DE810498C - Elektrohammer - Google Patents

Description

• Elektrohammer Die Aufgabe, den von Hand geschwungenen Hammer für mannigfache Arbeiten in Stein, Holz oder Metall durch ein elektrisch betriebenes Gerät zu ersetzen, ist mit mehr oder weniger gutem Erfolg schon vielfach in Angriff genommen worden. Dabei wird in der Regel das Drehmoment eines Elektromotors als Energieduelle zur Ausführung rasch aufeinanderfolgender Hammerschläge benutzt. Daneben wird jedoch auch das rein elektromagnetische Prinzip zum Hinundherbewegen eines den Werkzeughalter bzw. Schlagstock betätigenden Schlägers angewendet.
• Bei den mittels Motor betriebenen Elektrohämmern wird zumeist ein durch ein, Kurbelgetriebe oder eine Taumelscheibe von der Welle des Motors angetriebener Schläger unter Zwischenschaltung einer oder mehrerer Federn intermittierend gegen den Schlagstock bewegt. Infolge der nach dem Zusammendrücken der Feder starren Koppelung zwischen dem Schläger und der Welle des Motors wird der letztere durch die in der Regel große Anzahl der Schläge pro :Minute mechanisch außerordentlich hoch beansprucht und ist entsprechend störungsanfällig. Bei einer anderen Ausführung des Elektrohammers wird der Schläger durch die Zentrifugalkraft von Hartstahlkugeln beaufschlagt, wobei der ebenerwähnte Nachteil vermieden wird. Dafür muß ein schwer zugänglicher Keilriemenantrieb und ein fraglos sehr hoher Verschleiß des Schlagmechanismus durch die unausgesetzt hin und her fliegenden Kugeln in Kauf genommen werden. Ähnliche Nachteile besitzt ein anderer bekannter Elektrohammer, dessen Konstruktion zudem so kompliziert ist, daß laut Behandlungsvorschrift eine Überhohlung durch den Spezialdienst des Herstellerwerks nach spätestens Zoo Betriebsstunden erforderlich ist.
• Demgegenüber wird auf Grund der Erfindung der Elektromotor lediglich zum periodischen Spannen einer Schlagfeder benutzt, durch deren plötzliche Entspannung . der Schläger gegen den Schlagstock getrieben wird. Dadurch wird der Elektromotor gegen die Rückwirkung der Schläge des Hammers weitestgehend geschützt, ein Vorteil, der angesichts der an einem solchen Motor unvermeidlich vielen Lötverbindungen gar nicht hoch genug eingeschätzt werden kann. Ferner werden sich ausschlagende metallische Gleitflächen nicht benötigt und Kugellager nur an solchen Stellen des Schlagmechanismus vorgesehen, die gegen Stöße möglichst geschützt sind.
• In Ausgestaltung der Erfindung wird der Schläger durch eine in dem Hammergehäuse axial verschiebbar gelagerte Führungshülse geführt und gesteuert. Zum Spannen der Schlagfeder wird der Schläger gegenüber dem Schlagstock durch Sperrklinken verriegelt, die durch eine Steuerkante der genannten Hülse wieder entriegelt werden. Die Sperrklinken sind in Längsschlitzen und@die Sperrklinkenfeder in einer Querbohrung des Schlägers angeordnet. Der Schlagstock wird durch eine die Führungshülse nach außen abschließende Überwurfmutter und in einer axialen Bohrung des Schlägers geführt. Eine Rückholfeder, die an dem vom Schläger geführten Teil des Schlagstocks angeordnet ist, führt den Schläger jeweils in seine Ausgangsstellung zurück, soweit dies nicht schon durch den je nach der Elastizität des bearbeiteten Materials sich ergebenden Rückstoß von selbst geschieht. Die Schlagfeder ist in der Führungshülse zwischen einer Schulter des Schlägers und einem die Hülse nach innen zu abschließenden Federteller angeordnet, mittels dessen auch die Vorspannung der Schlagleder geändert werden kann. Die Drehbewegung des Motors wird durch eine auf dem Antriebskonus angeordnete Taumelscheibe und ein Schiebegelenk als hin und her gehende Bewegung auf die Führungshülse übertragen. Die Taumelscheibe ist in dem Hammergehäuse und das Schiebegelenk in der Taumelscheibe mittels Kugellager gelagert. Der Hammerkopf ist von dem Getriebehals des Elektromotors abnehmbar und kann gegen ein Bohrfutter ausgewechselt werden. Auf diese Weise läßt sich z. B. in einem Handwerksbetrieb die Ausgabe für einen besonderen Elektrobohrer einsparen.
