters auf. Der Kolben, der Prallkörper und der Nadelhalter werden durch den Elektromotor synchron hin- und herbewegt. Bei dem bekannten Werkzeug wird jedoch während des Schleifvorganges eine star­ ke Reaktion erzeugt, da die Bewegungsumwandlungseinrichtung für den Motor mit dem Kolben verbunden ist, und eine ent­ sprechende starre Einheit bildet. Daraus resultieren die fol­ genden Nachteile. Diese starke Reaktion ergibt entsprechend starke Stöße direkt auf die Umfangsteile zwischen den Teilen und ebenso auch auf die elektrischen Antriebsteile. Aus diesem Grunde lockern sich die zusammengebauten Teile, begin­ nen zu rattern und lösen sich, so daß eine saubere Bedienung des Werkzeuges schwierig wird. Zusätzlich wird das Werkzeug selbst sehr stark beansprucht und Teile können brechen. Ins­ besondere tritt aufgrund der direkten Verbindung zwischen der Einrichtung zum Ändern der Bewegungsrichtung und dem Elektromotor eine starke Reaktion auf, die eine erhebliche Abnützung der rotierenden oder hin- und hergehenden Teile verursacht, wodurch eine deutliche Erniedrigung der Lebens­ dauer des Werkzeuges auftritt. Diese Reaktion ermüdet außer­ dem die Bedienungsperson und stellt weiterhin ein Gesund­ heitsproblem dar, weil sich die Reaktion direkt auf dessen Hände überträgt. Weiterhin ist von Nachteil, daß, wenn der Elektromotor eingeschaltet wird, während die Führungsflächen der Nadeln in Kontakt mit der Metallfläche oder dem Steinma­ terial sind, die Teile, wie die Nadeln, der Prallkörper, der Kolben und die die Bewegung umkehrenden Teil, wie ein fester Körper wirken, der das gesamte Werkzeug gegen die Bedienungs­ person drückt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mehrnadel-Treibwerkzeug zu schaffen, bei dem die durch den Kolben verursachten ständigen Stoßbeanspruchungen soweit wie möglich von der Bedienungsperson ferngehalten werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnen­ den Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Mehrnadel- Treibwerkzeug geschaffen, das hohe Stoßkräfte produziert, hingegen die auf die Bedienungsperson zurückwirkenden Kräfte auf ein Minimum reduziert werden. So wird der Prallkörper nicht direkt von dem Kolben getroffen. Durch die Anordnung des Schlagteiles zwischen den beiden Federn und deren Ausbil­ dung, insbesondere der Dämpfungsfeder, wird verhindert, daß ein schwerer Stoß auf die Bedienungsperson übertragen wird, wenn das Werkstück durch einen Unfall oder einen Irrtum plötzlich aktiviert wird.

Dadurch, daß die Dämpfungsfeder erfindungsgemäß eine größere Federkonstante als die Rückholfeder aufweist, wird diese voll für den Schlag des Kolbens verwendet. Dabei tritt das Anschlagen an dem Prallkörper durch das Schlagteil unmittel­ bar vorher auf, bevor der Kolben seine vorderste Position erreicht. Die Dämpfungsfeder erzeugt dabei ihre Dämpfungswir­ kung nach Beendigung der Vorwärtsbewegung des Kolbens und während seiner Rückholbewegung. Die Rückholfeder dient dazu, das Schlagteil in seine Ausgangslage zurückzubringen.

In einfacher Weise kann der endseitige Bund des Schaftab­ schnitts durch ein Flanschglied gebildet sein, das über eine Befestigungsschraube verstellbar mit dem Schaftabschnitt verbunden ist.

Auf diese Weise ist weiterhin auch noch eine Einstellbarkeit der Federvorspannung gegeben.

Aus der GB-PS 7 56 988 ist ein elektrischer Hammer bekannt, wobei zwischen dem Antriebs- und dem Schlagteil des Kolbens eine Dämpfungsfeder und eine Rückholfeder angeordnet sind. Dabei handelt es sich jedoch um ein völlig anderes Werkzeug.

Ähnliches gilt für die US-PS 26 13 662, in der ein Gerät beschrieben ist, bei dem ein Kurbelantrieb von den Schlag­ stößen isoliert ist. Auch bei dieser Druckschrift fehlen sowohl ein Schlagteil als auch ein Prallkörper. Vielmehr wird der Kolben direkt auf das Schlagwerkzeug geschlagen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 ein elektrisch betätigtes Mehrnadel-Treibwerkzeug nach der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Antriebsein­ richtung.

