DE934579C - Insbesondere fuer Schlagwerkzeuge bestimmte Vorrichtung zum Umsetzen einer hin- und hergehenden Bewegung in eine kreisende Bewegung - Google Patents

Insbesondere fuer Schlagwerkzeuge bestimmte Vorrichtung zum Umsetzen einer hin- und hergehenden Bewegung in eine kreisende Bewegung

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DE934579C
DE934579C DES25358A DES0025358A DE934579C DE 934579 C DE934579 C DE 934579C DE S25358 A DES25358 A DE S25358A DE S0025358 A DES0025358 A DE S0025358A DE 934579 C DE934579 C DE 934579C
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DE
Germany
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tool
ring
ratchet
tool holder
piston
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DES25358A
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English (en)
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Ervin John Ostherhus
Archer William Richards
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Syntron Co
Original Assignee
Syntron Co
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06Means for driving the impulse member
    • B25D11/064Means for driving the impulse member using an electromagnetic drive

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Description

  • Insbesondere für Schlagwerkzeuge bestimmte Vorrichtung zum Umsetzen einer hin- und hergehenden Bewegung in eine kreisende Bewegung Die Erfindung bezieht sich allgemein .auf mechanische Antriebe, bei denen eine hin- und hergehende Bewegung in eine kreisende Bewegung umgesetzt wird und betrifft im besonderen eine Vorrichtung, um einem hin- und hergehenden Bohrer während der durch Schlagkräfte erfolgenden Herstellung einer Bohrung eine kreisende Bewegung zu geben.
  • Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei allen Arten von hin- und hergehenden Bohrern, da sie einen außergewöhnlich billigen Aufbau für diejenigen Antriebe schafft, die bisher ein Schaltkl.inkengetriebe oder einen Antrieb mittels eines mit einem Rädergetriebe und einer Kupplung ausgestatteten umlaufenden Motors erforderten. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau muß sich der als Amboß dienende Werkzeughalter frei hin-und herbewegen und frei drehen können, und er muß deshalb gegenüber dem Schlagwerkzeug beweglich gelagert sein. Der Bohrer selbst kann aus dem Werkzeughalter herausgenommen werden. Werden sich gegenüberstehende konzentrische Ringflächen vorgesehen, von denen eine Ringfläche an dem Werkzeughalter und die andere Ringfläche an dem Schlagwerkzeug sich befindet, so kann eine biegsame Schaltklinke zwischen diese Flächen eingelegt werden und mit diesen Flächen zusammenarbeiten, um die eine Fläche gegenüber der anderen Fläche in kreisende Bewegung zu setzen. Wird eine biegsame Schaltklinke zwischen zwei Ringflächen zusammengepreßt, so gibt die Schaltklinke dem freien Element eine schrittweise kreisende Bewegung, da die Versschiebung nur bei dem Zusammenpressen der Schaltklinke in ihrer biegsamen Richtung stattfindet. Um die kreisende Bewegung zu beschleunigen, kann eine zweite biegsame Schaltklinke zwischen gegenüberstehenden Ringflächen eingelegt werden, wobei diese zweite Schaltklinke beim Zurückprallen öder beim Rückbewegen der hin- und hergehenden Vorrichtung zusammengedrückt wird. Der Aufbau der durch den Rückprall gebogenen Schaltklinke muß umgekehrt oder entgegengesetzt zu dem Aufbau der ersten biegsamen Schaltklinke verlaufen, damit die kreisende Blewegung des Werkzeugs weiterhin in der gleichen Richtung verläuft. Haben beide Schaltklinken in gleicher Richtung verlaufende gleiche Steigung und werden sie durch Druckkräfte und Ge`gendruckkräfte beaufschlagt, so wird das Werkzeug nur eine Sehwingbewegung ausführen: Der volle Hub der Hin- und Herbewegung des Werkzeugs kann im Bereich der -Gesamtbiegungsgröße der biegsamen Schaltklinke liegen oder kann größer sein. Der Schlag des hin- und hergehenden Hammers muß die Schaltklinke ausbiegen, ganz gleich, ob,das Werkzeug seinen ganzen. möglichen Hub oder nur einen Teil seines Hubes zurücklegt. Vorzugsweise werden jedoch die Schaltklinken zwischen den Druckflächen bis zu einem bestimmten Grad vorgespannt, um .den nutzbaren Berührungsdruck und auf diese Weise das nutzbare Drehmoment zu bestimmen, durch das,das Werkzeug in kreisende Bewegung gesetzt werden soll.
  • Die Art des die Bewegungsbahn des Kolbens nach hinten begrenzenden Anschlages beeinflußt das zeitliche Arbeiten des Hammers. Der Anschlag kann aus Gummi oder Federn bestehen oder kann eine Verbindung von beiden Federungsarten sein. Der Anschlag nimmt einen Teil der Kraft auf, die durch den freien Kolben übertragen -wird und erhöht dadurch die Ruhezeit des Kolbens am rückliegenden Ende seines Hubes. Der Anschlag speichert also Druckkräfte und dient zur Abstimmung; um das zeitliche Arbeiten des Kolbens zu beeinflussen. Bei richtiger Wahl des mechanischen Schwingungsbereichs kann die Frequenz der Hin- und Herbewegung des Kolbens so verändert werden, daß sie mit dem zeitlichen Arbeiten des beispielsweise durch erregte Magnetspulen erzeugten Magnetzuges übereinstimmt.
