DE3504871C2 - Gerät bestehend aus Trägereinheit und Schlagaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät bestehend aus einer Trägereinheit und einem innerhalb dieser angeordneten Schlagaggregat, das über elastische, in Richtung seiner Achse nach oben und quer zu dieser wirksame Dämpfungselemente mit der Trägereinheit verbunden ist und das einen in einem Zylinder translatorisch bewegbaren und auf ein amboßartiges Werkzeug einwirkenden Kolben enthält.

Bei derartigen Geräten wird die Trägereinheit im allgemeinen an ein Verbindungsstück geschraubt, das verschwenkbar am Ausleger eines fahrbaren Trägergerätes angebaut ist.

Bei einem bekannten Gerät ist ein Hydraulikhammer als Schlagaggregat über Druckfedern axial gegen eine kastenförmig ausgebildete Trägereinheit abgestützt. Zusätzlich ist ein elastischer Anschlag zur stoßarmen Begrenzung des Hammers vorgesehen. Im übrigen aber wird der Hammer in an der Trägereinheit angeordneten Verschleißplatten geführt, so daß die durch das Schlagen erzeugten Schwingungen ungehindert über das Gehäuse bzw. die Trägereinheit abgestrahlt werden können, was zu einer erheblichen akustischen Belastung der Umwelt führt.

Die Druckschrift DE-GM 83 31 703 beschreibt ein gattungsgemäßes Gerät, bei dem sich der Hammer in axialer Richtung über einen elastischen Dämmklotz für den Fall gegen das zylindrisch ausgebildete, geschlossene Gehäuse der Trägereinheit abstützt, daß die Meißelspitze axial belastet ist. Radial wird der Hammer über ein vorgespanntes hohlzylindrisches Dämmelement gegen das Gehäuse abgestützt. In axial unbelastetem Zustand liegt der Hammer mit einem Absatz auf metallischen Sperrelementen, die unmittelbar am Gehäuse befestigt sind, so daß in diesem Fall eine ungedämpfte metallische Verbindung zwischen dem Hammer und dem Gehäuse gegeben ist. Auch wenn insbesondere bei Grabenarbeiten auftretende radiale Kräfte zwischen dem Hammer und dem Gehäuse den Linearitätsbereich des elastischen Materials des hohlzylindrischen Dämmelements überschreiten, ist eine eine Lärmbelästigung verursachende ungedämpfte metallische Überbrückung zwischen dem Hammer und dem Gehäuse über metallische Ringelemente hergestellt.

Schließlich ist ein Gerät bekannt, bei dem der Hammer über seitliche Gummielemente mit dem kastenförmig ausgebildeten Gehäuse der Trägereinheit verbunden ist, wodurch in axialer Richtung eine gedämpfte Relativbewegung zwischen dem Hammer und dem Gehäuse möglich ist. Dabei werden die Gummielemente in Richtung der größten Beanspruchung auf Scherung - eine für weichelastische Materialien besonders ungünstige Art - beansprucht. Zudem werden radiale Kräfte zwischen dem Hammer und dem Gehäuse direkt übertragen, so daß eine wirksame Lärmminderung zumindest bei radialer Krafteinwirkung nicht gegeben ist.

