EP0166681B1 - Pneumatisch betriebener Hammer - Google Patents

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EP0166681B1
EP0166681B1 EP85810187A EP85810187A EP0166681B1 EP 0166681 B1 EP0166681 B1 EP 0166681B1 EP 85810187 A EP85810187 A EP 85810187A EP 85810187 A EP85810187 A EP 85810187A EP 0166681 B1 EP0166681 B1 EP 0166681B1
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EP
European Patent Office
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cylinder
chamber
housing
chambers
exhaust
Prior art date
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Application number
EP85810187A
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English (en)
French (fr)
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EP0166681A1 (de
Inventor
Heinz Steiner
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Schweizerische Industrie Gesellschaft
Original Assignee
Schweizerische Industrie Gesellschaft
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/11—Arrangements of noise-damping means
    • B25D17/12—Arrangements of noise-damping means of exhaust silencers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S173/00—Tool driving or impacting
    • Y10S173/02—Sound muffling

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatically operated hammer according to the preamble of independent claim 1.
  • Such a pneumatic hammer is known for example from EP-PS 0 015 700.
  • a further tool is described in US Pat. No. 2,128,742, in which an outer body made of insulating material is molded onto a metal cylinder.
  • a casing in the form of a tube surrounds the middle part of the cylinder and forms together with the cylinder an expansion chamber for receiving the fluid from the outlet opening of the cylinder.
  • Ring plates are located at the ends of the expansion chamber.
  • a plurality of axial partitions are arranged in a step shape around the cylinder, in that one of the two partitions on both sides of the outlet opening is at a distance from the lower ring plate at the bottom and the other from the upper ring plate at the top.
  • Two further partitions are then also arranged in a staggered manner, and the exiting fluid has to cover two long paths to the exhaust in the casing, which is said to have a damping effect.
  • the pneumatically operated hammer described in the aforementioned EP-PS 15 700 which corresponds to US Pat. Nos. 4,303,131 and 4,303,133, has a cylinder tube with a reciprocating piston. Flow channels for the supply of fluid to the lower cylinder space are located in radial longitudinal ribs.
  • the upper cylinder chamber is fed directly from the flutter valve.
  • a cylindrical silencer tube surrounds the cylinder, which is encased in the molded body, along its entire length, including the anvil and the tool holder.
  • a silencer chamber is formed between this silencer tube and the molded body and is connected to the surroundings by openings.
  • three ribs are present, each of which touches the silencer tube and thereby delimit axial chambers.
  • Two gas outlet openings lead from the cylinder chamber to two different chambers.
  • these chambers are connected to a further chamber via throttles.
  • This chamber is a third chamber delimited by the ribs and is led to the outside via an inner, elongated passage.
  • the muffler pipe is made of a rubber, so that finally all parts with chambers and flow channels are made of a moldable material, which on the one hand can reduce the weight and on the other hand the manufacturing costs can be kept low in spite of expensive soundproofing.
  • the object of the invention is now to further reduce the sound pressure level and to expand the compressed air to such an extent that it flows out of the exhaust as uniformly as possible; the risk of icing should be reduced as far as possible and a simple and inexpensive solution should be achieved through the appropriate shaping of the plastic parts.
  • the hammer shown in the drawing consists of a handle 1 with a fixed handle 110 and a handle 111 with a handle 14, which acts in a known manner by means of a valve pin 31 on a valve ball 17 pressed with a spring 15 against the valve seat 7 when the Pusher 14 is depressed in order to guide compressed air from the air connection 32 into the cylinder 29.
  • the compressed air passes through a system of channels 62 in a top wall 10 of the cylinder 29 and by means of two radial bores 5, 6 to both sides of a valve plate 27 of a flap valve. From here, an air flow passes through a central opening 61 in the top wall 10 into the upper cylinder chamber 47 or via the channels 62 mentioned to flow channels 40, 41, 42 in order to bring compressed air into the lower cylinder chamber 46.
