DE3690814C2 - Pneumatische Vorrichtung f}r einmalige Schl{ge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Vorrichtung für einmalige Schläge, wie sie im Bauwesen, Bergbau, Maschinenbau und Hüttenwesen als Handwerkszeug zum Markieren, Körnen, Nieten, für Anreißarbeiten und zum Abhauen von Trichter­ schrott verwendet werden kann. Als Arbeitswerkzeug solcher Vorrichtungen dient je nach der auszuführenden Arbeit ein Schlagstempel, ein Körner, ein Döpper oder ein Meißel.

Das Arbeitswerkzeug sitzt im vorderen Ende eines Gehäuses mit in ihm vorgesehenen Ein- und Auslaßschlitzen, dessen Hohlraum durch ein Schlagorgan in zwei Arbeitskammern unter­ teilt wird. Als Energieträger dient ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium, das von einem fahrbaren oder ortsfesten Kompressor über einen flexiblen Schlauch der Vorrichtung zugeführt wird. Nachfolgend wird zur Vereinfachung der Schil­ derung von Druckluft gesprochen.

Während des Betriebs der Vorrichtung vollführt das Schlagorgan unter der Wirkung der Druckluft, die mittels einer geeigneten Steuerung abwechselnd in die Arbeitskammern eintritt, eine hin- und hergehende Bewegung in axialer Richtung und übt am Ende jedes Vorwärtsgangs einen Schlag auf die Stirnfläche des Arbeitswerkzeuges aus. Unter der Wirkung der Schläge verrichtet das Arbeitswerkzeug eine Arbeit, also je nach dem Arbeitswerkzeugtyp ein Markieren, Körnen, Abschroten, Nieten oder dergl.

Da die Vorrichtung bei den Arbeitsoperationen von der Bedie­ nungsperson unmittelbar in der Hand gehalten wird, werden erhöhte Anforderungen an ihre Zuverlässigkeit (Nutzungsdauer) und ihre Betriebsbedingungen gestellt.

Aus dem SU-Erfinderschein 7 06 239 ist eine Einzelschläge ausübende pneumatische Vorrichtung mit einem zylindrischen Gehäuse mit Ein- und Auslaßschlitzen bekannt, in welchem ein Schlagorgan hin- und herbewegbar angeordnet ist, das den Hohlraum des Gehäuses in eine vordere und eine hintere Kammer aufteilt. Das abgefederte Arbeitswerkzeug hat einen als Ventil ausgebildeten Kopf, der eine Verbindung der vor­ deren Kammer mit der Atmosphäre beherrscht. Im Schlagorgan verläuft eine enge Axialbohrung, die die vordere Kammer mit der hinteren verbindet und bei in Bereitschaft befindlicher Vorrichtung einen Druckaufbau in der vorderen Kammer ermöglicht, der das Schlagorgan in die rückwärtige Ausgangsstellung bewegt und in dieser hält.

Um einen Schlag auszulösen ist bei dieser Bauart der Vorrichtung ein Andrücken des Arbeitswerkzeuges an das Werkstück erforderlich, wobei der als Ventil ausgebildete Kopf die Verbindung der vorderen Kammer mit der Atmosphäre herstellt. Dadurch bricht der Druck in der vorderen Kammer zusammen und der in der hinteren Kammer verbleibende Druck beschleunigt das Schlag­ organ nach vorne bis zur Ausführung des Schlags auf das Arbeits­ werkzeug.

Bei dieser Ausbildung sind beträchtliche Kräfte erforderlich, die von der Bedienungsperson zur Auslösung des Schlags ange­ legt werden müssen, was die Betriebsbedingungen erschwert und eine Verminderung der Einzelschlagenergie hervorruft.

Aus dem SU-Erfinderschein 10 27 026 ist eine Einzelschläge ausübende pneumatische Vorrichtung bekannt, in deren zylin­ drischem Gehäuse mit Ein- und Auslaßschlitzen eine Hülse in Axialrichtung beweglich geführt ist, wobei das Schlagorgan in dieser gleitet und das Arbeitswerkzeug axial beweglich im vorderen Ende der Hülse sitzt. Durch die Bewegung der Hülse wird gleichzeitig die Druckluftverteilung gesteuert: Bei einer Rückwärtsbewegung wird die vor dem Schlagorgan liegende Kammer entlüftet und die hinter dem Schlagorgan liegende Kammer mit der im hinteren Teil des Gehäuses und im Ringraum zwischen Gehäuse und Hülse anstehenden Druckluft in Verbindung gesetzt.