  • Der aus Gummi bestehende Anschlag wird zusammengedrückt und speichert Kraft, die später an den Kolben wieder abgegeben wird. Eine derartige Kraftaufnahme verzögert die Bewegung des Kolbens, wobei die Ruhezeit des Kolbens durch die Kraftaufnahme des Anschlags bestimmt wird. Das. Federungsvermögen des Anschlags und die Kolbenmasse müssen im Gleichgewicht mit dem Magnetzug sein, wodurch die Frequenz der Treibimpulse ein gleichmäßiges Arbeiten sichert und den Kolben so beaufschlagt und beschleunigt, daß ein einwandfreier Schlag erfolgt. Das Arbeiten der Schaltklinke und das Arbeiten des Kolben: zwischen dem Werkzeughalter und seinem Anschlag müssen dabei so abgestimmt sein, daß dez Kolben nicht außer Synchronismus mit der Schwingungsfrequenz der Treibkräfte kommt.
  • Vorzugsweise wird ein hin- und hergehender Schlagkolben mit Doppelnocken verwendet, die zwischen zwei Paaren von gegenüberstehenden Ringflächen. arbeiten. Die von dem -als Amboß dienenden Werkzeughalter oder dem Spannfutter getragenen Ringflächen sind die gegenüberstehenden- Seiten eines radialen Ringflansches, der mit dem Werkzeughalter aus einem Stück besteht. Die auf dem Gehäuse vorgesehenen Flächen: können .die Form von becherförmigen Scheiben haben, die gleich groß mit den Flächen des Ringflansches sowie fest miteinander verbunden sind und den radialen Ringflansch umgeben. Die Becher stehen. im Abstand voneinander, um die-Nocken unter Vorspannung stellen zu können. Der Grad, der Vorspannung wird durch die Dicke von Abstandsschesben bestimmt, die zwischen den becherförmigen Teilen liegen. Je dicker die Abstandsscheiben sind, desto kleiner ist die Vorspannung auf die Nocken. Sobald die federnden Schaltklinken alt und hart geworden sind, ist auch ihre Vorspannung auf die Nocken kleiner. Die Abstandsscheiben werden dann herausgenommen, so daß die Becher enger zusammengeschoben werden können und, auf diese Weise die erforderliche Vorspannung auf die Nocken wieder hergestellt ist. Die Becher sind mit dem handgriffseitigen Teil des Gehäuses durch Spannstangen verbunden. Die Stangen erstrecken sich längs gegenüberliegender Seiten des Schlagwerkzeugs und sind: mit den gegenüberstehenden Enden einer Querplatte verbunden, die einen federnden Anschlag trägt, der in der Bahn des zurückprallenden oder zurückkehrenden Schlagkolbens liegt. Der Schlagkolben bewegt sich also zwischen dem an dem einen Ende liegenden Werkzeughalter und dem an dem anderen Ende dies Werkzeugs liegenden Anschlag.
  • Der Werkzeughalter, der von dem von -den Bechern eingeschlossenen Nocken getragen wird und der durch die Zugstangen mit .dem handgriffsei,tigen Teil der Vorrichtung an dem federnden Rückanschlag befestigt ist, bildet also einen Rahmen, der sich gegenüber dem Schlagwerkzeug ungehindert bewegen kann. Eine Feder ist zwischen den Rahmen. und das Schlagwerkzeug eingeschaltet, um `auf den Werkzeughalter einen Druck in Richtung auf -den Schlagkolben auszuüben. Diese Feder ist - zum Arbeiten der Vorrichtung nicht unbedingt- notwendig, verhindert aber, @daß der Rahmen locker wird und klappert. Die biegsamen Schaltklinken bestehen aus Ringen aus gummiartigem Stoff, beispielsweise Naturgummi, Kunststoff oder Kunstkautschuk. Sie können. aber auch aus biegsamen flachen Metallfedern bestehen, die von einem Ring ausgehen und in der einen Richtung schräg verlaufen. Die Ringe können aber auch aus gummiartigem Stoff mit Metalleinlagen bestehen. Eine aus Federstahl bestehende Schaltklinke arbeitet am besten gegen eine geriefte oder etwas gezahnte Fläche. Die bevorzugte Form ist jedoch ein aus einem Stück bestehender Ring, der vollständig aus gummiartigem biegsamem Stoff besteht und eine Reihe von winklig gestellten Hebeln aufweist, die von einem Steg ausgehen, durch den der Ring geschlossen wird. Da der Aufbau ein Ring ist, enden die winklig gestellten Hebel in dreieckigen Radialabschnitten, die in diesem Falle als die Fußflächen oder Antriebsflächen der Schaltklinkenringe gewählt worden sind. Die einzelnen Hebel haben über ihre ganze radiale Ausdehnung ungefähr den gleichen Querschnitt, obwohl der Fuß nach der Mitte des Ringes zu in eine Spitze sich verjüngt. Die Winkellage der Hebel der Schaltklinke widersetzt sich dem Zusammendrücken, wodurch die kreisende Bewegung hervorgerufen wird. Der Winkel, unter dem die Hebel an dem Steg der Schaltklinke sitzen, beträgt etwa 30°. Blei 45° ist die Abbiegung zu groß, und bei 2o° tritt eine zu langsame Gegendruckkraft auf. Der Winkel mußdeshalb zwischen 2o und 45° liegen, beträgt aber vorzugsweise 3a°, da dies die beste Winkelstellung für aus Gummi und Aluminium oder Stahl bestehende Kombination ist. Der Winkel hängt aber auch von der Federungskraft des verwendeten Stoffes und von dem Reibungskoeffizienten ab, mit dem der Winkel die Ringfläche berührt. Innerhalb des obenerwähnten Bereichs werden bei günstigem Winkel. die gewünschten Eigenschaften also eine bestimmte Geschwindigkeit und ein bestimmtes Drehmoment erhalten.