  • the cylinder 29 consists of a metal tube with a ground inner wall and a smooth outer wall.
  • a percussion piston 23 is located in this cylinder.
  • Four radial openings 52a-52d as gas outlets are located approximately in the middle of the cylinder 29.
  • the tool-side end of the cylinder 29 is closed with an anvil sleeve 11.
  • the anvil 28 is guided in an axially movable manner.
  • the lower edge of the cylinder 29 is surrounded by a cylindrical holding wall 63, which also serves to hold the anvil sleeve 11.
  • a wear sleeve 9 is also held in the holding wall 63, in which the tool W is then inserted.
  • the chisel holder 12 with the associated spring 22 and locking bolts 21 is also accommodated in the cylindrical holding wall 63.
  • the housing 2 is held in a rigid position with respect to the cylinder tube 29 by means of three radial ribs 43, 44, 45, which are connected in one piece to a composite cylinder 3 which also at least partially encompasses the cylinder tube 29 at the lower end.
  • counter ribs 64, 65, 66 with longitudinal grooves complementary to the tops of the ribs can be present on the inner wall of the housing 2 in order to hold the same precisely and rigidly with respect to the cylinder tube 29. This means that there is no need to fasten the ribs 43, 44 45 to the cylinder tube 29 or even completely cover the same.
  • the flow channels 40, 41, 42 already mentioned are located in the ribs 43, 44, 45. Two of these flow channels 40, 41 are connected to the lower cylinder chamber 46 by feed passages 461 and 462 (FIG. 3).
  • passage openings 54, 55 to a further chamber 58 are formed by recesses in this compound cylinder.
  • the composite cylinder 3 is provided in the exhaust 53 with a gas guide element 59 which forms a nozzle 591. This element could be molded onto the housing 2 or the housing 2 and compound cylinder 3 can together form a nozzle passage.
  • FIG. 4 shows a sectional view in the area of the handle 1 with a top view of the cover plate 10 in the deflection chamber 51.
  • the two chambers 48, 49 fed with exhaust gases from the cylinder space 46, 47 each have two through openings 602, 603, 604 and 605 and likewise the gases can be located in the third chamber 50 through two further passage openings 601, 606.
  • plastic parts such as housing 2, composite cylinder 3 with the ribs 43-45 and the guide flange 4 are rigidly held together by three tension bolts 13 screwed into the end flange of the holding cylinder 63 by the handle 1.
  • the exhaust gases from the cylinder 46, 47 are introduced into two expansion openings 52c, d, 52a, b, into an expansion chamber 48, 49, according to FIG.
  • the two elongate expansion chambers 48, 49 are connected to a resonance chamber 58 via through openings 54, 55.
  • the passages 602 to 605 form a connection to the deflection chamber 51, from where the gases then reach the exhaust 53 via the secondary chamber 50.
  • the outlet cross section is increasingly opened, which. is known to have a beneficial effect on sound development.
  • the gas thus simultaneously enters the two expansion chambers 48, 49, which have a volume that is matched to the sound produced.
  • the length of the expansion chambers is delimited on the one hand by the top wall 10 and on the other hand by the compound cylinder 3.
  • the unequal sizes of the through holes 54 formed between the composite cylinder 3 and housing by means of flange-like widening of the composite cylinder 3, 55 result in a different insulation to the resonance chamber 58, and therefore the sound pressures are not equal strongly attenuated at these locations, so that unequal frequency ranges by the resonance chamber 58, which acts as a Helmholtz resonator, can be absorbed and thus broadband noise reduction can be achieved.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatisch betriebenen Hammer gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Ein solcher pneumatischer Hammer ist beispielsweise aus der EP-PS 0 015 700 bekannt.
  • Im US-Patent 3 263 770 wurde ferner vorgeschlagen, den Metallzylinder für den Arbeitskolben auf der gesamten Länge mit einer dünnen Schicht aus Dämpfungsmaterial zu überziehen, wie beispielsweise Kautschuk oder ein anderes Elastomer, und diese Schicht wird mit einem rohrförmigen Ueberzug aus dünnem Stahl eng umschlossen. Auf die Durchflusskanäle wird in dieser Veröffentlichung nicht eingetreten, so dass hier die bekannte Technik zum Zuge kommt, nämlich Durchgänge in der Zylinderwand zu bilden. Als Schalldämpfung ist ein Auspufftopf vorgesehen.