Außer der Lärmabstrahlung kommt als weiterer Nachteil hinzu, daß bei einer verspannten Arbeitsweise mit radialer Belastung, die insbesondere bei Grabenarbeiten auftritt, radiale Impulse von der Meißelspitze in den Hammer reflektiert werden, die wiederum Massenkräfte hervorrufen, die um so größer und störender sind, je größer die Masse ist. Bei unmittelbarer metallischer Verbindung zwischen Hammer, Trägereinheit und Trägergerät ist eine sehr große Masse vorhanden, so daß sich auch eine entsprechend große zerstörerische Wirkung auf den Meißel, den Hammer, die Trägereinheit und das Trägergerät ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät mit einem Schlagaggregat und einer Trägereinheit zu schaffen, bei der auch bei extremen, d. h. den größten bei einem solchen Gerät auftretenden Kräften, insbesondere auch Radialkräften und beim unbelasteten Nachschlagen des Schlagaggregats eine wirkungsvolle Lärmminderung und ein schonungsvolles Betreiben möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene kennzeichnenden Merkmale gelöst. Durch das Verbinden der Seitenwangen durch Bolzen können die sonst bei Trägereinheiten üblichen Stirnwände entfallen. Dadurch wird aber die Wandfläche entscheidend reduziert, wodurch auch die Schallabstrahlung verringert wird. Außerdem ergibt sich für die Trägereinheit ein deutlich geringeres Gewicht und eine einfache Herstellung und Montage. Auch die Zugänglichkeit zum Schlagaggregat ist wesentlich verbessert. Durch die quer zur Achse des Schlagaggregats ausgerichteten Bolzen und zugehörigen Bohrungen wird das elastische Material der zwischen diesen angeordneten Dämpfungselemente in der Hauptbeanspruchungsrichtung sowohl nach oben als nach unten lediglich auf Druck beansprucht, also mit einer für elastisches Material günstigen Belastungsart beaufschlagt, wodurch sich eine große Standzeit der Dämpfungselemente ergibt. Eine Beanspruchung des elastischen Materials auf Zug und Scherung findet lediglich quer zur Hammerachse im Bereich geringerer Beanspruchungen statt. Da in dem Gerät keine mechanische bzw. metallische Begrenzung der Relativbewegung nach dem Überschreiten des Linearitätsbereichs des Dämpfungsmaterials vorgesehen ist, wird bei sachgemäßer Dimensionierung des Gerätes eine metallische Berührung zwischen dem Hammer und der Trägereinheit als Ursache für störenden Lärm und hohen Verschleiß sicher vermieden. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Dämpfungselemente ist eine sichere Führung des Hammers innerhalb der Trägereinheit auch dann gegeben, wenn die Dämpfungselemente ohne Vorspannung eingebaut sind.

Durch die rein elastische Abstützung zwischen Hammer und Trägereinheit ergibt sich sowohl für die Trägereinheit wie für das Schlagaggregat und dessen Werkzeug eine größere Lebensdauer.

Für die zwischen den Bolzen und Bohrungen angeordneten Dämpfungselemente ergibt sich bei allen - also auch radialen - Kräften in der Haupt- oder Längsmittelebene des Gerätes eine reine Druckbeanspruchung.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Mit der Ausbildung des Gerätes nach Anspruch 2 kann die Zahl der die Seitenwangen der Trägereinheit zusammenhaltenden Bolzen auf ein Minimum reduziert werden.

Eine weitere Progression der ohnehin überproportionalen Federkennlinie des Dämpfungsmaterials kann erreicht werden, falls das Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5 ausgebildet wird; mit der Anwendung einer Klebverbindung nach Anspruch 4 läßt sich dabei eine besonders einfache Maßnahme durchführen. Mit der Steigerung der Progression der Federkennlinie wird gleichzeitig erreicht, daß eine metallische Berührung zwischen dem Schlagaggregat und der Trägereinheit bei sonst gleichen Abmessungen mit höherer Sicherheit vermieden wird. Zusätzliche schalldämmende Maßnahmen sind in den Ansprüchen 6 und 7 beschrieben.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Trägerfahrzeug mit einem daran befestigten Gerät aus einem Hydraulikhammer und einer Trägereinheit in einer Seitenansicht,

Fig. 2 das aus dem Hydraulikhammer und der Trägereinheit bestehende Gerät in einer vergrößerten Darstellung und

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 in einem Querschnitt längs der Linie III-III.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist ein mit einem Schlagmeißel 1 versehener hydraulischer Schlaghammer 2 in einer Führungs- oder Trägereinheit 3 angeordnet. Die Trägereinheit 3 ist wiederum an einem Verbindungsstück 4 gehalten, das an einem Ausleger 5 eines Trägerfahrzeugs 6 befestigt ist. Der Ausleger 5 weist einen Hauptarm 7 auf, der an einem Hauptträger 8 angelenkt ist. Der Hauptträger 8 ist gelenkig im Trägerfahrzeug 6 gelagert und durch einen Hydraulikzylinder 9 in seiner Winkellage veränderbar; die Winkellage des Hauptarms läßt sich durch einen Hydraulikzylinder 10 beeinflussen. An dem freien Ende des Hauptarms 7 ist ein Verlängerungsarm 11 angelenkt, dessen Winkellage gegenüber dem Hauptarm 7 durch einen Hydraulikzylinder 12 verstellt werden kann. Das Verbindungsstück 4 schließlich läßt sich in seiner Winkellage gegenüber dem Verlängerungsarm 11 durch einen weiteren Hydraulikzylinder 13 einstellen. Der Meißel 1 kann somit durch die beschriebenen Auslegerelemente in der Zeichenebene, die gleichzeitig die Mittelebene des Auslegers 5 darstellt, in weiten Bereichen in verschiedenen Höhen, Weiten und Winkellagen an das zu zerkleinernde Gut 14 angesetzt werden.