• Die Baulänge des Elektrohammers kann in einem gewissen Umfang dadurch vermindert werden, daß der Elektromotor bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in an sich bekannter Weise quer zur Schlagrichtung des Hammers angeordnet wird (sogenannte pistolenartige Ausführung). Zur Umwandlung der Drehbewegung in eine hin und her gehende Bewegung dient in diesem Falle ein Kurbelgetriebe. Das Kurbelpleuel wird durch ein Kugelgelenk an die Führungshülse angelenkt und ist mittels eines Nadellagers auf denn Kurbelzapfen gelagert. Die Pfanne des Kugelgelenks ist in dem Federteller der Schlagfeder und in einer geteilten Ringscheibe angeordnet, welche mittels Überwurfmutter gegen den Federteller gepreßt wird. Die Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der ,Zeichnung. Es zeigt Abb. i einen Elektrohammer in verkleinertem Maßstab, teils in Ansicht, teils im Längsschnitt, Abb. 2 einen Längsschnitt durch den vorderen Teil des Hammerkopfs in natürlicher Größe,.
• Abb. 3 den Schläger in Ansicht, Abb. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Abb. 3 und Abb. 5 einen Elektrohammer mit quer zur Schlagrichtung angeordnetem Elektromotor in einer der Abb. i entsprechenden Darstellungsweise.
• Der Elektrohammer gemäß Abb. i besteht aus einem Elektromotor io mit Griff i r sowie Zuleitungskabel 12 und dem Hammerkopf 13. Der Elektromotor io ist ein Universalmotor, kann aber auch als Drehstrommotor ausgebildet werden, wenn die dadurch bedingte Gewichtserhöhung in Kauf genommen wird. Das Hammergehäuse 14 ist mittels einer Schraube 15 .an dem Getriebehals 16 des Motors io befestigt. In dem Hammergehäuse 14 ist eine Führungshülse 17 axial verschiebbar gelagert. Die Führungshülse wird vorn durch eine mit Außengewinde 18 versehene Überwurfmutter ig und rückwärts durch einen Federteller 20, der bei 39 gleichfalls mit der Führungshülse verschraubt ist, abgeschlossen. In der Führungshülse 17 ist zwischen der Schlagfeder 21 und der Rückholfeder 22 der Schläger 23 axial verschiebbar gelagert. Die Schlagfeder 21 stützt sich gegen eine Schulter 24 des Schlägers 23 und den Federteller 20, die Rückholfeder 22 gegen einen Bund 26 des Schlagstocks 25 und den Schläger 23 ab. Die Rückholfeder wird von demSchlagstock ganz, die Schlagfeder von einem zylindrischen Fortsatz 27 des Schlägers teilweise geführt. - Der Schlagstock 25 ist in der Überwurfmutter ig axial verschiebbar gelagert und wird in einer axialen Bohrung 28 des Schlägers zusätzlich geführt. In die Bohrung 28 des Schlägers ist ein besonders gehärteter Schlagpilz 86 eingepreßt. Der Schlagstock liegt in der Ruhestellung mit einem Bund 26 an einem Absatz 89 der Überwurfmutter ig an. Die Überwurfmutter ist außen zum Ansetzen eines Schlüssels o. dgl. mit einem Zahnkranz 85 versehen. Der Schläger 23 ist mit zwei sYmmetrischen Längsschlitzen 29, 30 versehen, in denen je eine Sperrklinke 31, 32 angeordnet ist, die mittels Bolzen 33, 34 in Querbohrungen 35, 36 des Schlägers gelagert sind. In einer die Längsschlitze 29, 30 verbindenden Querbohrung 37 ist die Sperrklinkenfeder 38 angeordnet, welche die Sperrklinken stets gegen die Führungshülse 17 preßt und dadurch den Schläger 23, wie aus Abb. 2 ersichtlich, zum Spannen der Schlagfeder normalerweise gegenüber dem Schlagstock 25 verriegelt. An Stelle einer für beide Sperrklinken gemeinsamen Feder kann für jede Sperrklinke eine besondere Feder vorgesehen werden, indem statt der durchgehenden Querbohrung durch den Schläger von beiden Seiten her zwei Sacklöcher gebohrt werden und die Federn sich an der stehengebliebenen Wand abstützen.