  • Der nach vorwärts erfolgende Arbeitsschlag und der Rückhub drücken beide nur eine -der Schaltklinken zusammen. Für leichtere Schlagwerkzeuge kann der Steg dieser biegsamen Schaltklinke stärker gehalten werden als der Steg der anderen biegsamen Schaltklinke, die die Aufgabe hat, das Werkzeugdurch die von der atärkeren Schaltklinke herrührenden Gegendruckkraft in kreisende Bewegung zu setzen. Bei kräftigen Schlagwerkzeugen können die Stege jedoch auch von gleicher Stärke sein. Die Dicke des Steges beeinflußt unmittelbar das für den Werkzeugumlauf zur Verfügung stehende Drehmoment. Hat. die Schaltklinke einen kräftigen Steg, so nimmt sie den Schlagstoß gut auf und nimmt auch genügend Kraft auf, um das Werkzeug zu drehen, dessen Halter zur Zeit der Drehung ziemlich frei ist. Steht der Werkzeughalter unter ständigem Achsdruck, so wird vorteilhaft ein Wälzdrucklager eingebaut. Im vorliegenden Falle tritt der Achsdruck nur mit Unterbrechungen auf, und die eigentliche Kreisbewegung erfolgt nur dann, wenn wenig oder gar kein Druck auf dem Werkzeug liegt. Ineinanderliegende Stirnflächen müssen stoßfest sein.
  • Ein Hauptziel der Erfindung ist ein nicht kostspielig-er Aufbau, durch den einem hin- und hergehenden Schlagbohrer eine kreisende Bewegung gegeben, wird.
  • Zusammen mit .der nachstehenden Beschreibung zeigen die Zeichnungen zur Erläuterung bestimmte, praktisch durchführbare Ausführungsformen der Erfindung, ohne daß dadurch von den Hauptmerkmalen der Erfindung abgewichen werden muß. In den Zeichnungen ist Fig. i ein Schnitt durch ein Schlagwerkzeug gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Vorderansicht des in Fig. i dargestellten Werkzeugs, Fig.3 eine Draufsicht auf den einen Schaltklinkenring, Fig. 4 ein Querschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig.5 eine Seitenansicht des in Fig.3 und dargestellten Schaltklinkenringes, Fig.6 eine Draufsicht auf den zweiten Schaltklinkenring, Fig. 7 ein Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 6, Fig.8 eine Seitenansicht des in Fi.g.6 und 7 dargestellten Schaltklinkenringes, Fig. 9,ein Schnitt durch die untere Hälfte eines mit einem einzigen Schaltklinkenring ausgestatteten Schlagwerkzeuges, Fig.io eine vergrößerte Teilansicht, die die Verformung einer Klinke zeigt, Fig. i i eine Seitenansicht eines abgeänderten Schlagwerkzeuges gemäß der Erfindung und Fig. 12 ein Schnitt durch die in Fig. il dargestellte Bauart.
  • In den Fig. i, 2 und g ist ein elektromagnetisches Schlagwerkzeug als diejenige Vorrichtung dargestellt, die die hin und hergehende Bewegung erzeugt. Es könnte auch eine andere Art von Schlagwerkzeug verwendet werden, beispielsweise ein Drucklufthammer oder ein Schlagwerkzeug mit Antrieb durch einen Elektromotor oder eine Verbrennungskraftmaschine. Der dargestellte elektromagnetische Bohrhammer ist mit einem zylindrischen Gehäuse i versehen, das einen mehrteiligen Kern 2 enthält, dessen Pole auf Abstand voneinander stehen und in dessen Nuten die Spulen 3 und 4 liegen. Der Kern :2 sitzt auf einer unmagnetischen Hülse 5, in der sich der frei schwingende Kolben 6 hin- und herbewegt, sobald der Kolben bei wechselweiser Erregung der elektromagneiischen Spulen 3 und 4 magnetisch angezogen wird. Die Spulen werden von einer Isolierschicht 7 getragen, die in Nuten 8 des Kernes 2 verankert liegt. Die einzelnen Teile des Kernes werden in Abstand voneinander durch .die- Brücken io gehalten, die aus unmagnetischem Metall bestehen und lediglich die Aufgabe haben, die Spulen zwischen den benachbarten Polen des Kernes zu tragen.
