DE9413828U1

DE9413828U1 - Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug

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Publication number: DE9413828U1
Application number: DE9413828U
Authority: DE
Original assignee: Air Tec AG
Current assignee: Air Tec AG
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2004-08-27
Also published as: CH687684A5

Description

Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug mit einem zylindrischen Gehäuse, in dem ein Kolben zur Erzeugung eines Schlages, ein Amboss zur Uebertragung des Schlages via einem Schlagelementhalter auf mindestens ein aus dem Gehäuse herausragendes Schlagelement und eine Rückstellfeder zur Rückstellung des Schlagelementhalters angeordnet sind, sowie zwei Dämpfungsfedern, die um das zylindrische Gehäuse angeordnet sind und einer Kunststoffhülse, die das Gehäuse mindestens teilweise und die Dampfungsfedern vollständig umgibt und die axial bezüglich dem Gehäuse verschiebbar ist.

Pneumatische Hand-Schlagwerkzeuge werden eingesetzt, um Oberflächen von Metall, Stein oder ähnlichem zu bearbeiten. Sie weisen den Nachteil auf, dass durch ihre Funktionsweise Vibrationen entstehen, die an den Benutzer weitergeleitet werden. Dies führt zu schneller Ermüdung des Benutzers und auch zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen, da dessen Blutzirkulation beeinträchtigt wird. Hand-Schlagwerkzeuge sind zudem relativ laut. Diese Lärmbelastung ist ein weiterer

Grund dafür, dass die Geräte nicht über eine längere Zeitspanne eingesetzt werden sollten. Man ist deshalb schon länger bestrebt, Vibrationen und Lärmbelastung auf ein Minimum zu dämpfen.

So ist aus EP-B-152'376 ein Schlagapparat bekannt mit einem Gehäuse, in dem ein Zylinder verschiebbar aufgehängt ist. Ein Kolben, der als Schlagorgan wirkt, ist in diesem Zylinder angeordnet. Vibrationen, die durch die Bewegung der Schlagelemente, beispielsweise Nadeln, des Schlagelementhalters, des Ambosses und des Kolbens entstehen beziehungsweise weitergeleitet werden, werden auf den Zylinder übertragen. Da dieser mittels zwei elastischen, z-förmigen Ringlagern im Gehäuse aufgehängt ist, werden die Vibrationen nur noch gedämpft an das Gehäuse weitergegeben. Die Vibrationen werden somit innerhalb des Gehäuses abgeschwächt. Eine Vibrationsübetragung an das Gehäuse findet aber trotzdem statt, da im vorderen Bereich eine Rückstellfeder des Schlagelementhalters und im hinteren Bereich eine weitere Feder im Gehäuse lagern. Zudem sind derartige Schlagapparate recht aufwendig und daher kostspielig in der Herstellung. Da sich der Zylinder möglichst berührungslos im Gehäuse bewegen sollte, wird man derartige Schlagapparate mit kleinen Toleranzwerten fertigen.

Eine andere Möglichkeit zur Dämpfung der Vibrationen wird in DE-A-3'239'174 offenbart. Dieses Schlagwerkzeug weist ein Gehäuse auf, das teilweise von einer Abdeckhülle umgeben ist.

Zwischen Abdeckhülle und Gehäuse sind zwei Dämpfungsfedern eingelagert, die eine Verschiebung des Gehäuses gegenüber der Abdeckhülle gewährleisten. Da der Anwender die Abdeckhülle hält, werden die Vibrationen, die von den Dämp fungs federn aufgenommen werden, kaum auf ihn übertragen. Die in dieser Offenlegungsschrift aufgezeigte Lösung ist jedoch konstruktiv sehr aufwendig. So weist das Gehäuse einen reduzierten Abschnitt auf, in den ein verdickter Abschnitt der Abdeckhülle eingreift, wobei zwei Aussparungen vorhanden sind, in denen die Dämpfungsfedern gelagert sind. Die vordere Dämpfungsfeder hat somit ihren vorderen Anschlag am Gehäuse und ihren hinteren Anschlag an der Abdeckhülle. Bei der hinteren Dämp fungs feder sind die Anschläge spiegelsyinmetrisch angeordnet. Da die Abdeckhülle zwischen den Federn über einen weiten Bereich am Gehäuse anliegt, kann dadurch doch eine relativ gute Vibrationsübertragung stattfinden. Ein weiterer Nachteil dieses Schlagwerkzeuges ist, dass die einsetzbaren Schlagelemente, wie Nadeln, Meissel oder Stockwerkzeuge, nicht auf einfache Weise gewechselt werden können.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug zu schaffen, das Vibrationen dämpft und die Lärmbelastung vermindert, das aber trotzdem eine einfache Konstruktion aufweist, wobei auch die Schlagelemente einfach wechselbar sein sollen.