• Die Führungshülse 17 ist etwa in der Hälfte ihrer Länge mit einer Steuerkante 87 versehen, über die die Sperrklinken beim Vorwärtsschieben der Führungshülse laufen und zusammengedrückt werden, so daß der Schläger entriegelt und durch den Druck der Schlagfeder mit dem Schlagpilz gegen den Schlagstock getrieben wird. Zwecks Umwandlung der Drehbewegung des Elektromotors in eine hin und her gehende Bewegung wird beim Anschließen des Hammerkopfs an den Elektromotor auf den Antriebskonus 4o desselben eine Taumelscheibe 41 aufgeschoben. Diese ist mittels eines Kugellagers 42 in dem Hammergehäuse 14 gelagert. In der Tatimelscheibe 41 ist mittels eines Doppelkugellagers 43 der mit der Taumelscheibe umlaufende Arm 44 eines Schiebegelenks gelagert, welcher durch ein Kugelgelenk 45 mit dem hin und her gehenden Arm 46 des Schiebegelenks verbunden ist. Der Arm 46 des Schiebegelenks 44 bis 46 ist an die Führungshülse 17 mittels eines auf deren Ende 39 aufgepreßten Flansches 47 angelenkt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Flansches 47 ist in diesen ein Kolben 48 eingepreßt, welcher in einer axialen Bohrung 49 des Hammergehäuses 14 parallel zu der Führungshülse 17 geführt wird. Durch einen in dem Hammergehäuse angeordneten Drucköler 50 wird nach Bedarf 01 zugeführt, «-elches durch eine Ringnut 51 in die Bohrung 49 gelangt, diese teilweise anfüllt und infolge der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens 48 im Arbeitstakt des Hammers zwischen die Führungshülse und das Hammergehäuse gepreßt wird. Eine Dichtung 52 verhindert das Eindringen von Staub zwischen Hämmergehä use und Führungshülse und umgekehrt das Entweichen von 01.
• Insbesondere, wenn auf die Auswechselbarkeit des Hammerkopfs gegen ein Bohrfutter o. dgl. verzichtet wird, kann der Schlagmechanismus auch in das Innere des Motorgehäuses einbezogen und so an Baulänge des Hammers gespart werden. Eine ähnliche Wirkung ergibt sich, wenn der Griff zum Handhaben des Hammers seitlich an dem Elektromotor angeordnet wird. Um das .-Andrücken des Hammers an ein @'i'erkstück zu erleichtern, kann auch auf jeder Seite des Elektromotors ein Griff angeordnet werden.
• Eine beachtliche Einsprung an Baulänge ergibt sich auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5. In diesem Fall ist der Elektromotor 55 quer zu der Schlagrichtung des Hammers angeordnet, und der Griff 56 schließt sich unmittelbar an das Hammergehäuse 58 an. Die rechtwinklige Anordnung des Hammerkopfs 57 und des Elektromotors 55 zueinander ermöglicht die Betätigung der Führungshülse 6o durch ein Kurbelgetriebe. Die Getriebewelle 61 des Motors 55 ist in zwei Doppelkugellagern 65, 66 gelagert. An der Getriebewelle ist eine liurbelwange 62 mit dem Kurbelzapfen 63 angeordnet. Auf dem Kurbelzapfen ist mittels des Nadellagers 67 das Kurbelpleuel 64 gelagert, das durch ein Kugelgelenk 68 an die Führungshülse 6o angelenkt ist. Die Pfanne 69 des Kugelgelenks ist zumTeil in dem Federteller 70 der Schlagfeder 71 und zum Teil in einer geteilten Ringscheibe 72 angeordnet, welche durch eine Vberwurfmutter 73 gegen den Federteller gepreßt wird. Die Führungshülse 6o wird ganz entsprechend der Führungshülse 17 bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel durch einen Drucköler 74 unter Mitwirkung des Führungskolbens 75 geschmiert. Auch der Aufbau und die Wirkungsweise des Schlagmechanismus, bestehend aus der Schlagfeder 71, dem Schläger 76, dem Schlagstock 77, den Sperrklinken 78, 79, der Sperrklinkenfeder 81, der Überwurfmutter So und einer nicht sichtbaren Rückholfeder entsprechen durchaus dem Schlagmechanismus bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. i bis 4. Wird ein Elektrohammer der vorstehend beschriebenen Ausführungsweisen bei eingeschaltetem Motor gegen ein Werkstück