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Schlagwerkzeug, bei dem eine kreisende Antriebsbewegung umgesetzt
wird in eine Schlagbewegung Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlagwerkzeug, bei
dem eine kreisende Bewegung umgesetzt wird in eine Schlagbewegung eines hin und
zurück beweglichen Schlagkörpers.
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Erfindungsgemäß steht das Schlagwerkzeug dieser Art unter dem Einfluß
eines Kraftspeichers, der einerseits aus einem oder mehreren an der kreisenden Bewegung
teilnehmenden Körpern, anderseits aus Führungsflächen sich zusammensetzt, welche
den oder die Körper bei dem Rückhub des Schlagkörpers entgegengesetzt zur Fliehkraft
verschieben. Auf diese Weise wird beim Rückhub Arbeit aufgespeichert, die beim darauffolgenden
Arbeitshub wieder abgegeben wird. Es hat sich herausgestellt, daß ein derartiger
Kraftspeicher wirksamer als ein= mit Federkraft oder Luftverdichtung oder -verdünnung
arbeitender Kraftspeicher ist. Er läßt hohe Antriebsgeschwindigkeiten zu, bei denen
beispielsweise die Federn von Federkraftspeichern leicht brechen würden. Durch geeignete
Führung der- an der kreisenden Bewegung teilnehmenden Körper läßt sich die Schlagkraft
in beliebiger Weise mit Bezug auf den Arbeitshub regeln.
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Der oder die an der kreisenden Bewegung teilnehmenden Körper können
beispielsweise entweder am Schlagkörper beweglich angeordnet sein und mit den kreisend
angetriebenen Führungsteilen für den Schlagkörper zusammenwirken, oder sie können
in dem kreisend angetriebenen Führungsteil für den Schlagkörper beweglich untergebracht
sein, wobei sie dann mit entsprechenden Führungsflächen an dem hin und her laufenden
Schlagkörper zusammenwirken. Sie können aus Kugeln, Rollen, Walzen o. dgl. bestehen,
die radial gelagert oder an in Radialebenen drehbar gelagerten Armen befestigt sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen des Schlagwerkzeuges gemäß der Erfindung hervor.
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Die obere Hälfte der Abb. i zeigt eine Ausführungsform, die untere
Hälfte eine andere Ausführungsform eines nach der Erfindung ausgeführten Schlagwerkzeuges
im schematischen Längsschnitt. Abb. 2 zeigt die hintere Hälfte einer anderen Arbeitsstellung
der sich auf die ersterwähnte Ausführungsform beziehenden Teile. Abb. 3, q. und
g zeigen andere Ausführungsformen eines nach der Erfindung ausgeführten Schlagwerkzeuges
im Längsschnitt. Abb.6 und 7 zeigen im Längsschnitt bzw. im Querschnitt nach der
Geraden VII-VII in Abb. 6 eine sechstem Ausführungsform, und Abb. 8 schließlich
verdeutlicht eine siebente Ausführungsform, desgleichen im Längsschnitt. Abb. g
und io verdeutlichen ein paar Kraftdiagramme, am nächsten zu den in Abb. 3 und q.
dargestellten Ausführungsformen gehörend.
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In sämtlichen Abbildungen ist i der Schlagkörperteil,
2
der Führungsteil, 3 der Amboß und q. und 5 die an dem Schlagkörperteil i und dem
Amboß 3 angebrachten, für das Zurückwerfen des Schlagkörperteiles nach dem Schlage
benutzten schrägen Flächen.