  • Im US-Patent 2 128 742 wird ein weiteres Werkzeug beschrieben, bei dem auf ein Metallzylinder ein äusser Körper aus Isoliermaterial aufgeformt wird. Eine Umhüllung in Form eines Rohres umschliesst die mittlere Partie des Zylinders und bildet mit dem Zylinder zusammen eine Expansionskammer zur Aufnahme des Fluids aus der Austrittsöffnung des Zylinders. An den Enden der Expansionskammer befinden sich Ringplatten. Mehrere axiale Trennwände sind in Stufenform um den Zylinder herum angeordnet, indem eine der zwei Trennwände beidseits der Austrittsöffnung unten einen Abstand von der unteren Ringplatte und die andere oben von der oberen Ringplatte haben. Zwei weitere Trennwände sind dann ebenso versetzt angeordnet, und das austretende Fluid muss zwei lange Wege bis zum Auspuff in der Umhüllung zurücklegen, was einen Dämpfungseffekt ergeben soll.
  • Der in der erwähnten EP-PS 15 700, die den US-PS 4 303 131 und 4 303133 enspricht, beschriebene.pneumatisch betätigte Hammer weist ein Zylinderrohr mit einem hin- und hergehenden Kolben auf. In radialen Längsrippen befinden sich Durchflusskanäle für die Zufuhr von Fluid zum unteren Zylinderraum. Der obere Zylinderraum wird direkt vom Flatterventil aus gespeist. Ein zylindrisches Schalldämpferrohr umgibt den mit dem Formkörper umfassten Zylinder auf der ganzen Länge inklusive dem Amboss und dem Werkzeughalter. Zwischen diesem Schalldämpferrohr und dem Formkörper ist eine Schalldämpferkammer gebildet, die mit der Umgebung durch Oeffnungen verbunden ist. In einer Variante ist vorgesehen, dass drei Rippen vorhanden sind, die je das Schalldämpferrohr berühren und dadurch axiale Kammern abgrenzen. Vom Zylinderraum führen zwei Gasauslassöffnungen zu zwei verschiedenen Kammern. Diese Kammern sind werkzeugseitig mit einer weiteren Kammer über Drosseln verbunden. Diese Kammer ist eine dritte durch die Rippen abgegrenzte Kammer und ist über einen inneren, länglichen Durchlass ins Freie geführt. Damit sind zwei Dämpferkammern in Reihe geschaltet. Hier ist noch vorgesehen, dass auch das Schalldämpferrohr aus einem Kautschuk besteht, so dass schliesslich alle Partien mit Kammern und Durchflusskanälen aus einem formbaren Stoff hergestellt sind, wodurch einerseits das Gewicht verringert werden kann und anderseits die Herstellungskosten trotz aufwendiger Schalldämpfung niedrig gehalten werden können.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, den Schalldruckpegel weiter zu reduzieren und die Druckluft soweit zu expandieren, dass sie möglichst gleichförmig aus dem Auspuff abströmt ; dabei soll die Vereisungsgefahr so weit wie möglich reduziert und durch die entsprechende Formgebung der Kunststoffteile eine einfache und kostengünstige Lösung erzielt werden.
  • Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruches 1 erreicht.
  • Besonders vorteilhafte Ausbildungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung' wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt :
    • Fig. 1 eine Schnittansicht eines in Längsrichtung geschnittenen Hammers nach der Erfindung,
    • Fig. 2 eine Schnittansicht des Hammers gemäss der Schnittlinie 11-11 in Fig. 1,
    • Fig. 3 eine Schnittansicht des Hammers gemäss der Schnittlinie 111-111 in Fig. 1,
    • Fig. 4 eine Schnittansicht des Hammers gemäss der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1, und
    • Fig. 5 eine schematische Darstellung der Wirkanordnung der verschiedenen Kammern.
  • Der in der Zeichnung dargestellte Hammer besteht aus einem Griffstück 1 mit einem festen Haltegriff 110 und einem Haltegriff 111 mit einem Drücker 14, der in bekannter Weise mittels eines Ventilbolzens 31 auf eine mit einer Feder 15 gegen den Ventilsitz 7 gepressten Ventilkugel 17 wirkt, wenn der Drücker 14 niedergedrückt wird, um damit Druckluft aus dem Luftanschluss 32 in den Zylinder 29 zu leiten. Vom Ventil aus gelangt die Druckluft durch ein System von Kanälen 62 in einer Deckwand 10 des Zylinders 29 und mittels zwei radialen Bohrungen 5, 6 an beide Seiten einer Ventilplatte 27 eines Flatterventils. Von hier aus gelangt ein Luftstrom durch eine zentrale Oeffnung 61 in der Deckwand 10 in den oberen Zylinderraum 47 oder über die genannten Kanäle 62 zu Durchflusskanälen 40, 41, 42, um Druckluft in den unteren Zylinderraum 46 zu bringen.