  • Das obere Ende des Gehäuses i ist konisch ausgebildet, damit es in die Glocke i i des Werkzeugkopfes 12 reingesetzt werden kann. Dieser Köpf weist eignen Handgriff 13 und einen Schalter 14 auf, der durch die Schaltklinke 15 betätigt wird. Der vom Bedienungsmann aus rückliegende Teil des Kopfes besitzt eine Kammer 16, deren Mitte eine Öffnung. zur Aufnahme des Bolzens 17 aufweist, der an der Deckplatte 18 befestigt ist und den Gleichrichter 2o trägt. Die Wand der Kammer 16 enthält eine Gruppe von Lüftungsöffnungen. Die Deckplatte 18 nimmt ferner den Gummiansdhluß 21 auf, dei# die Zugentlastung für das zu dem elektromagnetischen Schlagwerkzeug führende Anschlußkäbel und seine Leitungen enthäk.
  • Der Gleichrichter 2o ist ein aus Metallscheiben bestehender Trockengleichrichter, wobei die Scheiben parallel nebeneinander auf dem Bolzen 17 gestapelt sind. Die eine Klemme 28 der Wechselstromquelle ist über den Schalter 14 mit .der Mitte 23 des Gleichrichters 2o verbunden, während die sich gegenüberliegenden Enden -dies Gleichrichters mit den Klemmen z4 und a5 verbunden sind, die ihrerseits mit den Enden der Spulen 3 bzw. 4 in Verbindung stehen. Das andere Ende jeder Spule 3 und 4 ist gemeinsam durch die Leitung 26 mit der anderen Seite des Schalters 14 verbunden und führt von dort zu der andren Klemme 2.7 der Wechselstromquelle.
  • Der den magnetischenWechselimpulsen folgende, in der Hülse 5 frei schwingende Ankerkolben 6 trifft an einem Ende auf den aus Gummi bestehenden Anschlag 30, der von dem durch diie Scheibe 32 hindurchgeheiid:en Röhrchen 31 getragen wird. Die Feder 33. hält den Anschlag 30 in seiner oberen Stellung, da die Feder unter Druck zwischen die Platte 32 und dien Kopf 12 eingesetzt ist. Der Ansatz des Anschlags 30 ist mit einer Bohrung versehen, die dien Ein- und Austritt von Luft aus dem Innern des Werkzeuges zuläßt. Um ein Verklemmen des Anschlags, 30 zu verhüten, verschiebt ;sich dieser in der in den Kopf 12 eingesetzten Muffe 34 mit genügend Spiel :z9 hin und her. Würde sich der Anschlag während des Betriebes verklemmen, so würde sich die Vorspannung auf die biegsamen; Schaltklinken ändern. Der bereits erwähnte Rahmen muß frei schwingen und sich frei. bewegen können, damit die Schaltklinken in ihren natürlichen Ruhestand zurückkehren können. Unter der Einwirkung der Vorspannung nehmen sie dann ihre Gleichgewichtslage von -selbst wieder ein. Das untere Ende des Werkzeuggehäuses i trägt einen Abschlußdeckel 35 mit einer Werkzeughältemuffe 36; die .das obere Ende des als Amboß wirkenden Werkzeughalters oder Werkzeugfutters 37 aufnimmt, dessen obere Stirnfläche hier mit 38 bezeichnet ist. Der Werkzeughalter 37 besitzt eine nabenartige Verbreiterung 4o mit einem daran sitzenden radialen Ringflansch .,41. Das untere Ende des Futters 37 hat die Form einer Steckhülse zur Aufnahme des Werkzeugs 42. Im Futter befindet sich die Querbohrung 43, .durch: die- das zugespitzte Ende eines- Stiftes eingeschoben oder getrieben werden kann, um das Werkzeug 42 herauszunehmen.
  • Der auf dem Werkzeughalter vorgeselhene Ringflansch 41 wird von zwei becherförmigen Scheiben 44 und 45. umfaßt, deren einander gegenüberliegende Ringflächen 46 und 47 mit den zugehörigen Seiten des Flansches 41 mittelbar in kraftschlüssige Wechselwirkung treten. Biegsame Schaltklinkenringe 5o und 51 liegen zwischen den Flächen 4;6. und 47 und. den zugehörigen Flächen de: Flansches 41.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besitzen die Becherscheiben 44 und 45 Lappen 53 und 54, die sich gegenüberstehen und an den Muffen 55 und 56 gehaltert sind, die ihrerseits auf die unteren Enden der Spannstangen 57 und 58 aufgeschoben sind. Die Spannstangen 57 und 58 erstrecken sich bis zu dem gegenüberliegenden oberen Ende des Schlagwerkzeugs und sind an der Platte 32 mittels Muttern befestigt. Zwischen die Lappen der Becherscheiben 44 und 45 werden Unterlegscheiben 59 eingesetzt, um die Relativstellung dieser Becherscheiben und damit die Größe der auf den biegsamen Schaltklinkenringen 5o und 51 liegenden Vorspannung festzulegen. Sind die Schaltklinkenringe abgearbeitet, so daß sie die eingestellte Vorspannung nicht oder nur teilweise aufnehmen können, so werden die Unterlegscheiben 59 herausgenommen oder es werden schwächere Scheiben eingesetzt. Wenn der die Schaltklinkeneinrichtung tragende Rahmen und der Anschlag 30 sich verklemmen, würde eine andere Vorspannung auf die Schaltklinkenringe übertragen werden. Infolge des um den Anschlag 3o herum befindlichen Zwischenraumes 29 nehmen die, Schaltklinken ringe aber von selbst wieder ihre Gleichgewichtsstellung ein.