Diese Aufgabe löst ein pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1, das dadurch

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gekennzeichnet ist, dass die Dämpfungsfedern in der Kunststoffhülse gelagert sind, wobei sie je auf einer Seite eines Anschlagringes des Gehäuses angeordnet sind und wobei der Anschlagring einen Anschlag für die jeweils einen Enden der Dämpfungsfedern bildet und dass die Kunststoffhülse Anschläge für das jeweils andere Ende der Dämpfungsfedern bildet.

Weitere Ausgestaltungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Nadelpistole;

Figur 2 einen vergrösserten Ausschnitt der Nadelpistole nach Figur I₁ der den Dämpfungsmechanismus verdeutlicht und

Figur 3 zeigt diesselbe Nadelpistole in Seitenansicht mit einem zusätzlichen, entfernbaren Haltegriff.

In Figur 1 ist als Beispiel eines pneumatischen Hand-Schlagwerkzeuges mit einem zylindrischen Gehäuse eine Nadelpistole dargestellt. Der Aufbau im Innern des zylindrischen Gehäuses entspricht bekannten Konstruktionen, und wird deshalb im folgenden nur noch kurz beschrieben.

In einem aus Metall gefertigten, zylindrischen und einseitig offenen Gehäuse 1 sind die einzelnen, für die Funktion des Schlagwerkzeuges wesentlichen Elemente, Kolben 3, Amboss 4 und Schlagelementhalter, der hier als Nadelhalter 5 dargestellt ist, angeordnet. Im hinteren Bereich des Gehäuses befindet sich ein Einlasskanal für Pressluft und ein Steuerventil, die jedoch nicht dargestellt sind. Die Pressluftzuführung P ist in diesem Beispiel in der Verlängerung der Achse des Gehäuses 1 angeordnet, eine seitliche Zuführung ist jedoch auch möglich.

Ein wesentliches Element ist der in der Figur 1 schematisch dargestellte Kolben 3, der als Schlagorgan dient. Dieser Kolben 3 wird von aussen mittels der zugeführten Pressluft axial im Gehäuse 1 bewegt. Der Kolben 3 überträgt seinen Impuls innerhalb des Gehäuses 1 auf den annähernd zylinderförmigen Amboss 4. Dieser weist eine diagonale Durchführungsöffnung auf, die Rückstellbewegung von Amboss 4 und Kolben 3 nach ausgeführtem Schlag bewirkt. Der vordere, das heisst der vom Kolben 3 abgewandte Bereich des Ambosses 4 ist von einem Nadelhalter 5 umgeben. Der Mantel des Nadelhalters 5 weist axial gerichtete, gleichmässig verteilte Kerben als Luftkanäle auf. Im trommeiförmigen Nadelhalter 5 sind gleichmässig verteilte Bohrungen angeordnet, in denen das Schlagelement, hier Nadeln 50, gehalten ist. Die Nadeln 50 treten axial aus dem vorderen Ende des Gehäuses 1 aus. Zwischen Nadelhalter 5 und dem vorderen Ende des Gehäuses 1 ist eine

Rückstellfeder 6 gelagert, die die Nadeln berührungslos umgibt.