  • Der Zylinder 29 besteht aus einem Metallrohr mit geschliffener Innenwand und glatter Aussenwand. In diesem Zylinder befindet sich ein Schlagkolben 23. Vier radiale Oeffnungen 52a-52d als Gasauslässe befinden sich etwa mittig im Zylinder 29.
  • Das werkzeugseitige Ende des Zylinders 29 ist mit einer Ambossbüchse 11 verschlossen. In der Ambossbüchse 11 ist der Amboss 28 axialbeweglich geführt. Die untere Randpartie des Zylinders 29 ist von einer zylindrischen Haltewand 63 umfasst, die auch der Halterung der Ambossbüchse 11 dient. Eine Verschleissbüchse 9 wird auch in der Haltewand 63 gehaltert, in die dann das Werkzeug W eingesetzt ist. In der zylindrischen Haltewand 63 ist auch der Meisselhalter 12 mit zugehöriger Feder 22 und Rastbolzen 21 untergebracht. Mittels drei radialen Rippen 43, 44, 45, die einstückig mit einem das Zylinderrohr 29 ebenfalls am unteren Ende wenigstens teilweise umfassenden Verbundzylinder 3 verbunden sind, ist das Gehäuse 2 in starrer Lage bezüglich des Zylinderrohres 29 gehaltert.
  • Wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist, können Gegenrippen 64, 65, 66 mit zu den Kuppen der Rippen komplementär geformten Längsnuten an der Innenwand des Gehäuses 2 vorhanden sein, um dasselbe ortsgenau und starr gegenüber dem Zylinderrohr 29 zu haltern. Damit erübrigt sich eine Befestigung der Rippen 43, 44 45 am Zylinderrohr 29 oder gar eine vollständige Ummantelung desselben.
  • In den Rippen 43, 44, 45 befinden sich die schon erwähnten Durchflusskanäle 40, 41, 42. Zwei dieser Durchflusskanäle 40, 41 sind mit dem unteren Zylinderraum 46 durch Zuleitungsdurchgänge 461 und 462 verbunden (Fig. 3).
  • Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, dass zwischen den Rippen 43-45 drei längliche Kammern 48, 49, 50 gebildet sind. Zwei Kammern 48, 49 sind mit paarweise angeordneten Gasauslässen 52a-52d mit den Zylinderräumen 46, 47 verbunden und die dritte Kammer 50 ist mittels des Auspuffs 53 mit der Umwelt verbunden.
  • Im Bereich des Verbundzylinders 3 sind Durchtrittsöffnungen 54, 55 zu einer weiteren Kammer 58 durch Ausnehmungen in diesem Verbundzylinder gebildet. Der Verbundzylinder 3 ist beim Auspuff 53 mit einem Gasführungselement 59 versehen, das eine Düse 591 bildet. Dieses Element könnte am Gehäuse 2 angeformt sein oder Gehäuse 2 und Verbundzylinder 3 können gemeinsam einen Düsendurchgang bilden.
  • Schliesslich zeigt Fig. 4 noch eine Schnittansicht im Bereich des Griffstückes 1 mit einer Draufsicht auf die Deckplatte 10 in der Umlenkkammer 51. Die beiden mit Auspuffgasen aus dem Zylinderraum 46, 47 gespeisten Kammern 48, 49 haben je zwei Durchtrittsöffnungen 602, 603, 604 und 605 und ebenso können die Gase durch zwei weitere Durchtrittsöffnungen 601, 606 in die dritte Kammer 50 gelagen.
  • Schliesslich werden die Kunststoffteile wie Gehäuse 2, Verbundzylinder 3 mit den Rippen 43-45 und der Führungsflansch 4 durch drei vom Griffstück 1 in den Endflansch des Haltezylinders 63 eingeschraubten Zugbolzen 13 starr zusammengehalten.
  • Für die Schalldämpfung werden damit gemäss Fig. 5 die Abgase aus dem Zylinder 46, 47 über zwei paarige Durchgangsöffnungen 52c, d, 52a, b, in je eine Expansionskammer 48, 49 eingeleitet. Ueber Durchgangsöffnungen 54, 55 stehen die beiden länglich ausgebildeten Expansionskammern 48, 49 mit einem Resonanzraum 58 in Verbindung. Andern Ends bilden die Durchgänge 602 bis 605 eine Verbindung zur Umlenkkammer 51, von wo dann die Gase über die Nebenkammer 50 zum Auspuff 53 gelangen. Indem die paarig angeordneten Durchgangsöffnungen 52a-d gegeneinander versetzt angeordnet sind, wird der Austrittsquerschnitt zunehmend geöffnet, was . sich bekanntlich auf die Schallentwicklung vorteilhaft auswirkt. Das Gas tritt somit gleichzeitig in die beiden Expansionskammern 48, 49 ein, die ein auf den damit entstandenen Schall abgestimmtes Volumen haben. Die Länge der Expansionskammern ist einerseits durch die Deckwand 10 und anderseits durch den Verbundzylinder 3 abgegrenzt. Die ungleichen Grössen der zwischen Verbundzylinder 3 und Gehäuse mittels flanschartiger Ausweitungen des Verbundzylinders 3 gebildeten Durchgangsöffnungen 54, 55 ergeben eine unterschiedliche Isolation zur Resonanzkammer 58 und damit werden die Schalldrücke an diesen Stellen ungleich stark gedämpft, so dass ungleiche Frequenzbereiche durch die Resonanzkam- mer 58, die als Helmholtz-Resonator wirkt, absorbiert werden kann und damit kann eine breitbändige Schalldämpfung erzielt werden.

