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Schlagwerkzeug Die Erfindung betrifft ein Schlagwerkzeug, dessen Kolben
im Leerhub von einer biegsamen Welle o. dgl. mechanisch unter Verdichtung eines
sich nicht verbrauchenden gasförmigen Mittels getrieben wird, während die Bewegung
im Schlaghub durch Entspannung dieses Mittels erfolgt. Ein solches Schlagwerkzeug
ist bereits früher einmal in der Form vorgeschlagen worden, daß ein von einer biegsamen
Welle angetriebener Steuerdaumen im Hammer einen Zylinder unter Verdichtung der
in ihm befindlichen Luft bewegt, worauf dann beim Abschnappen des Daumens die verdichtete
Luft den Schlagbolzen vorwärts treibt. Dabei befindet sich am Anfang und am Ende
jedes Arbeitsganges im Zylinder Luft vom Atmosphärendruck, so daß die für solche
Schlaghämmer erforderlichen Leistungen nicht erzielt werden können. Einmal sind
die Abmessungen des Zylinders durch die Forderung nach Handlichkeit des Hammers
begrenzt, andererseits darf auch die Verdichtung nicht beliebig weit getrieben werden,
da andernfalls der Rückstoß zu groß wird. Der Gedanke, in einem rein mechanischen
Hammer ein Luftpolster zu bilden, welches die Energie für den Arbeitshub hergibt,
ist daher wieder fallengelassen worden, und man ist allgemein zum reinen Preßluftantrieb
der Hämmer übergegangen. Da mit der Erzeugung größerer Mengen von Druckluft auch
größere Energieverluste verbunden sind, hat es nicht an Versuchen gefehlt, die Hämmer
elektrisch oder durch sonstige Motoren zu betreiben. U. a. wurden auch solche Hämmer
beschrieben, bei denen der Rückhub durch einen Elektromagneten hervorgerufen wird,
während der
Arbeitshub mit Hilfe von Druckluft ausgeführt wurde.
Ein Elektromotor steuerte dabei sowohl den zur Erzeugung der Preßluft erforderlichen
Kompressor als auch eine Wechselstrommaschine mit einer Gleichstromwicklung, die
eine bei dieser Maschine erforderliche magnetische Kupplung speist.
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Bei der neuen Erfindung wird ebenfalls ein gemischter Betrieb insofern
durchgeführt, als der Hammer sowohl an einen motorischen Antrieb als auch an eine
Preßluftleitung angeschlossen wird. Das Wesen der Erfindung kennzeichnet sich dadurch.
daß eine Preßluftleitung mit einem Druck über Atmosphärendruck während des Leerhubes
mit dem über dem Kolben befindlichen Zylinderteil in Verbindung stellt, so daß der
Preßdruck für den Schlaghub durch Verdichtung vom Netzdruck aus erzielt wird. Dadurch
ist man in der Lage, dem Hammer eine verhältnismäßig große Leistung zu erteilen,
die in der Größenordnung der Leistung üblicher Prel;lluftliiiiiimer liegt. Ein besonderer
Vorzug der neuen Ausbildung des Hammers liegt darin, daß die Preßluft nicht verbraucht
wird, vielmehr nur die Leckverluste zu ersetzen _sind. Wenn ein Verdichter angewendet
wird. so ist dieser verhältnismäßig klein, da die Leckverluste gering sind. Es ist
nicht unbedingt erforderlich, daß beim Rückhub des Kolbens die Luft wesentlich verdichtet
wird, es kann genügen, den Kolben gegen den dann nahezu konstanten Netzdruck zu
verschieben. Durch mehr oder weniger starke Kompression läßt sich die Hammerleistung
heraufsetzen.
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Diese Ausbildung des Schlagwerkzeuges ergibt den Vorteil. daß die
verhältnismäßig schwere Feder gänzlich fortfallen kann. Damit entfallen auch die
-Möglichkeiten des Federbruches, der Schwingungserscheinungen und anderer Fehlerquellen,
welche die Feder bietet. Der nur zur Deckung der Dichtungsverluste erforderliche
Verdichter kann verhältnismäßig klein sein, da erfahrungsgemäß nur geringe Verluste
auftreten. Der Verdichter kann finit dein Antriebsmotor verbunden werden und dauernd
oder iili unterbrochenen Betrieb arbeiten.