Der bisher beschriebene Aufbau der Nadelpistole entspricht den bereits bekannten Nadelpistolen. Ebenso bekannt ist ihre Wirkungsweise. Die Pressluft beschleunigt den Kolben 3, so dass der Kolben 3 auf den Amboss 4 prallt. Der Amboss 4 überträgt den Impuls auf die Nadeln 50 und den Nadelhalter 5. Die Meisselnadeln schlagen so auf die zu bearbeitende Oberfläche auf. Kolben 3 und Amboss 4 werden durch lokale Druckänderung im Gehäuse 1 in ihre ursprüngliche Position zurückbewegt. Diese lokalen Druckänderungen werden durch Luftkanal-Verbindungen zur Rückführung genutzt. Der Nadelhalter 5 und damit die Nadeln 50 werden durch die Rückstellfeder 6 wieder in ihre Ausgangsposition zurückgebracht, worauf sie wiederum durch Kolben 3 und Amboss 4 nach vorne geschlagen werden können.

Die erfindungsgemässe Nadelpistole vereinbart nun diese für die Funktion des Handwerkzeuges notwendigen Elemente mit einer konstruktiv einfachen Vibrations- und Schalldämmung, die detailliert in Figur 2 erkennbar ist. Sie weist ein Gehäuse 1 auf, das mehrteilig, hier zweiteilig, ist. Es besteht aus einem hinteren Gehäuseteil 10 und einem vorderen 10'. Die zwei Gehäuseteile sind durch ein Gewinde 11 schraubbar miteinander verbindbar. Damit kein Druckabfall im Innern des Gehäuses 1 stattfinden kann, ist an der Verbindungsstelle ein O-Ring 12 {siehe Figur 1) zur Dichtung vorhanden. Der

Kolben 3 befindet sich im hinteren Gehäuseteil 10, wobei er sich beim Schlag in den vorderen Gehäuseteil 10' bewegen kann. Amboss 4 und Nadelhalter 5 sind im vorderen Gehäuseteil 10' angeordnet, wobei der Amboss 4 mit seinem hinteren Ende auf dem hinteren Gehäuseteil 10 aufsteht.

Im Verbindungsbereich des Gehäuses ist ein über dessen Aussenseite vorstehender Anschlagring 7 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um einen Zwischenring, der beim Zusammenschrauben der Gehäuseteile 10,10' zwischen die Teile gelegt wird.

Ueber das Gehäuse 1 ist mindestens teilweise eine ein- oder mehrteilige Kunststoffhülse 9,9' gestülpt, wobei ihr Innendurchmesser so bemessen ist, dass sie den Anschlagring 7 beabstandet umgibt und gegenüber dem Gehäuse 1 axial verschiebbar ist. Auch diese Kunststoffhülse ist bevorzugterweise aus zwei Teilen gefertigt, so dass sie aus einem hinteren 9 und einem vorderen Hülsenteil 9^f besteht. Die zwei Teile sind ebenfalls mittels einem Gewinde 90 schraubbar verbindbar. Die Verbindungsstelle ist bevorzugterweise leicht versetzt zur Verbindungsstelle des Gehäuses angeordnet und zwar so, dass das Gewinde des hinteren Gehäuseteiles 10 dem hinteren Hülsenteil 9 vorsteht.

Innerhalb dieser Kunststoffhülse &thgr;,&thgr;¹ sind zwei Dämpfungsfedern 8,8' gelagert, die das Gehäuse 1 mindestens teilweise umgeben. Dabei umfasst die hintere Dämpfungsfeder 8 das

hintere Gehäuseteil 10 und die vordere Dämpfungsfeder 8' das vordere Gehäuseteil 10'. Die Dämpfungsfedern 8,8' sind je auf einer Seite des Anschlagringes 7 angeordnet, wobei der Anschlagring 7 einen Anschlag für jeweils ein Ende jeder Dämpfungsfeder 8,8' bildet. Die Dämpfungsfedern 8,8' sind bevorzugterweise annähernd gleich lang und weisen dieselbe Federkonstante auf. Dabei erstreckt sich die hintere Dämpfungsfeder 8 im unbelasteten Zustand bis zur hintersten Position, die der Kolben 3 einnehmen kann. Die vordere Dämpfungsfeder 8' reicht im unbelasteten Zustand bis zum vorderen Ende des Nadelhalters 5. Folglich . sind beide Dämpfungsfedern 8,8' im Ruhezustand der Nadelpistole vorgespannt .