  • Die Schraubenbolzen 6o und 61 verbinden den Deckel 35 und den Kopf 12 auf dem Zylindergehäuse i (Fig. 2) miteinander. Sobald der als Schlagkolben wirkende Anker 6 sich nach abwärts bewegt und auf die Stirnfläche 38 des Werkzeughalters 37 trifft, wird der federnde Schaltklinkenring 51 durchgebogen, und zwar gerade bevor das Werkzeug auf das zu bearbeitende Werkstück auftrifft. Diese Bewegung hebt den Vorspannungsdruck auf den Schaltklinkenring 5o auf, der seine Normalform wieder annimmt. Durch die Rückschlagkraft prallt das Werkzeug zurück, so daß der Werkzeughalter angehoben wird und die obere Fläche des Flanschringes 41 gegen den Schaltklinkenring 5o drückt, der zwischen der oberen Fläche des Flanschringes 41 und der Ringfläche 46 der Becherscheibe 44 liegt, während der Schaltklinkenring 5, von den auf ihm lastenden Druckkräften und Vorspannungskräften entlastet wird. Sobald -der Schlagkolben 6 bei dem Rückhub auf den Anschlag 3o auftrifft, drückt die Becherscheibe 45 über .den Rahmen den Schaltklinkenring 51 zusammen und entspannt den Schaltklinkenring 50. Die kreisende Bewegung -Wird also durch eine ununterbrochene Gruppe von Impulsen verursacht.
  • Da die Schaltklinkenringe ihre eigene Schwingungsfrequenz haben und unter einem Vorspannungsdruck stehen, der ihre teilweise Verbiegung verursacht, wird der eine Schaltklinkenring ent-;pannt, während der andere Schaltklinkenring ge-:)ogen wird, wobei sich diese Verformungen über-3chneiden. Der gebogene Schaltklinkenring überträgt seine Kraft auf den urigebogenen Schaltdinkenring, der gebogen wird, während der seine ,raft abgebende Schaltklinkenring sich entspannt )der seine Normalgestalt wieder annimmt. Läßt die Zeit es zu, so läuft das zwischen den beiden Schaltklinkenringen erfolgende gegenseitige Biegen und Freigeben so lange, bis die Schwingungen abklingen. Das Einstellen sowie die Wahl der Schaltklinkenringe wie auch des Anschlags erfolgt so, daß eine den Teilen eigene Schwingungsfrequenz geschaffen wird, .die mit dem Arbeiten der Antriebsvorrichtung oder im vorliegenden Falle mit den elektrischen Impulsen übereinstimmt.
  • Bei jedem unter der Einwirkung der Druckkräfte erfolgenden Biegen der Schaltklinkenringe (und zwar bei einem Biegen unmittelbar durch die Antriebselemente als auch auf Grund der Übertragung von Kräften von einem Schaltklinkenring auf den anderen Schaltklinkenring) versuchen die Schaltklinkenringe, dem Werkzeughalter eine kreisende Bewegung zu geben. Die in dieser Weise abgegebene Kraft bringt die Schaltklinkenringe zwischen den Druck- und den Gegendruckhüben schnell zum Abklingen.
  • Der Schaltklinkenring 5o ist in den Fig. 6, 7 und 8 und der Schaltklinkenring 5 i ist in den Fig.3, 4 und 5 dargestellt. Grundsätzlich sind diese Schaltklinkenringe in gleicher Weise ausgebildet, jedoch hat der Schaltklinkenring 51, der die Antriebsdruckkraft der Arbeitshübe und der Gegendruckhübe aufnimmt, einen etwas kräftigeren Ringflansch als der Schaltklinkenring 5o, der im Grunde nur die reflektierende Gegendruckkraft des Schaltklinkenringes 5 i aufnimmt. Bei dem Hin- und Hergang trifft der Schlagkolben 6 auf die Stirnfläche 38 des Werkzeughalters 37 und schiebt diesen nach abwärts, der den Schaltklinkenring 51 zusammendrückt, um diesen Schaltklinkenring 50 zu biegen und die auf dem Ring liegende Vorspannung aufzuheben. Die Kraft wird auch gegen die Becherscheibe 45 und durch die Verbindungsstangen 57 und 58 auf die Platte 32 ausgeübt, die die Feder 33 zusammendrückt und den. Anschlag 3o nach der Mitte des Schlagwerkzeugs zu in eine Stellung zieht, in der der Anschlag bei dem Rückhub des Kolbens getroffen werden kann.
  • Bei der Aufwärtsbewegung trifft der Kolben 6 auf den Anschlag 3o, drückt den. Anschlag zusammen und schiebt den Rahmen zurück, wodurch nun. wieder der Schaltklinkenring 51 durch diejenigen Druckkräfte gebogen wird, die durch die gegen das Trägheitsmomen.t des Werkzeughalters sich hebende Scheibe erzeugt werden. Diese Druckkraft, die auf Grund des Rückhubes oder des Gegendruckhubes entsteht, bringt wieder die auf den Schaltklinkenringen liegenden Vorspannungskräfte aus dem Gleichgewicht, so daß die Schaltklinkenringe gebogen und entlastet werden und dadurch den Werkzeughalter in Drehung setzen, bis die Kräfte abklingen und die Schaltklinkenringe wieder ihrer von Anfang an. vorhandenen Vorspannung unterworfen werden, ehe der Schlagkolben wieder umkehrt und auf die Stirnfläche des Werkzeughalters auftrifft.