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Iin allgemeinen wird es zweckmäßig sein. den Motor. gegebenenfalls
auch den Verdichter. getrennt voll dein eigentlichen Schlagwerkzeug aufzustellen
und eine biegsame Welle sowie einen Preßluftschlauch zur Verbindung zti verwenden.
Gemäß der weiteren Erfindung kann dabei die Umhüllung für die biegsame Welle gleich
als Preßluftschlauch ausgebildet werden, wodurch sich die Handhabung und der Aufbau
des Werkzeuges vereinfachen.
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Da beim Arbeitshub. d. h. heim Schlaghub, die Luft den Kolben treibt,
während beim Rückhub das Kurbelgetriebe auf den Kolben einwirkt, so ist eine zuverlässig
wirkende und mit möglichst wenig gesteuerten Teilen versehene Mitnehrnervorrichtung
erforderlich, die ohne wesentliche Stoßwirkungen arbeitet, so daß der Übergang von
dem einen zum anderen Antrieb so sanft wie möglich erfolgt.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen beweglichen Mitnehmerring, der
am Ende des Schlaghubes mit Spiel über einen Ansatz des Kolbens läuft, an welchem
er sich beim Rückhub in geeigneter Lage festsetzt und den Kolben durch Reibung mitnimmt.
Der Mitnehnierringwird zweckmäßig in einem Kreuzkopf oder einem sonstigen Gleitstück
des Kurbelgetriebes beweglich gelagert, an den eine Ausgleichsvorrichtung zur Vergleichmäßigung
des Kraftbedarfs des Kurbeltriebs angeschlossen sein kann. Gegebenenfalls kann der
Kreuzkopf als Kolben einer solchen Ausgleichvorrichtung ausgebildet sein. An dieser
Stelle kann man auch einen Verdichter anschließen, sofern dieser an dem Schlagwerkzeug
selbst untergebracht werden soll. In diesem Falle ist das Innere des Schlagwerkzeuges
finit den Leitungen als Druckluftnetz zu betrachten.
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Besonders klein und einfach kann der Verdichter werden, wenn die Undichtigkeitsverluste
möglichst gering gehalten werden können. Die Erfindung kann zu diesem Zwecke dahin
ausgebaut werden. daß das gesamte Getriebe im Innern des finit Druckluft erfüllten
Gehäuses des Schlaggerätes untergebracht wird, aus dem dann nur der Schlagkolben
herausragt.
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In der Zeichnung ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die Abb. i zeigt einen Längsschnitt, die Abb.2 einen Querschnitt durch das Gerät.
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Um das Werkzeug möglichst leicht zu halten, sind beim Beispiel Motor
und Verdichter getrennt aufgestellt. Der Motor arbeitet über eine biegsame Welle
i und eine schaltbare Kupplung 2 auf die Vorgelegewelle 3, welche durch den Handgriff
q. hindurchgeführt ist. Dadurch ergibt sich eine geschickte Raumausnutzung des Hammergehäuses.
Die Umhüllung i° für die biegsame Welle i ist zugleich als Preßluftleitung ausgebildet,
durch welche die Preßluft in das Innere des Gehäuses einströmen kann. Auf der Welle
3 sitzt das Ritze- 5, das in das Zahnrad 6 eingreift; an diesem sitzt der Kurbelzapfen
7, an den die Pleuelstange 8 angeschlossen ist, an deren anderer Seite der Kreuzkopf
9 sitzt. In diesem Kreuzkopf ist bei io der kugelige Zapfen i i des Mitnehmerringes
12 gelagert. Dieser Mitnehmerring hat eine Bohrung 13, die etwas, aber nur wenig
größer ist als der zylindrische Ansatz
14 an dem Schlagkolben 15.
Solange die Mittelachse der Bohrung i3 mit der Mittelachse des Zapfens 14 übereinstimmt,
läuft der Mitnehmerring 12 über den Zapfen hinweg. Sobald jedoch der Ring schräg
gestellt wird, setzt er sich an dem Ansatz 14 fest und nimmt diesen sowie den Schlagkolben
mit.