gedrückt, so führt die Führungshülse, entsprechend dem Hub des Schiebegelenks oder des Kurbelgetriebes, eine Bewegung auf das Werkstück zu aus. Dabei wird die Schlagfeder gespannt. Sowie die Steuerk?nte der Führungshülse die Sperrklinken überläuft, wird der Schläger entriegelt und durch die Spannung der Schlagfeder auf den Schlagstock getrieben. Hierbei wird die Rückholfeder gespannt und führt, unterstützt von dem mehr oder weniger elastischen Stoß des Werkstücks, den Schläger in seine Ausgangsstellung zurück. Die Entriegelung des Schlägers erfolgt bereits vor Beendigung des Vorwärtshubs der Führungshülse, um genügend Zeit zu lassen für eine verlustfreie Umwandlung der Federspannung in Bewegungsenergie und zur Rückführung des Schlägers vor Beginn des neuen Arbeitshubs. Die Rückholfeder braucht nur wenige Prozent der Vorspannung der Schlagfeder zu besitzen, da beide Federn von der Führungshülse mitgenommen werden und die Masse des Schlägers zwischen beiden Federn gekoppelt ist. Durch genaues Abstimmen der Federkonstanten aufeinander wird für jede praktisch vorkommende Schlagfrequenz ein einwandfreies Arbeiten des Hammers gewährleistet. Indessen wird insbesondere an Ausführungen mit einer Schlagfrequenz von 5oo Schlägen je Minute und darunter gedacht. Gegenüber bekannten Elektrohämmern, die, wie z. B. der magnetelektrisch betriebene Hammer, zumTeil sogar an eine Netzfrequenz gebunden sind, wird bei einer Schlagfrequenz von etwa acht Schlägen je Sekunde eine größere Stärke des einzelnen Schlags erreicht, was etwa bei der Bearbeitung von Beton, Hartgestein, Mauerwerk u. dgl. nur von Vorteil sein kann.
• Ein beachtlicher Vorteil des neuen Elektrohammers ist auch darin zu erblicken, daß damit ohne Einschalten des Motors Einzelschläge ausgeführt werden können. Dabei wird die Schlagfeder durch den Arbeitsdruck auf das Werkstück gespannt. Bei eingeschaltetem Motor kann die Schlagstärke durch verschieden starkes Andrücken des Hammers an das Werkstück reguliert werden. Nach dem Absetzen des Hammers hört das Schlagen sofort auf, da der Schläger den Schlagstock dann nicht mehr trifft.
• Welchem der beschriebenen Baumuster in einzelnen der Vorzug gegeben werden soll, hängt von dem hauptsächlichen Verwendungszweck des Hammers ab. Wie das Ausführungsbeispiel nach den Abb. i bis 4 zeigt, kann der Hammerkopf jedoch ebensogut gegen ein Bohrfutter ausgewechselt und das Gerät sodann zum Bohren in Holz, Stein oder Metall und bei Verwendung entsprechender Werkzeuge auch zum Putzen und sonstigem Bearbeiten von Oberflächen an Gußstücken, Bohrungen usw. benutzt werden.
• Der Umfang der Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrohammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Schläger durch die plötzliche Entspannung einer Schlagfeder, die periodisch gespannt wird, gegen den Schlagstock getrieben wird.
2. 2. Elektrohammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schläger (23, 76) durch eine in dem Hammergehäuse (14, 58) verschiebbar gelagerte Führungshülse (17, 6o) geführt und gesteuert wird.
3. 3. Elektrohammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schläger zum Spannen der Schlagfeder (21, 71) gegenüber dem Schlagstock (25, 77) durch Sperrklinken (31, 32 bzw. 78, 79) verriegelt wird, die durch eine Steuerkante (7) der Führungshülse entriegelt werden.
4. 4. Elektrohammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinken (31, 32 bzw. 78, 79) in Längsschlitzen (29, 30) und die Sperrklinkenfeder (38, 81) in einer Querbohrung (37) des Schlägers angeordnet sind.
5. 5. Elektrohammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagstock einerseits durch eine die Führungshülse nach außen abschließende Ü berwurfmutter (i9, 8o), andererseits in einer axialen Bohrung (28) des Schlägers geführt wird.