Zur Auslösung eines Schlags drückt die Bedienungsperson das Gerät mit seinem Arbeitswerkzeug auf das Werkstück, wodurch sich zunächst das Werkzeug tiefer in die Hülse einschiebt und sodann bei weiterem Drücken die Hülse im Gehäuse nach hinten verschoben wird und die erwähnten Strömungsverbindungen freigibt. Dadurch wird die vordere Kammer entlüftet und der Druck in der hinteren Kammer beschleunigt das Arbeitsorgan nach vorne bis zur Ausführung eines Schlags.

Auch bei dieser Ausbildung sind zur Bedienung erhebliche Kräfte erforderlich, was das Arbeiten mit dem Gerät erschwert und die Energie der Einzelschläge verringert.

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer aus der US-PS 38 51 713 bekannten pneumatischen Vorrichtung für einmalige Schläge mit einem zylindrischen Gehäuse mit Einlaß- und Auslaß­ schlitzen, in welchem ein Schlagorgan hin- und herbewegbar untergebracht ist, das den Innenraum des Gehäuses in eine vordere und eine hintere Kammer aufteilt, einem im vorderen Ende des Gehäuses sitzenden Arbeitswerkzeug, einem Luftver­ teiler in einem Handgriff des Gehäuses, in dem Kanäle für die Zufuhr von Druckluft in den Innenraum des Gehäuses ange­ ordnet sind, sowie mit einer Hülse mit Öffnungen, die mit dem Gehäuse verbunden ist und mit ihm einen Ringraum bildet, der mit der vorderen Kammer mittels der Auslaßschlitze zum Ausströmen der Luft periodisch verbindbar ist.

Bei dieser Ausbildung sitzt im Ringraum zwischen dem Gehäuse und der Hülse ein ringförmiger Schwimmkolben, der während einer Vorbereitungsphase der Schlagausübung durch Druckluftbe­ aufschlagung verschoben wird und dadurch die Luft vor seiner anderen Stirnseite zum Zwecke der Energiespeicherung kompri­ miert. Bei dieser recht komplizierten Vorrichtung sind zwei Steuerungsventile vorhanden, deren eines zur Einleitung der Vorbereitungsphase betätigt werden muß, während das andere zur eigentlichen Schlagauslösung betätigt werden muß. Somit ist nicht nur die Konstruktion, sondern auch die Bedienung recht aufwendig.

Aus der US-PS 31 11 997 ist noch ein pneumatisches Schlagwerk­ zeug für einmalige Schläge bekannt, dessen Schlagorgan in Richtung seiner hinteren Stellung federbeaufschlagt ist, wobei jedoch die Steuerung hier wieder ähnlich verläuft, wie oben bezüglich des SU-Erfinderscheins 7 06 239 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einzelschläge ausübende pneumatische Vorrichtung zu schaffen, die bei ein­ fachem Aufbau und bequemer Bedienung eine Erhöhung der Einzel­ schlagenergie zu erzielen gestattet.

Ausgehend von der vorstehend betrachteten gattungsgemäßen Ausbildung einer Vorrichtung für einmalige Schläge gelingt die Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß durch eine im vorderen Teil des Ringraums axialverschiebliche abgefederte Luftverteilungsbuchse mit radialen Schlitzen, die in Ein­ drehungen in den beiden Oberflächen der Luftverteilungsbuchse münden, wobei die Auslaßschlitze des Gehäuses in gleicher Höhe mit den Öffnungen der Hülse liegen und in der vorderen Stellung der Luftverteilungsbuchse durch deren Radialschlitze in Verbindung kommen, während die Verbindung in der hinteren Stellung der Luftverteilungsbuchse unterbrochen ist, und wobei der Ringraum mittels des Luftverteilers wechselweise mit der Druckluftquelle oder der Atmosphäre verbindbar ist und die vordere und die hintere Kammer über mindestens einen Kanal miteinander in Verbindung stehen, der in dem Schlag­ organ vorgesehen ist, welches in Richtung seiner hinteren Stellung federbeaufschlagt ist.