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In der dargestellten Lage, der Kurbeltotlage, stimmt die Mittelachse
des Ringes 12 zunächst noch mit derjenigen des Ansatzes 1q. überein. Sobald nun
die Kurbeltotlage überschritten wird, der Kreuzkopf 9 also nach links geht, dreht
sich der Mitnehmerring 12 infolge des außermittigen Kraftangriffs um die Zapfen
16, die in zwei Gleitkeilen 17 gelagert sind,. eckt also und setzt sich dadurch
an dem Ansatz 14 fest.
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Im weiteren Verlauf des Hubes wird nunmehr der Kolben 15 mitgenommen.
Am Ende des Rückhubes trifft die schräge Fläche 17 am Mitnehmerring 12 gegen die
feststehende Fläche 18 im Gehäuse i9, wodurch der bis dahin schräg gestellte und
daher eckende Mitnehmer 12 aufgerichtet wird, so daß seine Mittelachse wieder mit
derjenigen des Ansatzes 14. übereinstimmt und dadurch die Reibung aufgehoben wird,
so daß der Kolben 15 unter dem Einfluß der im Raum 2o befindlichen Druckluft zurückschnellt.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß das Gehäuse i9 vollkommen geschlossen ist,
so daß lediglich der Schlagkolben 15 aus dem Gehäuse herausragt, also auch nur an
dieser Stelle Druckluftverluste durch Undichtigkeit eintreten können.
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Das Kurbelgetriebe ist bei dein Rückhub belastet, während es bei dem
Schlaghub des Kolbens dem Kolben leer nachläuft. Um diese Ungleichmäßigkeit des
Kraftbedarfs zu v ergleichmäßigen und damit das Drehmoment der biegsamen Welle herabzusetzen,
so daß diese biegsame Welle verhältnismäßig schwach gewählt werden kann, kann man
eine Ausgleichsvorrichtung vorsehen.
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Gemäß der Erfindung besteht diese in einem Ausgleichkolben,welcher
die Druckluft beim Leerhub des Kurbeltriebes, also wenn dieser dem Kolben nachläuft,
verdichtet. Als solcher Ausgleichkolben wird zweckmäßigerweise gleich der Kreuzkopf
9 ausgebildet, der dann von einem Zylinder 21 umgeben wird. Beim Leerhub des Kurbeltriebes
verdichtet der Kolben die im Zylinder 21 befindliche Luft, die dann beim Arbeitshub
des Kurbeltriebes, also beim Rückhub des Schlagkolbens, sich wieder entspannt und
damit den Kurbeltrieb entlastet. Am Ende dieses Hubes kann durch den Kanalaa der
Druckausgleich zwischen den Räumen 2o und 21 erfolgen.
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Der als Kolben ausgebildete Kreuzkopf 9 kann gegebenenfalls auch als
Verdichter dienen, um die Undichtigkeitsverluste zu decken. Gegebenenfalls kann
natürlich an den Kurbeltrieb sowohl ein Ausgleichskolben als auch ein Verdichterkolben
angeschlossen «-erden.
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In dein dargestellten Beispiel ist ein besonders leichtes und einfaches
Gerät dargestellt; natürlich kann die Erfindung auch bei schwereren Werkzeugen Anwendung
finden, wobei dann gegebenenfalls der Motor mit in das Gehäuse eingebaut wird.
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In denjenigen Fällen, in denen an der Arbeitsstätte ein Druckluftnetz
sowieso vorhanden ist, kann dieses zur Ergänzung des Undichtigkeitsverlustes herangezogen
werden, ebenso kann ein einziger Verdichter für mehrere Werkzeuge benutzt werden.
Das gespannte Mittel zum Treiben des Schlagkolbens braucht nicht unbedingt Druckluft
zu sein, es kann auch jedes andere gas- oder dampfförmige Mittel Anwendung finden.
Beispielsweise können die Abgase eines Otto-oder Dieselmotors verwendet werden.
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Der Kolben für den Verdichter oder für die Ausgleichsvorrichtung braucht
nicht unbedingt im Innern des Gehäuses des Werkzeuges untergebracht zu sein, wie
im Ausführungsbeispiel dargestellt, vielmehr kann er über eine Kolbenstange o. dgl.
an den Kreuzkopf angeschlossen werden; so daß auf der einen Kolbenseite gegebenenfalls
der atmosphärische Druck herrschen kann.