  • Sobald der Schlagkolben 6 nicht mehr auf dem Anschlag 30 liegt, wird der untere Schaltklinkenring 51 entspannt, überträgt seine Druckkräfte auf den oberen Schaltklinkenring und nimmt schließlich seine Normalgestalt wieder an. Nach Freigabe durch den Schlagkolben nimmt der Rahmen wieder seine Normallage ein.
  • Jeder Schaltklinkenring 5o bzw. 5 i besteht, wie in den Fig. 3 bis 8 dargestellt, aus einem gummiartigen Material, z. B. Natur- oder Kunstgummi, oder aus einem anderen federnden Material, das gebogen werden und eine Kraft übertragen kann. Jeder Schaltklinkenring weist eine Reihe von radial liegenden biegsamen Hebeln 62 auf, von denen bei der dargestellten Ausführung acht Hebel auf dem Umfang des Schaltklinkenringes gewählt sind. Die Oberfläche und die Unterfläche jedes Hebels, die sogenannten Standflächen, haben dreieckige Form, wie bei 63 ersichtlich. Die nach der Mitte zu immer kleiner werdende Standfläche zusammen mit der kleinen Abschrägung im Flansch 41 sichert eine richtige radiale Verteilung der Drehkräfte ohne übermäßigen Verschleiß.
  • Der Hebel 62, verläuft von der Spitze in einer abwärts gerichteten Schräge 64 zu einem ringförmigen Steg 65, wobei diese Schräge vorzugsweise 3o° beträgt. Die Unterseite des Hebels 62 verläuft in .einer Schräge 66 und endet in der unteren Standfläche 67 (Fig. 4 und 7). Abgesehen von der Dicke des Steges und des Richtungsverlaufes der Schrägflächen der Hebel sind die Scheiben 5o und 51 in ihrem Aufbau gleich.
  • Die in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellten Hebel 72 haben obere Flächen 73 von dreieckiger Form, und ihre Schrägflächen 74 enden in dem Ringsteg 75, der vorzugsweise in der Mitte zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Hebels liegt. Die untere Fläche des Hebels verläuft bei 76 schräg und endet in dem dreieckigen Abschnitt 77.
  • Wie bereits erwähnt, verläuft die Schräge der Hebel 72 in entgegengesetzter Richtung zu der Schräge der Hebel 62, so daß bei dem Auftreffen des Schlagkolbens 6 auf die Stirnfläche 38 die Unterfläche des Ringflansches 41 die Schaltklinkenscheibe 51 zusammenpreßt. Die Hebel 62 biegen sich, wodurch eine kleine Drehbewegung der Hebel um ihre eigenen Achsen erfolgt und ein Druck gegen den Flansch 41 ausgeübt wird, der den Flansch in kreisende Bewegung setzt. Der Werkzeughalter 37 wird, wie in den Fig. i und 2 dargestellt, im Gegenzeigersinne, gesehen von der Unterseite des Schlagwerkzeugs, gedreht.
  • Man kann sagen, daß sich im Betrieb das Schlagwerkzeug oder der elektrische Hammer relativ mit Bezug auf den Werkzeughalter hin- und herbewegt und daß der Werkzeughalter in Umlauf gesetzt wird, sobald er frei von Schlagbelastungen ist oder sobald das Werkzeug das Werkstück nicht fest berührt. Es wird also nur ein kleiner Teil der Kraft zum Drehen des Werkzeugs benötigt.
  • Die Federung der Schaltklinkenringe und des Anschlags 30 sind wichtige Faktoren bei der Festlegung der Schwingungsfrequenz des Werkzeugs. Diese biegsamen gummiartigen Teile sollten eine Härte von 5o bis 7o Durometergraden haben. Sind diese Teile zu weich, so wird die Verformung ungünstig groß. Nach einer gewissen Zeit erhärtet der gummiartige Stoff und verliert also seine ursprüngliche Zusammenpreßbarkeit. Die Unterlegscheibe 59 muß dann herausgenommen werden, um das Zusammendrücken zu vergrößern. Einem Satz von Schaltklinkenringen werden also während seiner Verwendungsdauer zwei Arbeitsphasen öder Arbeitsabschnitte gegeben. Dies kann durch den Scheitelpunkt einer Kurve dargestellt werden, die durch Einpunkten -des zugeführten Drehmoments einerseits und der Vorbelastung andererseits erhalten wird, wobei die Anfangsvorspannung vor dem Scheitelpunkt liegt. Die Abstandsscheiben 59 müssen herausgenommen werden, nachdem die durch die Schaltklinkenringe eingenommene Verdichtung auf der anderen Seite des Scheitelpunktes liegt. Die Verdichtung in den Schaltklinkenringen vermindert nur die Anfangsspannung. Obwohl nur eine Unterlegscheibe zum Herausnehmen und zum Wiederherstellen der Vorbelastung dargestellt ist, kann die Zahl dieser Unterlegscheiben erhöht werden, um verschiedene Arbeitsphasen zu :erhalten, ehe eine Auswechselung der Schaltklinkenringe erfolgt.