Die Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 1, das z.B. aus Aluminium be­ steht, mit einem Handgriff 3. Das Gehäuse 1 ist im hinteren Bereich mit einem Elektromotor 2 versehen, der als Antriebs­ quelle dient, und mit einem zylinderförmigen Körper 4 im vorderen Bereich, der die Wirkungsweise eines Zylinders besitzt.

Der Handgriff 3 ist zur Zufuhr von Strom zu dem Motor 2 mit einer Zuleitung 5 und einer Öffnung 3 a, in der ein Schalter 6 zum Ein- oder Ausschalten des Motores 2 befestigt ist, versehen. Im hinteren Bereich dieses Teiles befindet sich ein Kühlgebläse 9. Die Welle 7 ist mit einem Kegelrad 10 von relativ kleinem Durchmesser versehen. Das Kegelrad 10 kämmt mit einem Kegelrad 11 von größerem Durchmesser, das im vorde­ ren Bereich des Zwischenteiles 1 a des Gehäuses 1 angeordnet ist. Die Antriebswelle 12 des Kegelrades 11 ist durch einen von unten eingefügten Keil und eine Schraube 14 fixiert und durch Lager 15 drehbar gelagert.

Ein Versteifungsglied 16, das z.B. aus Stahl besteht, ist für eine Verstärkung des Gehäuses 1 ortsfest eingefügt, da­ mit verhindert wird, daß die Lager aus der Achse verschoben werden, und zwar auch dann, wenn ein Schlag oder eine Un­ wucht auf das Kegelrad 11 aufgebracht wird. Auf diese Weise können diese Lager hohen Belastungen ausgesetzt werden.

Wie ersichtlich, ist das größere Kegelrad 11 auf der Ober­ seite mit einer Exzenterwelle 17 in einer Exzenterposition versehen. Im hinteren Teil des zylindrischen Körpers 4 befin­ det sich ein Kolben 18, der gleitbar mit der Exzenterwelle 17 an dessen äußerem Ende 19 a über eine Verbindungsstange 19 verbunden ist. Mit anderen Worten, die Verbindungsstange 19 funktioniert so, daß bei Betätigung des Elektromotores 2 durch die Drehbewegung des durch das kleinere Kegelrad 10 sich drehenden Kegelrades 11 durch diese Exzentereinrichtung eine hin- und hergehende Bewegung erzeugt wird. In dieser Ausführungsform wird praktisch auf diese Weise eine Drehbewe­ gung in eine lineare Bewegung in einem Umwandlungsteil T umgesetzt, das das kleine Kegelrad 10, das größere Kegelrad 11 und die mit der Exzenterwelle 17 des größeren Kegelrades 11 verbundene Verbindungsstange 19 aufweist, wodurch der Kolben 18 in dem zylindrischen Körper 4 hin- und herbewegt wird. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung je­ doch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt, sondern es sind auch andere Möglichkeiten denkbar, wie z.B. die Verwen­ dung einer Kurbelscheibe oder Kurbelwelle o.dgl.

Die Verbindung zwischen dem einen Ende der Verbindungsstange 19 und dem Kolben 18 ist von keiner besonderen Bedeutung. In der dargestellten Ausführungsform ist eine relativ große Öff­ nung 20 in das hintere Ende des Kolbens eingedreht. In diese Öffnung 20 ist das ringförmige Ende 19 b der Verbindungsstan­ ge 19 eingeschoben, wobei durch das ringförmige Ende 19 b ein mit dem Kolben 18 verbundener Befestigungszapfen 21 gesteckt ist, so daß die Verbindungsstange 19 sich leicht um den Zapfen 21 drehen kann.

Der Kolben 18 besteht aus einem mit einem nach vorne weisen­ den Schaftabschnitt 18 a versehenen Kreuzkopfteil, auf den ein Schlagteil 22 mit seinem hinteren Abschnitt 22 a von rela­ tiv kleinem Durchmesser verschiebbar aufgeschoben ist. In dieser Stellung ist eine Rückholfeder 23 in ein Vorderteil 22 b mit relativ großem Durchmesser des Schlagteiles 22 einge­ fügt. Der offene Abschnitt des Vorderteiles 22 b ist durch ein Flanschglied 25 verschlossen, das an dem Schaftabschnitt 18 a des Kolbens 18 mittels eines Befestigungsbolzens bzw. einer Befestigungsschraube 24 befestigt ist.