Die Kunststoffhülse 9,9' bildet Anschläge für die jeweils einen Enden der Dämpfungsfedern 8,8'. Hierfür weist sie dem Gehäuse 1 zugewandte Absätze auf. Die Kunststoffhülse 9,9' ist -mit dem Anschlagring des Gehäuses nicht in Berührung. Sie liegt ausschliesslich in ihrem vorderen und hinteren Endbereich an dem zylindrischen Gehäuse 1 an, wobei sich diese Endbereiche maximal bis zu den von der Kunststoffhülse 9,9' gebildeten Anschlägen der Dämpfungsfedern 8,8' erstrecken.

Die Kunststoffhülse 9,9' und die Dämpfungsfedern 8,8' dienen der Vibrations- und Schalldämmung, wie im folgenden erläutert wird. Die bei Gebrauch der Nadelpistole entstehenden Vibrationen werden vom Gehäuse 1 auf die Dämp fungs federn 8,8' übertragen und durch diese wie auch durch die Kunststoffhülse

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9,9' gedämpft. Der Benutzer hält das Schlagwerkzeug an der Kunststoffhülse 9,9', innerhalb der sich das Gehäuse 1 mit dem Schlagmechanismus und den Meisselnadeln gefedert bewegen kann. Dadurch können die Vibrationen nicht mehr auf die Hand des Benutzers übertragen werden. Damit der Anwender jedoch trotzdem einen mechanischen Druck auf die zu bearbeitende Oberfläche ausüben kann, dient der Anschlagsring 7 als Druckfläche.

Die Dämpfungsfedern 8,8' erstrecken sich über einen weiten Bereich des Gehäuses 1 und können somit auch nicht longitudinale Anteile der Schwingungen leicht aufnehmen. Da die das Gehäuse umgebende Hülse aus Kunststoff gefertigt ist, können die Vibrationen optimal gedämpft werden. Zudem dient die Kunststoffhülse aber auch als Schallisolation und liegt angenehmer in der Hand als das metallene Gehäuse.

Die erfxndungsgemässe Nadelpistole weist wie oben beschrieben eine einfache Konstruktion auf. Es wird von einem zylindrischen Gehäuse ausgegangen, das keine Einbuchtungen oder andere spezielle Formen aufweisen muss. Es ist nur eine Druckfläche notwendig, die durch einen einfachen Anschlagsring gebildet wird. Auch die Kunststoffhülse weist eine einfache, annähernd zylindrische Form auf, die lediglich durch die zwei Anschläge und die das Gehäuse berührenden Endbereiche unterbrochen ist. Dadurch ist der Kontakt zwischen vibrierendem Gehäuse und die Vibration abblockende Kunststoffhülse auf ein Minimum beschränkt und das Gehäuse kann sich optimal innerhalb der vom Benutzer festgehaltenen

Kunststoffhülse frei bewegen. Derartige Dämpfungsfedern und Kunststoffhülsen lassen sich sogar auf herkömmliche Nadelpistolen montieren.

Bis jetzt wurde eine Nadelpistole beschrieben, die vom Anwender in ihrer Achse gehalten wird. Sie kann jedoch auf eine einfache Art und Weise mit einem Haltegriff versehen werden, ohne dass eine Verminderung der Vibrations- oder Schalldämmung stattfindet. Eine deratige Ausführungsform ist in Figur 3 dargestellt. Um die Kunststoffhülse 9,9' ist eine Schelle 14 befestigbar, die in einen Haltegriff 15 übergeht. Da die Befestigung der Schelle 14 auf der Kunststoffhülse 9,9' stattfindet, werden keine Vibrationen auf den Haltegriff 15 und somit auf den Benutzer übertragen.