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Bei der Ausführungsform nach -Abb. i ist der Hinterteil des Schlagkörperteiles
i mit radialen Nuten 7 versehen, in welchen Kugeln 8 beweglich gelagert sind. Es
wird angenommen, daß der Führungsteil 2 in einem Gestell 9 drehbar gelagert ist
und mittels eines elektrischen Motors o. dgl. gedrehtwird. Bei der in der oberen
Hälfte der Abb. i dargestellten Ausführungsform stehen der Führungsteil 2 und der
Schlagkörperteil i durch eine Keilnutenverbindung io, m derart miteinander in Verbindung,
daß der Schlagkörperteil zum Teilnehmen an der Drehbewegung des Führungsteiles gezwungen
wird, obgleich er gleichzeitig eine hin und her gehende Bewegung in bezug auf den
Führungsteil ausführen kann. Die Nut ix kann dabei gerade oder gebogen, gegebenenfalls
schraubenförmig sein, um den stoßfreien Lauf des Schlagkörpers im Führungsteil zu
gestatten, Der Hinterteil des Führungsteiles z ist mit geneigten Führungsflächen
12 für die Kugeln 8 versehen, so daß diese Kugeln bei der Rücklaufbewegung des Schlagkörpers
dazu gezwungen werden, sich in der Richtung gegen das Drehzentrum hin zu bewegen.
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Bei der Ausführungsform nach der unteren Hälfte der Abb. i ersetzen
die Kugeln 8 den Keil io, indem sie in im Führungsteil angeordneten Rinnen 13 laufen,
die dabei auch demselben Zweck wie die Führungsfläche 12 dienen. Die Wirkungsweise
der Vorrichtung ist wie folgt.
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Wenn der Schlagkörperteil i gegen den AmbOß 3 aufschlägt, wird die
Schlagarbeit an diesen und das darin befestigte Werkzeug, z. B. einen Bohrer, Meißel,
Nietstanze o. dgl., übertragen. Bei der Schlagübertragung an den verschiebbar, nicht
aber drehbar gelagerten Amboß wird der Schlagkörper, durch Zusammenwirkung zwischen
den schrägen Flächen q. und 5 und der schnellen Drehbewegung des Schlagkörpers,
einer in der Richtung nach hinten wirkenden Kraftkomponente ausgesetzt, die den
Schlagkörper zurückwirft. Um ein Ausbeuten dieser Arbeit zwecks Herbeiführung des
nächsten Arbeitsschlages ganz oder teilweise zu ermöglichen, muß ein Kraftspeicher
vorhanden sein, und dieser besteht nach der Erfindung aus den Kugeln 8 und den Führungen
i2 bzw. 13. Durch die schnelle Drehbewegung des Führungsteiles und damit des Schlagkörperteiles
streben nämlich diese Kugeln 8 danach, sich radial nach außen zu bewegen und dies
mit einer Kraft, die um so größer ist, je größer der Abstand von dem Zentrum ist,
unter Voraussetzung einer konstanten Drehzahl. Die Kugeln drücken daher mit großer
Kraft gegen die Führungsflächen 12 des Führungsteiles, und wegen der schrägen Anbringung
dieser Flächen im Verhältnis zu der gemeinsamen Drehachse der Kugeln entsteht eine
Kraftkomponente der Fliehkraft, die der erwähnten Drehachse parallel ist und in
entgegengesetzter Richtung zu der Rücklaufbewegung des Schlagkörpers gerichtet ist.
Hierdurch wird Arbeit unter Bremsung der Bewegung des Schlagkörpers aufgespeichert.
Wenn die Bewegung des Schlagkörpers aufhört, wird diese Arbeit an den Schlagkörper
wieder abgegeben, indem die vorher erwähnte Komponente, deren Richtung unverändert
ist, dem Körper eine schnelle Bewegung, Schlagbewegung, in entgegengesetzter Richtung
verleiht.