Die Stellkraft der Feder 23 wird durch eine entsprechende Einstellung der Klemmkraft der Befestigungsschraube in Bezug auf den Schaftabschnitt 18 a eingestellt. Zwischen dem hinte­ ren Abschnitt 22 a des Schlagteiles und der Vorderseite des Kolbens 18 ist eine Dämpfungsfeder 26 für das Schlagteil 22 angeordnet, die beginnt, sich zu komprimieren, wenn das Schlagteil 22 auf einen Prallkörper 27 schlägt.

Das Schlagteil 22 ist damit elastisch auf dem Schaftab­ schnitt 18 a des Kolbens 18 befestigt und in dem hinteren Bereich des zylindrischen Körpers 4 a gelagert und geführt.

Auf der Außenseite des hinteren Bereiches 4 a, in den das Schlagteil 22 eingepaßt ist, befindet sich ein vorderer zylindrischer Körper 4 b, in dem der Prallkörper 27 und ein Nadelhalter 29 eingepaßt und gelagert sind. Wenigstens eine Auslaßöffnung 4 d ist in dem Teil 4 b in der Nähe der vorderen Stirnseite 4 c des hinteren Abschnittes 4 a angeordnet. Der Prallkörper 27 ist mit einer Eindrehung 27 a in der vorderen Stirnseite zur Aufnahme einer Anzahl von Nadelmeißeln bzw. Nadeltreibwerkzeugen 28 und mit einer Eindrehung 27 b in der hinteren Stirnseite zur Verhinderung einer Kollision mit dem Kopf der Schraube 24 versehen. Der Prallkörper 27 wird von dem Schlagteil 22, das ein größeres Gewicht bzw. eine größe­ re Masse als der Prallkörper 27 aufweist, getroffen.

Der Nadelhalter 29 besitzt ein wesentlich geringeres Gewicht (Masse) als der Prallkörper und dient zur Lagerung einer Anzahl von Nadelmeißeln für eine axiale Bewegung. Eine Rück­ holfeder 31 zum Zurückstoßen des Nadelhalters gegen den Prallkörper ist zwischen dem Nadelhalter 29 und einem An­ schlagring, der im vorderen Bereich des zylinderförmigen Körpers 4 b an dessen Innenwand befestigt ist, angeordnet.

Die in dem Nadelhalter 29 gelagerten Nadelmeißel 28 werden durch den Prallkörper 27 geschlagen und weisen Schlagköpfe 28 a an ihren hinteren Enden auf. Die Köpfe 28 a können eine konische Form auf der Vorderseite aufweisen und die damit zusammenarbeitenden Löcher 29 a in dem Nadelhalter 29 weisen eine entsprechend angepaßte konische Form zur Aufnahme der Köpfe 28 a auf.

Zur Betätigung des erfindungsgemäßen Werkzeuges wird zuerst die Zuleitung 5 mit einer Stromquelle verbunden. Anschlie­ ßend wird der Schalter 6 betätigt, damit der Motor 2 sich dreht.

Die Drehbewegung des Motors 2 wird in eine hin- und hergehen­ de Bewegung durch die Umsetzungseinrichtung T umgesetzt, damit der Kolben 18 in dem zylindrischen Körper 4 sich hin- und herbewegen kann.

Wenn der Kolben sich mit dem damit verbundenen Schaftab­ schnitt 18 a nach vorne bewegt, wird seine Bewegung im wesent­ lichen auf das hintere Ende des Schlagteiles 22 übertragen, wodurch dieser sehr schnell nach vorne bewegt wird, da die Rückholfeder 23 im Inneren des Schlagteiles 22 zu schwach ist und die Dämpfungsfeder 26 auf der Außenseite des Schlag­ teiles eine Federkraft besitzt, die wesentlich größer ist als die der Rückholfeder 23. Auf diese Weise schlägt das Schlagteil 22 intensiv auf das hintere Ende des Prallkör­ pers, so daß die Schlagenergie des Schlagteiles 22 auf den Prallkörper 27 übertragen wird, wodurch die Nadelmeißel 28 entsprechend nach vorne bewegt werden. Andererseits wiederum wird die Schlagenergie des Schlagteiles auf den Nadelhalter 29 durch den Prallkörper 27 übertragen, so daß der Nadelhal­ ter 29 gegen die Federkraft der Rückstellfeder 31 nach vorne bewegt wird.