Das erfindungsgemässe pneumatische Hand-Schlagwerkzeug muss nicht eine reine Nadelpistole sein. Die meisten Nadelpistolen sind in Schlagwerkzeuge für Meissel, Stockwerkzeuge oder Blechscheren umwandelbar. Hierfür wird anstelle des vorderen Gehäuseteiles ein Aufsatz in Form eines Schlagelementhalters verwendet, der ebenfalls eine Rückstellfeder aufweist und in dem das benötigte Schlagelement anbringbar ist. Der Kolben schlägt nun diesen Schlagelementhalter nach vorne, so dass das Schlagelement auf die zu bearbeitende Oberfläche schlägt. Der Ring, der den Anschlag für die Dämp fungs federn bildet, ist wiederum ein Zwischenring, der nun zwischen hinterem Gehäuseteil und Schlagelementhalter befestigt ist. Durch die spezielle Kostruktion der erfindungsgemässen Nadelpistole ist

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eine Umrüstung für andere Schlagelemente erleichtert. Kunststoffhülse und Dämpfungsfedern lassen sich leicht entfernen, das vordere Gehäuseteil spielend ersetzen und ebenso einfach ist der erneute Zusammenbau, da die Dämpfungsfedern nicht in spezielle Sitze eingepasst werden müssen.

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Claims

1. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug mit

einem zylindrischen Gehäuse (1), in dem ein Kolben (3) zur Erzeugung eines Schlages, ein Amboss (4) zur Uebertragung des Schlages via einem Schlagelementhalter (5) auf ,mindestens ein aus dem Gehäuse (1) herausragendes Schlagelement und eine Rückstellfeder (6) zur Rückstellung des Schlagelementhaltes (5) angeordnet sind, sowie
zwei Dämpfungsfedern {8,8')/ die um das zylindrische Gehäuse (1) angeordnet sind und

einer Kunststoffhülse (9,9'), die das Gehäuse (1) mindestens teilweise und die Dämpfungsfedern (8,8') vollständig umgibt und die axial bezüglich dem Gehäuse (1) verschiebbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass

die Dämpfungsfedern (8,8') in der Kunststoffhülse (9,9') gelagert sind, wobei sie je auf einer Seite eines Anschlagringes (7) des Gehäuses (1) angeordnet sind und wobei der Anschlagring (7) einen Anschlag für die jeweils einen Enden der Dämpfungsfedern (8,8') bildet und dass die Kunststoffhülse (9,9') Anschläge für das jeweils andere Ende der Dämpfungsfedern (8,8') bildet.

2. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülse aus zwei Teilen (9,9') gefertigt ist, die zusammenfügbar sind.

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3. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) aus mindestens zwei Teilen (10,1O¹) zusammenfügbar ist und dass der Anschlagring (7) durch einen an der Verbindungsstelle beider Gehäuseteile (10,10') eingelegten Zwischenring gebildet ist.

4. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass die Dämpfungsfedern (8,8') annähernd dieselbe Federkonstante aufweisen.

5. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet/ dass die Kunststoffhülse (9,9') ausschliesslich mit ihrem vorderen und hinteren Endbereich an dem zylindrischen Gehäuse (1) anliegt, wobei sich die Endbereiche maximal bis zu den von der Kunststoffhülse (9/9') gebildeten Anschlägen der Dämpfungsfedern (8/8') erstrecken.

6. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass der Anschlagsring (7) im Bereich des Kolbens (3) angeordnet ist.

7. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, dass sich die eine Dämpfungsfeder (8¹) im unbelasteten Zustand bis zum vorderen Ende des Schlagelementhalters (5) erstreckt und dass sich die andere

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Dämpfungsfeder (8) im unbelasteten Zustand bis zur hintersten Position des Kolbens (3) erstreckt.

8. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass an die Kunststoffhülse (9,9') ein Haltegriff (15) befestigbar ist.

9. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass der Schlagelementhalter (5) ein Nadelhalter für Nadeln (50) ist.

10. Pneumatisches Hand-Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlagelementhalter (5) ein Meisselhalter für einen Meissel, ein Stockwerkzeug oder ein Blechscherenwerkzeug ist und dass er auf das Gehäuse (1) aufschraubbar ist, wobei der Anschlagsring (7) für die Dämpfungsfedern (8,8') durch einen an der Verbindungsstelle von Gehäuse (1) und Schlagelementhalter (5) angeordneten Zwischenring gebildet ist.

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