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Bei den in Abb. i dargestellten Ausführungsformen gehen die Führungsflächen
12, 13 nach hinten in eine zylindrische Fläche 15 über, und dies hat zur Folge,
daß, wenn die Rücklaufbewegung des Schlagkörpers so groß ist, daß die Kugeln 8 auf
diese zylindrische Fläche kommen, die aufgespeicherte Kraft in den Kugeln zurückgehalten
wird, ohne sie an den Schlagkörper wieder abgeben zu lassen, wenn dieser nicht von
einem äußeren Impuls beeinflußt wird, z. B. durch Umkippen des Schlagwerkzeuges,
mit dem Amboß nach unten gerichtet, wo die Schwerkraft imstande ist, den Schlagkörper
und damit die Kugeln wieder in die Richtung gegen den Amboß zu führen, so daß die
Kugeln wieder an die schrägen Flächen 12, 13 gelangen und imstande sind, die aufgespeicherte
Arbeit an den Schlagkörper auf die oben schon klargelegte Weise abzugeben.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 33 geht die schräge Fläche 12 nach
vorn in eine in entgegengesetzter Richtung verlaufende schräge oder bogenförmige
Fläche 16 über. Aus dem Obigen dürfte es klar sein, daß eine derart angeordnete
Fläche 16 eine Kraftkomponente hervorbringt, die auf den Schlagkörper in entgegengesetzter
Richtung, aber parallel zu der Schlagbewegung wirkt und somit auf diese bremsend
wirkt, wenn der Schlagkörper Gelegenheit bekommen würde, sich so weit nach vorn
zu verschieben, daß die Kugeln auf der schrägen Fläche i6 anliegen. Diese Anordnung
soll dann benutzt werden, wenn das Schlagwerkzeug in Leerlauf arbeitet, und somit
ein Zerschlagen des Werkzeuges verhindern.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. q. wird eine andere Form der Führungsfläche
12, 16 dargestellt. Auch hier ist eine zylindrische Führungsfläche 15 am hinteren
Ende vorhanden, und zwischen dieser Fläche 15 und der Führungsfläche 12 ist außerdem
eine schräge Führungsfläche 17 angeordnet, die das unbeabsichtigte Herüberleiten
der Kugeln 8 von der Fläche 15 auf die Fläche 12 verhindert. Für das Herüberleiten
kann man sich beispielsweise eines von außen verschiebbaren Stiftes 18 bedienen.
In
Abb. 5 wird eine andere Ausführungsform der Lagerung der Fliehkörper 8 dargestellt,
indem diese, welche aus Kugeln, Rollen o. dgl. bestehen, hier an den äußeren Enden
von am Schlagkörper i drehbar gelagerten Armen ig drehbar gelagert sind.
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Im übrigen ist die Vorrichtung der Ausführungsform nach Abb. 5 beispielsweise
Abb. 3 ähnlich, obgleich die schrägen Flächen i2, 16 etwas verschieden geformt sind.
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Bei den Ausführungsformen nach Abb.6 und 7 haben, wie dargestellt,
die schrägen Flächen 12 eine erhebliche Steigung, so daß die Kugeln 8 eine große
radiale Verschiebung erhalten können, d. h. eine verhältnismäßig große Kraftaufspeicherung
bei einer kleinen axialen Bewegung des Schlagkörpers ermöglichen.
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In Abb. 8 ist eine Umkehrung der Ausführungsform nach Äbb. 3 dargestellt,
indem der Führungsteil e hier die radial beweglichen Kugeln 8 trägt, die in radialen
Nuten in einem aus dem hinteren Ende des Führungsteiles herausragenden zentralen
Zapfen 2o gelagert sind. Die Anordnung setzt selbstredend eine Drehung des Führungsteiles
voraus.
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In Abb. 9 und io sind einige Kraft-Weg-Diagramme dargestellt, welche
die gegenseitigen Größenverhältnisse der Fliehkraft und der vorher erwähnten Kraftkomponente,
der translatorischen Kraft, bei den in Abb. 3 und q. gezeigten Ausführungsformen
darstellen. In den Diagrammen sind, wie angenommen, die Kräfte nach der Ordinate,
die Wegstücke nach der Abszisse abgesetzt, und es entsprechen die Punkte c, a,
b, d, e bzw. C, A, B, D, E in Abb. 9 und io den entsprechenden Punkten
in Abb. 3 und q.. Die unter der Abszisse gestrichelten Flächen bezeichnen die von
den Fliehkörpern empfangene Bremsarbeit bei der Vorwärtsbewegung des Schlagkörpers
an dem Punkt vorbei, in welchem der Schlag normal an den Amboß zu übertragen ist,
und es soll diese Arbeit, wenn man einen wirkungskräftigen Schlag erhalten will,
wenigstens ebenso groß sein wie die an den Schlagkörper vorher übertragene Schlagarbeit,
welche in den Diagrammen durch die über der Abszisse gelegenen gestrichelten Flächen
bezeichnet wird.