Das Schlagteil 22 schlägt auf den Prallkörper 27 unmittelbar bevor die Verbindungsstange 19 ihren werkzeugseitigen Tot­ punkt erreicht. Die Feder 26 wird verstärkt komprimiert, wenn das Schlagteil 22 auf den Prallkörper trifft, und zwar, bis das Schlagteil 22 seine vorderste Position erreicht. Die dann erzeugte Stoßkraft wird in der Druckfeder 26 absor­ biert, so daß ein Teil der Reaktion des Schlages wirksam absorbiert und umgekehrt wird. Dies bedeutet, daß es sehr unwahrscheinlich ist, daß eine große Reaktion auf das Schlag­ teil und den Kolben 18 ebenso wie auf die damit verbundenen Teile und damit auch auf die Bedienungsperson übertragen wird.

Während das Schlagteil 22 nach vorne bewegt wird, wird die Feder 23 gleichzeitig während des Schlagens komprimiert. Auf diese Weise, wenn die Verbindungsstange 19 der Umkehreinrich­ tung T beginnt, sich gegen den unteren Totpunkt zu bewegen, kehrt gleichzeitig das Schlagteil 22 mit der Rückkehr des Kolbens 18 unter der Rückstellkraft der Feder 23 sehr schnell zurück. Daraus wird klar, daß auch die Rückholfeder 23 eine Pufferwirkung besitzt, weil sie bis zu einem entspre­ chenden Grad komprimiert wird, während das Schlagteil nach rückwärts bewegt wird. Nachfolgend wird nun auf die Opera­ tion der Nadelmeißel 28 näher eingegangen.

Aufgrund der intensiven übertragenen Schlagenergie schlägt der von dem Schlagteil 22 getroffene Prallkörper 27 entspre­ chend auf die Köpfe 28 der Nadelmeißel 28, die aus der hinteren Stirnseite des Nadelhalters 29 ragen. Daraus resul­ tiert eine intensive Vorwärtsbewegung der Nadeln 28 mit ho­ her Geschwindigkeit, weil diese lediglich in die Löcher 29 a in dem Nadelhalter eingeschoben sind, und zwar vor dem Nadel­ halter 29.

Unmittelbar nachdem der Prallkörper auf die Nadeln 28 getrof­ fen ist, wird der Nadelhalter 29 selbst durch den Prallkör­ per 27 getroffen und nach vorne bewegt. Auf diese Weise werden die Nadeln 28 unabhängig und kräftig nach vorne ge­ stoßen, um die Oberfläche von Werkstücken, wie z.B. aus Metall oder aus Steinmaterialien, mit ihren Führungsflächen zu schleifen. Wenn der Nadelhalter 29 nach vorne bewegt wird, wird die Rückholfeder 31 in diesem Moment komprimiert. Auf diese Weise wird der Nadelhalter 29 gegen die Rückstell­ kraft dieser Feder bis in seine vorderste Position bewegt. In diesem Moment kehren die Nadelmeißel 28 unter dem Einfluß der Rückprallkraft mit höherer Geschwindigkeit als der Nadel­ halter 29 zurück. Der Prallkö1per 27 kehrt ebenfalls zurück.

Claims (2)

1. Mehrnadel-Treibwerkzeug mit einem hinteren Abschnitt mit eingebautem Elektromotor, einem vorderen Abschnitt mit einem Kolben für eine hin- und hergehende Bewegung, die durch Um­ wandlung der Drehbewegung des Elektromotores in eine hin- und hergehende Bewegung erzeugt wird, einem von dem Kolben geschlagenen Prallkörper, einem Nadelhalter zum Lagern einer Vielzahl von Nadelmeißeln für eine axiale gleitende Bewegung und einer Druckfeder zur Rückkehr des Nadelhalters, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) aus einem mit einem nach vorn weisenden Schaftabschnitt (18 a) versehenen Kreuzkopfteil und einem auf dem Schaftabschnitt gleitend angeordneten Schlagteil (22) be­ steht, wobei das Schlagteil (22) beidseitig von je einer Fe­ der (23, 26) abgestützt ist, von denen sich die hintere, die Dämpfungsfeder (26), am Kreuzkopfteil und sich die vordere, die Rückholfeder (23), an einem endseitigen Bund (Flansch­ glied 25) des Schaftabschnitts abstützen und die Dämpfungs­ feder (26) eine größere Federkonstante aufweist als die Rück­ holfeder (23).

2. Mehrnadel-Treibwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschglied (25) über eine Befestigungsschraube (24) verstellbar mit dem Schaftabschnitt (18 a) verbunden ist.