Bei einer solchen erfindungsgemäßen Ausbildung dient die Luftverteilungsbuchse im Ringraum zwischen Gehäuse und Hülse als Steuerorgan für den Druck in der vorderen Kammer, wobei zur Schlagauslösung eine maximal schnelle Entlüftung dieser Kammer möglich wird. Die Bewegung der Luftverteilungsbuchse wird in bequemer Weise durch den Luftverteiler gesteuert, welcher beispielsweise mittels eines Abzugshahns bedienbar ist.

Es ist zweckmäßig, die Auslaßschlitze des Gehäuses als Quer­ spalten auszubilden, wodurch die Einzelschlagenergie der Vorrichtung durch ein maximal schnelles Öffnen der Auslaß­ schlitze bei minimaler Öffnungszeit weiter erhöht wird.

Es empfiehlt sich, die axiale Erstreckung der Eindrehungen der Luftverteilungsbuchse größer als die axiale Erstreckung der Auslaßschlitze zu wählen, was auch bei geringeren Anforde­ rungen an die Herstellungsgenauigkeit die Einzelschlagenergie der Vorrichtung durch vollständiges Öffnen der Auslaßschlitze und entsprechend schnelles Entlüften der vorderen Kammer zu erhöhen gestattet.

Es ist schließlich zweckmäßig, daß die Luftverteilungsbuchse eine Raste zur Fixierung ihrer hinteren Endstellung aufweist, die unter der Wirkung der Druckbeaufschlagung der Luftvertei­ lungsbuchse auslöst. Dies hat zur Folge, daß sich vor der Auslösung der Luftverteilungsbuchse ein gewisser, diese beauf­ schlagender Druck aufbaut, der dann im Sinne einer schnellen Vorwärtsbewegung der Luftverteilungsbuchse wirkt, was wiederum zur Folge hat, daß die vollständige Freigabe der Auslaßschlitze schnell erreicht wird und die Entlüftung der vorderen Kammer ganz besonders schnell stattfindet.

Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den Längsschnitt einer Einzelschläge ausübenden pneu­ matischen Vorrichtung in deren Bereitschaftsstellung;

Fig. 2 die Vorrichtung im Augenblick der Schlagausübung;

Fig. 3 den Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1.

Die pneumatische Vorrichtung für Einzelschläge hat ein zylin­ drisches Gehäuse 1 mit Einlaßschlitzen 2 und Auslaßschlitzen 3, in welchem ein Schlagorgan 4 hin- und herbewegbar unterge­ bracht ist, das den Innenraum des Gehäuses in eine vordere Kammer 5 und eine hintere Kammer 6 unterteilt. Im vorderen Ende des Gehäuses 1 sitzt ein Arbeitswerkzeug 7. Am hinteren Teil des Gehäuses 1 ist ein Handgriff 9 ausgebildet, in dem sich ein Luftverteiler 8 befindet und Kanäle 10, 11 für die Zufuhr von Druckluft in den Innenraum des Gehäuses 1 ausgeführt sind.

Das Gehäuse 1 ist von einer starr mit ihm verbundenen Hülse 12 umgeben, die Öffnungen 13 aufweist und mit dem Gehäuse 1 einen Ringraum 14 bildet, in welchem eine in Axialrichtung verschiebbare Luftverteilungsbuchse 15 untergebracht ist, die in Richtung ihrer hinteren Stellung federbeaufschlagt ist. Die Hülse 12 hat radiale Schlitze 16, die in Eindrehungen 17 in ihrer Innen- und Außenfläche enden. Die axiale Erstreckung der Eindrehungen 17 soll größer sein als die der Auslaßschlitze 3.

Die Auslaßschlitze 3 des Gehäuses 1 liegen auf gleicher Höhe mit den Öffnungen 13 der Hülse 12 und sind in der vorderen Stellung der Luftverteilungsbuchse 15 (Fig. 2) durch deren Radialschlitze 16 miteinander verbunden, die in dieser Stellung ebenfalls auf gleicher Höhe liegen. In der hinteren Stellung der Luftverteilungsbuchse 15 überdeckt diese die Verbindung zwischen den Auslaßschlitzen 3 und den Öffnungen 13.