6. 6. Elektrohammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die axiale Bohrung des Schlägers ein Schlagpilz (86) eingepreßt ist.
7. 7. Elektrohammer nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Schlägers in seine Ausgangsstellung durch eine Rückholfeder (22) unterstützt wird. B. Elektrohammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholfeder an dem vom Schläger geführten Teil des Schlagstocks (25,77) angeordnet ist. 9. Elektrohammer nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagfeder in der Führungshülse zwischen einer Schulter (24) des Schlägers und einem die Hülse rückwärts abschließenden Federteller (20, 7o) angeordnet ist. io. Elektrohammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller in das rückwärtige Ende (39) der Führungshülse eingeschraubt ist. ii. Elektrohammer nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller als Einstellmutter ausgebildet ist, so daß die Vorspannung der Schlagfeder durch Verstellen des Federtellers geändert werden kann. 12. Elektrohammer nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Motors durch eine auf dessen Antriebskonus (4o) angeordnete Taumelscheibe (41) und ein Schiebegelenk (44 bis 46) als hin und her gehende Bewegung auf die Führungshülse übertragen wird. 13. Elektrohammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe in dem Hammergehäuse und das Schiebegelenk in der Taumelscheibe mittels Kugellagern (42,43) gelagert sind. 14. Elektrohammer nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerkopf (13) von dem Elektromotor abnehmbar ausgebildet und gegen ein Bohrfutter o. dgl. austauschbar ist. 15. Elektrohammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Hammergehäuse mittels einer Schraube (15) o. dgl. an dem Getriebehals (16) des Elektromotors befestigt ist. 16. Elektrohammer nach den Ansprüchen 2 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse in dem Hammergehäuse zusätzlich parallel geführt wird. 17. Elektrohammer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Parallelführung durch einen Kolben (48, 75) erfolgt, welcher die Schmierung der Führungshülse in dem Hammergehäuse betätigt. 18. Elektrohammer nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmieröl dem Hammergehäuse durch einen Drucköler (50, 74) zugeführt wird. i9. Elektrohammer nach den Ansprüchen 2 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Hammergehäuse (14, 58) durch eine Dichtung (52, 83) nach außen staubsicher abgedichtet ist. 20. Elektrohammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Betriebsstellung alle Hohlräume der Führungshülse (17, 6o) miteinander in Verbindung stehen, so daß kein Luftpolster gebildet wird. 21. Elektrohammer nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis ii und 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (55) in an sich bekannter Weise quer zur Schlagrichtung des Hammers angeordnet ist (Pistolenform). 22. Elektrohammer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Elektromotors (55) durch ein`Kurbelgetriebe (61 bis 68) auf die Führungshülse (6o) übertragen wird. 23. Elektrohammer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelpleuel (64) mittels eines Kugelgelenks (68) an die Führungshülse (6o) angelenkt ist. 24. Elektrohammer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelpleuel (64) mittels eines Nadellagers (67) auf dem Kurbelzapfen (63) gelagert ist. 25. Elektrohammer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfanne (69) des Kugelgelenks (68) in dem Federteller (70) der Schlagfeder (71) einerseits und in einer geteilten Ringscheibe (72) andererseits angeordnet ist, welch letztere mittels einer Überwurfmutter (73) gegen den Federteller gepreßt wird. 26.. Elektrohammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagstock in der Ruhelage mit einem Bund (26) an einem Absatz (89) der Überwurfmutter (i9, 8o) anliegt. 27. Elektrohammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagfeder (22, 71) durch einen zylindrischen Fortsatz (27) des Schlägers (23, 76) geführt wird. 28. Elektrohammer nach einem oder mehreren der Ansprüche r bis 20, 26 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagmechanismus innerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist. 29. Elektrohammer nach den Ansprüchen i bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (i9, 8o) außen mit einem Zahnkranz (8j, 88) zum Ansetzen eines Schlüssels o. dgl. versehen ist. 3o. Elektrohammer nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sperrklinke eine besondere Feder zugeordnet ist. 31. Elektrohammer nach den Ansprüchen i bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß der Griff seitlich am Elektromotor angeordnet ist. 32. Elektrohammer nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Elektromotor auf jeder Seite ein Griff angeordnet ist.