Bei der Ausführungsform des aus der Trägereinheit 3 und dem Hammer 2 bestehenden Gerätes nach den Fig. 2 und 3 weist die Führungs- oder Trägereinheit 3 zwei Seitenwangen 16 auf, die jeweils über einen Flansch 17 an das Verbindungsstück 4 angeschraubt sind. Die Seitenwangen 16 weisen an drei Stellen paarweise Buchsen 18 mit koaxialen Bohrungen 19 auf, in denen sich jeweils ein gemeinsamer Bolzen 20 befindet, der an jedem Ende mit einem Spannstift 21 in der Trägereinheit 3 axial fixiert ist.

Während das Gerät in Fig. 2 in der gleichen Ansicht dargestellt ist wie das an dem Trägerfahrzeug 6 angebrachte Gerät in Fig. 1, ist das Gerät in Fig. 3 in einem Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2 dargestellt. Während die in Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Mittellinie 23 die Haupt- oder Längsmittelebene des Gerätes darstellt, entspricht die strichpunktiert dargestellte Mittellinie 24 in Fig. 2 der Quermittelebene.

Der Hammer 2, bei dem ein in einem in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeuteten Zylinder 25 bewegbarer Schlagkolben 26 pulsierend auf den Meißel 1 einwirkt, ist mit drei Bohrungen 27 ausgestattet, deren Anordnung bzw. Lochbild sich mit demjenigen der Bohrungen 19 in den Seitenwangen 16 deckt. Die Bohrungen 27 weisen in der Mitte eine durch bundartige Schultern 28 begrenzte zylindrische Erweiterung 29 und außen jeweils eine Anfasung 30 auf. Der Raum zwischen der zylindrischen Erweiterung 29 der jeweiligen Bohrung 27 und dem zugehörigen Bolzen 20 der Trägereinheit 3 wird durch ein Dämpfungselement 31 aus weichelastischem Material ausgefüllt. Insgesamt weist das Gerät drei derartig ausgebildete elastische Verbindungen zwischen der Trägereinheit 3 und dem Hammer 2 auf.

Bei der Montage des Gerätes werden die Bolzen 20 mit den Dämpfungselementen 31 durch die Anfassungen 30 in die Bohrungen 27 gedrückt, bis das Material der Dämpfungselemente 31 die zylindrische Erweiterung 29 ganz ausfüllt.

Bei dem beschriebenen Gerät können die wesentlichen, in der Hauptmittelebene 23 auftretenden Kräfte zwischen dem Hammer 2 und der Trägereinheit 3 sowohl mit senkrechter bzw. - bezogen auf den Meißel 1 und den Zylinder 25 - axialer Komponente als auch mit waagerechter bzw. radialer Komponente einwandfrei übertragen werden. Das elastische Material weist eine progressive Federkennlinie auf, das heißt, die übertragene Kraft steigt überproportional gegenüber der Auslenkung bzw. der Relativbewegung zwischen dem Hammer 2 und der Trägereinheit 3, so daß eine Änderung im Bereich großer Kräfte nur noch eine geringe Änderung der Relativbewegung zur Folge hat. Der - bezogen auf die Bolzen 20 - radiale Abstand der metallischen Teile zwischen dem Hammer 2 und den Buchsen 18 der Trägereinheit 3 ist derart gewählt, daß eine metallische Berührung selbst bei den größten zu erwartenden Kräften mit Sicherheit verhindert wird. Der wiederum auf die Bolzen 20 bezogene axiale Abstand zwischen dem Hammer 2 und den Buchsen 18 ist ebenfalls so groß gewählt, daß eine metallische Berührung selbst bei den größten zu erwartenden Kräften mit einer Komponente senkrecht zur Hauptmittelebene 23 nicht stattfindet.