Im Schlagorgan 4 ist ein Kanal 18 zur Verbindung der vorderen Kammer 5 und der hinteren Kammer 6 vorgesehen. In einer anderen Ausführungsform können im Schlagorgan zwei, drei und mehr Kanäle ausgeführt sein. Außerdem befinden sich im Innenraum des Gehäuses 1 eine Feder 19, die das Schlagorgan 4 in Richtung seiner hinteren Stellung beaufschlagt, und ein Stoßdämpfer 20, der mit dem Schlagorgan 4 auf der Seite der hinteren Kammer 6 zusammenwirkt.

In der Luftverteilungsbuchse 15 ist eine Eindrehung 21 zur Zusammenwirkung mit einer Kugelraste 22 zur Fixierung der Luftverteilungsbuchse 15 in der oberen Endstellung, wobei diese Fixierung sich bei Erreichen eines ausreichenden Luft­ drucks im Ringraum 14 löst. Vor der Luftverteilungsbuchse ist im Ringraum 14 eine diese in Richtung nach hinten beauf­ schlagende Feder 23 angeordnet, deren vorderes Ende sich auf einen Deckel 24 abstützt, der das Gehäuse 1 nach vorne abschließt.

Im Handgriff 9 ist ein Kanal 25 zur Verbindung des Ringraumes 14 mit der Atmosphäre ausgeführt, wobei der Luftverteiler 8 diesen Kanal 25 sowie den Kanal 10 zur Druckluftbeaufschlagung des Ringraums 14 beherrscht.

Die beschriebene Vorrichtung zur Ausführung einmaliger Schläge arbeitet folgenderweise:

Die Druckluft gelangt durch den Stutzen des Handgriffs 9, den Kanal 11 und die Einlaßschlitze 2 in die hintere Kammer 6 und tritt auch durch den im Schlagorgan 4 ausgeführten Kanal 18 in die vordere Kammer 5 ein. Dabei befindet sich die Luftverteilungsbuchse 15 unter der Wirkung der Feder 23 in der hinteren Endstellung, während der Ringraum 14 über den Luftverteiler 8 und den Kanal 25 mit der Atmosphäre in Verbindung steht und das Schlagorgan 4 durch die Feder 19 in der hinteren, durch den Stoßdämpfer 20 begrenzten Endstellung gehalten wird. Diese Bereitsschaftsstellung ist in Fig. 1 gezeigt.

Beim Verschieben des Luftverteilers 8 (Fig. 2) in die hintere Endstellung wird der Kanal 25 abgesperrt, und die Druckluft strömt durch den vom Luftverteiler 8 jetzt geöffneten Kanal 10 in den Ringraum 14 und wirkt auf die Stirnfläche der Luftver­ teilungsbuchse 15 ein, die durch die in die Eindrehung 21 greifende Kugelraste 22 fixiert ist. Sobald der Druck im Ringraum 14 einen vorgegebenen Wert erreicht hat, kommt es zur Entriegelung der Luftverteilungsbuchse 15 und deren Vor­ wärtsverschiebung in die vordere, durch den Deckel 24 begrenzte Endstellung, wobei sie die Feder 23 zusammendrückt.

Hierbei wird die vordere Kammer 5 über die zur Deckung ge­ brachten Auslaßschlitze 3, Eindrehungen 17, die radialen Schlitze 16 und Öffnungen 13 mit der Atmosphäre verbunden und es geschieht ein heftiger Auspuff der Druckluft aus der vorderen Kammer 5 in die Atmosphäre. Dabei wirkt mit, daß die axiale Erstreckung der Eindrehungen 17 größer ist als die der Auslaßschlitze 3 und es so nicht zu Strömungswider­ ständen und einem den Auspuff der Druckluft behindernden Puffer in der vorderen Kammer 5 beim Vorwärtsgang des Schlag­ organs 4 kommen kann, was die Schlagenergie vermindern würde.