Claims (7)

1. Pneumatisch betriebener Hammer mit einem in einem metallischen Zylinderrohr (29) axialbeweglichen, einen unteren Zylinderraum (46) und einen oberen Zylinderraum (47) abteilenden Kolben (23), mit einem rohrförmig ausgebildeten Gehäuse (2) aus Kunststoff als Aussenmantel mit mindestens einer Auspufföffnung (53), ferner mit einer Anzahl'längsverlaufender Durchflusskanäle (40-42) zur Zufuhr von Druckluft in den unteren Zylinderraum (46), und mit einem Flatterventil (27) in einer Deckwand (10) des Zylinderrohres (29) mit einer Oeffnung (61) zur Zufuhr von Druckluft in den oberen Zylinderraum (47) und mit Kanälen (62) zur Speisung der genannten Durchflusskanäle (40-42) und mit wenigstens einer wenigstens angenähert mittig im Zylinderrohr (29) angeordneten Oeffnung (52a-52d) als Gasauslass aus den Zylinderräumen (46, 47) in den Innenraum des Gehäuses (2), wobei wenigstens ein den Innenraum des Gehäuses (2) wenigstens teilweise abschliessender und dieses in eine untere Partie (57) und in eine obere Partie (56) unterteilender, flanschartig ausgebildeter Verbundzylinder (4) mit einer Anzahl radialer am Zylinderrohr (29) und an der Innenwand des Gehäuses (2) anliegender, bis zur Deckwand (10) reichender Längsrippen (43, 44, 45) zur Abteilung einer Anzahl länglicher Kammern (48, 49, 50) einstückig vorhanden ist, wobei wenigstens ein Gasauslass (52a-52d) aus dem Zylinderrohr (29) in wenigstens eine der genannten Kammern (48, 49) mündet, und wobei eine in Reihe mit dieser Kammer (48, 49) verbundene dritte Kammer (50, 51) mit dem Auspuff (53) im Gehäuse (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundzylinder (4) im Gebiet der beiden mit dem Zylinderrohr (29) durch wenigstens einen Gasauslass (52a-52d) verbundenen Kammern (48, 49) mit Durchgangsöffnungen (54, 55) zur unteren Partie (57) des Gehäuses (2) versehen ist, und dass die als Resonanzraum (58) ausgebildete untere Partie (57) in Verbindung mit den Kammern (48, 49) steht.
2. Hammer nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundzylinder (4) im Gebiet des Auspuffs (53) als Gasführungselement (59) ausgebildet ist.
3. Hammer nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasführungselement (59) eine Düse bildet.
4. Hammer nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auspuff (53) mit der Umlenkkammer (51) kommuniziert.
5. Hammer nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Auspuff (53) und Umlenkkammer (51) eine weitere durch zwei Rippen (44, 45) abgegrenzte Nebenkammer (50) innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist.
6. Hammer nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Uebergängen zwischen den Hauptkammern (48, 49) und der Umlenkkammer (51) einerseits und zwischen der Umlenkkammer (51) und dem Auspuff (53) anderseits je eine Querschnittsverengung vorhanden ist.
7. Hammer nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengungen durch jeweils wenigstens eine Oeffnung (601-606) in der Deckwand (10) gebildet sind.
EP85810187A 1984-05-29 1985-04-26 Pneumatisch betriebener Hammer Expired EP0166681B1 (de)

Priority Applications (1)

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Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH2639/84A CH663925A5 (de) 1984-05-29 1984-05-29 Anordnung von expansionskammern zur daempfung des schalldruckes, verwendung derselben und pneumatisch betriebener hammer.
CH2639/84 1984-05-29

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Publication Number Publication Date
EP0166681A1 EP0166681A1 (de) 1986-01-02
EP0166681B1 true EP0166681B1 (de) 1988-10-19

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EP85810187A Expired EP0166681B1 (de) 1984-05-29 1985-04-26 Pneumatisch betriebener Hammer

Country Status (6)

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US (1) US4673042A (de)
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JP (1) JPS60255372A (de)
AT (1) ATE38008T1 (de)
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