  • Der Anschlag verdichtet und verkleinert sich ebenfalls nach einer gewissen Zeit, so daß der Ankerkolben nicht mehr im Synchronismus mit den Stromimpulsen sich bewegt. Der Anschlag 30 muß dann ersetzt werden.
  • Das beste .Arbeiten der Vorrichtung wird erhalten, wenn :die Eigenschwingungsfrequenz des Rahmens mit -der Eigenschwingungsfrequenz des Ankers 6 übereinstimmt. Der Rahmen kann zwar indem Zeitraum, in dem der Kolben auf den Werkzeughalter und auf den Anschlag 30 trifft, schwingen, jedoch muß der Rahmen rechtzeitig in seiner Stellung zurück sein oder muß im richtigen Sinne bewegt werden, sobald der Schlagkolben auf den Werkzeughalter oder auf den Anschlag 3o auftrifft.
  • Der obere Schaltklinkenring 5o spricht in der Hauptsache auf die Gegendruckkräfte des unteren Schaltklinkenringes 51 an. Ohne dieses tote "Spiel würde sich das Werkzeug nicht-hin und her schieben, sondern würde Schwingungsbewegungen ausführen.
  • Sobald der Schaltkli.nkenring 51 durch Druckkräfte :gebogen wird, bewegt er sich schneller als der Schaltklinkenring 5o folgen oder sich entspannen kann. Wenn also der Schaltklinkenring 51 den Werkzeughalter dreht, so wird durch den Schaltklinkenring 5o wenig oder gar keine Reibung ausgeübt. Die Biegsamkeit dieser beiden Teile ist also für ihre Arbeiten wichtig. Ist die Klinke 5o zu biegsam, so kann sie sich nicht zeitig genug entspannen und arbeitet nicht mehr unter der Einwirkung der Gegendruckkräfte. Der Werkzeughalter steht dann entweder still oder macht Schwingungsbewegungen. Um richtig zu arbeiten, muß der Schaltklinkenring eine bestimmte Gegendruckkraft ausüben.
  • Sind die Schaltklinkenringe zu steif, so werden die Gegendruckkräfte abgedämpft, was wiederum eine Schwingbewegung, aber keine Drehbewegung zur Folge hat. Die Eigenschwingungsfrequenz des zusammengepreßten Schaltzahnringes ist für ein erfolgreiches Arbeiten der erfindungsgemäßen Einrichtung also sehr wichtig.
  • Die in Fig. i dargestellte Doppelanordnung von Schaltklinkenringen kann durch eine mit einem einzigen Schaltklinkenring ausgerüstete Vorrichtung gemäß Fig. 9 ersetzt werden, bei der der Rückhub des Kolbens nicht weiter verwendet wird. Der untere Abschlußdeckel 8o des Schlagwerkzeugs ist an der Muffe 8.i mittels eines Stiftes 82 befestigt. Der Werkzeughalter 83 besitzt den Ringflansch 8q.. Der Schaltklinken.ring 85 liegt zwischen den nebenliegenden Ringflächen .der feststehenden Muffe 81 und der Oberfläche des Flansches 8q.. Die andere Seite dieses Flansches drückt die Feder 86 gegen das Drucklager 87, das in dem Ende der an dem Werkzeug befestigten Kappe 88 gelagert ist. Eine Staubkappe 9o hält die Filzscheibe 9i um das Ende des Werkzeughalters 83 herum, der eine unrunde Bohrung 92 hat, in die ein Werkzeug von ergänzender Form aufgenommen wird.
  • Sobald der Schlagkolben 6 auf die Stirnfläche des Werkzeughalters 83 trifft, wird die Feder 86 zusammengedrückt, wodurch ein Entspannen des Schaltklinkenringes erfolgt. Die Feder drückt dann den Werkzeughalter zurück, wobei er über seine normale Vorspannungsstellung hinausgeht, also den Schaltklinke nring biegt und dem Werkzeughalter eine kreisende Bewegung erteilt. Eine Ab- standsmuffe 93 kann verwendet werden, um die Ausbiegung- der Schaltklinkenringe zu begrenzen. Dieses Abstandsrohr liegt nur zwischen der Muffe 81 und dem Flansch 8q..
  • Sobald der Schaltklinkenring gebogen wird, nimmt er eine verkantete Stellung ein, wie sie in Fig. io dargestellt ist. Die Winkellage der Hebel vergrößert sich, und der Zwischenstegwird zu einer Kurve gebogen.
  • Die Schaltklinkenringe können durch metallische Federeinsätze versteift werden, wie sie' bei 94 in Fig. io dargestellt sind. Die Bewegungsgeschwindigkeit einer Stahlfeder ist zu schnell und klingt auch zu schnell ab. Sie erzeugt jedoch bei kleinerer Verformung ein größeres Drehmoment.