Infolge der Druckdifferenz zwischen der vorderen Kammer 5 und der hinteren Kammer 6 wird das Schlagorgan 4 nach vorn beschleunigt, wobei es die Feder 19 zusammendrückt, und trifft am Ende seiner Bewegung auf das Arbeitswerkzeug 7, welches seinerseits auf das Werkstück schlägt, auf das es aufgesetzt wurde.

Wenn der Luftverteiler 8 losgelassen wird, versperrt er wieder den Kanal 10 zur Druckluftbeaufschlagung des Ringraums 14 und öffnet den Kanal 25 zur Entlüftung desselben. Dadurch wird die Luftverteilungsbuchse 15 unter der Wirkung der Feder 23 in die hintere Stellung verschoben, wo sie wieder mittels der Eindrehung 21 durch die Kugelraste 22 fixiert wird.

Sobald die Luftverteilungsbuchse 15 mit ihren Wänden die Auslaßschlitze 3 überdeckt, wird in der vorderen Kammer 5 durch den im Schlagorgan 4 vorgesehenen Kanal 18 wieder der Speisedruck aufgebaut und das Schlagorgan 4 bewegt sich unter der Wirkung der Feder 19 in die hintere Endstellung, die durch den Stoßdämpfer 20 begrenzt ist. Dadurch ist die Schlag­ bereitschaft wieder hergestellt.

Die beschriebene Vorrichtung zur Ausführung von Einzelschlägen erzielt wegen des heftigen Auspuffs der Druckluft aus der vorderen Kammer hohe Schlagleistungen und erfordert nur einen geringen Kraftaufwand zur Bedienung. Die erzielbare Erhöhung der Schlagenergie beträgt um 7 bis 10% und die Betriebsbe­ dingungen sind verbessert.

Claims (4)

1. Pneumatische Vorrichtung für einmalige Schläge mit einem zylindrischen Gehäuse (1) mit Einlaß- und Auslaßschlitzen (2, 3), in welchem ein Schlagorgan (4) hin- und herbewegbar untergebracht ist, das den Innenraum des Gehäuses (1) in eine vordere und eine hintere Kammer (5, 6) aufteilt,
einem im vorderen Ende des Gehäuses (1) sitzenden Arbeitswerk­ zeug (7),
einem Luftverteiler (8) in einem Handgriff (9) des Gehäuses (1), in dem Kanäle (10, 11) für die Zufuhr von Druckluft in den Innenraum des Gehäuses (1) angeordnet sind,
sowie mit einer Hülse (12) mit Öffnungen (13), die mit dem Gehäuse (1) verbunden ist und mit ihm einen Ringraum (14) bildet, der mit der vorderen Kammer (5) mittels der Auslaß­ schlitze (3) zum Ausströmen der Luft periodisch verbindbar ist, gekennzeichnet durch eine im vorderen Teil des Ringraums (14) axialverschiebliche abgefederte Luftverteilungsbuchse (15) mit radialen Schlitzen (16), die in Eindrehungen (17) in den beiden Oberflächen der Luftverteilungsbuchse (15) münden,
wobei die Auslaßschlitze (3) des Gehäuses (1) in gleicher Höhe mit den Öffnungen (13) der Hülse (12) liegen und in der vorderen Stellung der Luftverteilungsbuchse (15) durch deren Radialschlitze (16) in Verbindung kommen, während die Verbindung in der hinteren Stellung der Luftverteilungsbuchse (15) unterbrochen ist,
und wobei der Ringraum (14) mittels des Luftverteilers (8) wechselweise mit der Druckluftquelle oder der Atmosphäre verbindbar ist,
und die vordere und die hintere Kammer (5, 6) über mindestens einen Kanal (18) miteinander in Verbindung stehen, der in dem Schlagorgan (4) vorgesehen ist, welches in Richtung seiner hinteren Stellung federbeaufschlagt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßschlitze (3) des Gehäuses (1) als Querspalten ausge­ bildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der Eindrehungen (17) der Luftvertei­ lungsbuchse (15) größer als die axiale Erstreckung der Auslaß­ schlitze (3) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Raste (22) zur Fixierung der Luftverteilungsbuchse (15) in deren hinterer Endstellung, die unter der Wirkung der Druck­ luftbeaufschlagung der Luftverteilungsbuchse (15) auslösbar ist.