Zwischen den Seitenwangen 16 der Trägereinheit 3 ist ein bandförmiger Mantel 32 aus schallschluckendem Material angeordnet. Der Mantel 32, der Öffnungen 33, 34 zur Durchführung der Schläuche 35 für das Hydraulikmedium bzw. zur Durchführung für den Meißel 1 aufweist, ist durch Umbördelungen 36 der Seitenwangen 16 gehalten und bis zur Unterseite des Hammers 2 geführt. Die Seitenwangen 16 sind zur weiteren Schalldämmung an ihrer Innenseite mit Dämmatten 37 beklebt.

Im einfachsten Fall sind die Dämpfungselemente 31 über Kraft- bzw. Reibungsschluß mit den entsprechenden Flächen der Bohrung 27 im Hammer 2 bzw. der Oberfläche der Bolzen 20 verbunden, während die Schultern 28 der Bohrungen 27 und die Buchsen 18 lediglich an den Seiten einen teilweisen Formschluß zu den Dämpfungselementen 31 darstellen. Die im wesentlichen hohlzylindrischen Dämpfungselemente 31 können an ihrer Innenfläche aber auch durch eine Klebverbindung mit dem Bolzen 20 verbunden sein, wodurch die Federkennlinie "aufgebrachte Kraft in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Hammer 2 und Trägereinheit 3" progressiver verläuft.

Die Dämpfungselemente 31 und der Mantel 32 bestehen aus Gummi oder einem gummiähnlichen Werkstoff. Die Dämmatten 37 können aus einer mit spezifisch schweren Füllstoffen angereicherten thermoplastischen biegeweichen Kunststoffmischung mit einer Dichte in der Größenordnung von (2 . . . 2,5) 10³ kg/m³ bestehen.

Claims (7)

1. Gerät bestehend aus einer Trägereinheit und einem innerhalb dieser angeordneten Schlagaggregat, das über elastische, in Richtung seiner Achse, nach oben und quer zu dieser wirksame Dämpfungselemente mit der Trägereinheit verbunden ist und das einen in einem Zylinder translatorisch bewegbaren und auf ein amboßartiges Werkzeug einwirkenden Kolben enthält, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - die Trägereinheit (3) besteht aus zwei nur durch Bolzen (2) miteinander verbundenen Seitenwangen (16);
• - das Schlagaggregat (2) ist an den Bolzen (20) gelagert und weist dazu für jeden Bolzen (20) eine Bohrung (27) auf;
• - die Längsachsen der Bolzen (20) und der Bohrungen (27) liegen in einer zur Achse des Schlagaggregats (2) senkrechten Ebene;
• - zwischen den Bolzen (20) und den Wandungen der Bohrungen (27) sind die Dämpfungselemente (31) jeweils derart angeordnet, daß die Bolzen (20) und die Wandungen der Bohrungen (27) bei allen beim Betreiben des Gerätes auftretenden Kräften auf Abstand gehalten sind;
• - die Dämpfungselemente (31) sind in ihrer Lage durch Form- oder Kraftschluß fixiert.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheit (3) lediglich zwei Bolzen (20) aufweist und die Bohrungen (27) im Gehäuse des Schlagaggregats (2) ausgebildet sind.

3. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (31) mit den Bolzen (20) und/oder Wandungen der Bohrungen (27) durch Vulkanisieren verbunden sind.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (31) durch eine Klebverbindung mit den Bolzen (20) und/oder Wandungen der Bohrungen (27) verbunden sind.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (31) zumindest an einer der zum Kontakt mit den Bolzen (20) und/oder den Wandungen der Bohrungen (27) vorgesehenen Fläche eine an Ihnen befestigte Stahlhülse aufweisen.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagaggregat (2) über den gesamten Abstand der Seitenwangen (16) von einem Mantel (32) aus schalldämmendem Material umgeben ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwangen (16) innen und/oder außen mit einem schalldämmenden Material bedeckt sind.