  • Eine Abänderung der Vorrichtung zur wechselweisen Beaufschlagung des Werkzeugspannfutters oder des Werkzeughalters 37 ist in den Fig. i i und i2 gezeigt, in denen ein Elektromotor 95 an einer Stelle des Zylindergehäuses i neben dem Handgriff vorgesehen ist. Der Motor 95 wird durch einen Druckerschalter betätigt. Die Motorwelle ragt in das Gehäuse i ein und endet dort in eine Kurbel 96, an der eine Kurbelstange 99 schwingbar gelagert ist. Die Kurbelstange 99 ihrerseits .ist .an einem Treibkolben 611 schwingbar gelagert, der gleitend in einem Hohlschlagkolben 98 liegt,. der sich innerhalb des Gehäuses i hin- und herbewegt. Eine Feder 97 liegt zwischen dem oberen Ende des Schlagkolbens 98 und einer auf dem Treibkolben 611 befindlichen Schulter, um eine nach-;iebig federnde Verbindung zwischen diesen Teilen herzustellen. Diese Ausführung arbeitet ähnlich wie die Ausführung mit dem elektromagnetisch betätigten Schlagkolben 6, mit der Abweichung, daß der Kolben 6,1 mittels des Elektromotors 95 und der Kurbel 96 auf und ab bewegt wird. Die Arbeitsweise der Schaltklinkenanordnung 40, 44 44, 45, 50, 51 ist die gleiche wie bei der Einrichtung mit elektromagnetischem Antrieb.
  • Alle einseitig wirkenden Vorrichtungen, die von der Vorderseite des Werkzeugs aus angetrieben werden, sollten, wie dargestellt, irgendeine Art von Drucklager aufweisen, weil sie mit einer Federspanneinrichtung versehen sein müssen.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Insbesondere für Schlagwerkzeuge bestimmte Vorrichtung zum Umsetzen einer hin-und hergehenden Bewegung in eine kreisende Bewegung, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl eine an dem als Amboß dienenden Werkzeughalter (37 bzw. 83) als auch eine am Gehäuse des Schlagwerkzeugs gleichachsig und radial zur Werkzeugachse angeordnete Ringfläche vorgesehen ist, zwischen denen ein mit den beiden Ringflächen zusammenarbeitender Schaltklinkenring (50, 51 bzw. 85) zur Erteilung einer schrittweisen Drehbewegung des Werkzeughalters (37 bzw. 83) gelagert ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Federstahl oder einer Kombination von Federstahl und Gummi oder nur aus Gummi bestehende Schaltklinkenring (50 oder 51 oder 85) vorzugsweise aus einem ringförmigen Steg nach beiden Seiten herausragende Hebel oder Ansätze (62, 72) besitzt, die die Form eines rechtwinkligen Dreiecks haben, dessen lange Kathete durch den Steg gebildet wird und dessen Spitze zu einer Standfläche (63, 67, 73, 77) abgeflacht ist, wobei die Hypothenuse der Ansätze der einen Seite entgegengesetzt zur Hypothenuse der Ansätze der anderen Ringseite gerichtet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Werkzeughalter (37) .ein radialer Ringflansch (4i) vorgesehen ist, dessen Ringflächen die Ringflächen (46, 47) zweier miteinander festverbundener Scheiben (44, 45) des Trägers (32, 44, 45, 55 bis 59) gegenüberliegen und zwischen denen je ein Schaltklinkenring (5o, 51) liegt, von denen der eine mit Ansätzen versehen ist, die entgegengesetzt gerichtet sind wie die Ansätze des anderen Schaltklinkenringes.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Scheiben des Trägers starr aneinander befestigt sind und mittels eines Gestänges (57, 58) mit einem federnden Anschlag (30) verbunden sind, der die Rücklaufbahn der hin- und hergehenden Werkzeugteile (6, 37 bzw. 83) begrenzt und einen Teil,des Trägers bildet.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (65) der unteren, werkzeugseitigen Schaltklinkeneinrichtung (5i) kräftiger ist als der Ringflansch (75) der darüberliegenden Schaltklinkeneinrichtung (5o).
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein im zylindrischen Gehäuse (i) geführter Schlagkolben (6) vorgesehen ist, und daß der mit einer Hülse zur Aufnahme des Werkzeugstahls versehene Werkzeughalter (37) durch den Träger (44, 45, 57, 58) in der Bewegungsbahn des Kolbens (6) gehalten wird.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltklinkenringe (5o, 51) eine Vorspannung erhalten, die durch Auswechseln von Abstandsscheiben (59) einstellbar ist. B.
  8. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines hin-und hergehenden Schlagkolbens im Werkzeuggehäuse die am Gehäuse vorgesehene Ringfläche die untere Fläche des Ringflansches einer im unteren Gehäuseabschlußdeckel (8o) eingesetzten Muffe (8i) zur Führung des Werkzeughalters (83) bildet, .während als gegenüberliegende Ringfläche die obere Ringfläche des Werkzeughaltcrflansches (84) dient.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die mittelbare Anordnung einer Druckfeder (86) zwischen Werkzeughalter (83) und dem im Gehäuse hin- und herschwingenden Schlagkolben (6). io. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens gegenüber dem Gehäuse (i) entweder durch ein elektromagnetisches Solenoid (3, 4) oder durch einen Elektromotor (95) mit einer Kurbel (96) erfolgt, die mit einem Treibkolben (6a) getrieblich verbunden ist, der im Hohlschlagkolben (98) gleitend geführt ist.
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