EP1896222A1 - Schlagwerk mit elektrodynamischem linearantrieb - Google Patents

Schlagwerk mit elektrodynamischem linearantrieb

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Publication number
EP1896222A1
EP1896222A1 EP06754612A EP06754612A EP1896222A1 EP 1896222 A1 EP1896222 A1 EP 1896222A1 EP 06754612 A EP06754612 A EP 06754612A EP 06754612 A EP06754612 A EP 06754612A EP 1896222 A1 EP1896222 A1 EP 1896222A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
piston
reversing
cavity
air spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06754612A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rudolf Berger
Otto W. Stenzel
Wolfgang Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG
Original Assignee
Wacker Construction Equipment AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Construction Equipment AG filed Critical Wacker Construction Equipment AG
Publication of EP1896222A1 publication Critical patent/EP1896222A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06—Means for driving the impulse member
    • B25D11/064—Means for driving the impulse member using an electromagnetic drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/371—Use of springs
    • B25D2250/375—Fluid springs

Definitions

  • the invention relates according to the preamble of claim 1 a striking mechanism with an electrodynamic linear drive.
  • Drilling and / or impact hammers are usually driven by electric motors in which a rotor rotates a drive shaft. The rotary motion is converted into an oscillating linear motion, which is fed to a drive element in a striking mechanism.
  • a drive piston serving as a drive element is reciprocated is suitable as impact mechanism.
  • a drive piston can be driven by an electrodynamic linear drive.
  • the drive piston is coupled to a rotor of the linear drive, so that the linear reciprocating motion of the rotor is transmitted to the drive piston.
  • the movement of the drive piston is transmitted via an air spring to a percussion piston, as is usual with air spring impact devices, which strikes against a tool end or an interposed anvil in a known manner.
  • the rotor and the drive piston coupled thereto must each be braked when they reach their extreme position in order to change the direction of movement can. Only then is an oscillating impact mode possible. During deceleration, a part of the kinetic energy can be fed back into a DC link as electrical energy. However, in the coils of the stator surrounding the rotor, there is lost heat, which degrades the efficiency of the impact system. In addition, the heat loss must be dissipated by means of a suitable cooling device.
  • EP 0 718 075 A1 and DE 24 19 164 A1 each disclose an electrodynamic drive for a striking mechanism, in which a return movement of a striking piston is absorbed by a mechanical helical spring as an end stop. During the renewed forward movement of the impact piston, the coil spring releases the stored energy and thus supports the forward or impact movement.
  • the percussion mechanisms described are not air spring impact devices and have no separation between a drive piston and a percussion piston.
  • the coil springs also have the disadvantage that they can break due to the high impact speeds. In addition, not inconsiderable vibration noises arise. In addition, in a too weak sizing of the coil spring at a correspondingly high abutment speed of the percussion piston locking the spring can be achieved, which can lead to damage to the percussion.
  • the invention has for its object to provide a striking mechanism with an electrodynamic linear drive, in which a serving for reversing the direction of movement of a linearly moving drive unit electromagnetic magnetic drive is supported, without the disadvantages occurring in other types of percussion must be taken into account.
  • An impact mechanism has an electrodynamic linear drive, a drive element which can be moved back and forth by the linear drive in a striking mechanism housing, a striking element for striking against a tool and a coupling device acting between the drive element and the striking element, via which the movement of the drive element can be transmitted to the striking element is.
  • the percussion mechanism is characterized in that, seen in the direction of impact, in front of and / or behind the drive element, a reversing cavity is provided, and that the reversing cavity is at least temporarily separable from the environment, such that in the reversing cavity a reversing air spring acting against the drive element and / or against the striking element can be generated.
  • the invention provides that before and / or behind the drive element during operation of the impact mechanism, an air spring can be generated.
  • This so-called reversing air spring is charged or “stretched” or compressed by the movement of the drive element when the drive element moves in the direction of the air spring or the receiving them reversing cavity.
  • the air pressure then prevailing in the reversing air spring causes a force on the drive element which supports the reversal of the direction of movement and accelerates the drive element in the opposite direction.
  • the reversing air spring is actually arranged spatially axially in front of or behind the drive element.
  • the actual location of the reversing air spring located in the reversing cavity is rather arbitrary. However, it is important that the force effect of the reversing air spring on the drive element (or the Schlage- Lement) can be transferred or that, conversely, the charging of the reversing air spring by the drive element (impact element) is possible.
  • Air spring systems have proven themselves in the impact area and have a very high reliability. With appropriate design, they have a good efficiency. A complete compression of the air spring and thus a shock-like solid-state load of the relatively moving, the cavity-forming components can be avoided due to the Professivity of the spring characteristic (especially in the end).
  • the overall length of the reversing air spring can accordingly be shorter than with linear metal spring systems (coil springs). In addition, air springs produce less sound.
  • the drive element is connected to a rotor of the linear drive and forms an integrated drive unit with the rotor.
  • the drive element carries the runner or is substantially completely formed by the runner, so that the runner simultaneously Function of the drive element takes over.
  • the linear motor may be a switched reluctance motor (SR motor) and has several drive coils (stator) in the range of movement of the rotor, which are switched according to the desired movement of the drive element.
  • SR motor switched reluctance motor
  • an electrodynamic drive for. B. in the form of a single electromagnetic coil, which serves as a drive coil for the drive element.
  • the return movement of the drive element can then be achieved, for. B. exclusively via a reversing air spring, which can be generated in a present before the drive element reversing cavity.
  • the coupling device is formed by a stop acting between the drive element and the striking element. By the stop directly the drive movement of the drive element can be transmitted to the striking element.
  • the coupling device is formed by two stops which reciprocate the striking element according to the movement of the drive element.
  • the coupling device is designed as an effective between the drive element and the impact element in at least one direction elastic, in particular resilient element.
  • elastic in particular resilient element.
  • an elastic element a later-explained coupling air spring can be used.
  • the attacks described above can be supplemented by an elastic element or provided with an elastic layer to develop a spring-elastic-see effect.
  • the reversing cavity is arranged at the end face to the drive element between the drive element and the percussion mechanism housing, in particular between the drive unit and the percussion mechanism housing.
  • the reversing cavity can accordingly also be arranged on the front side of the runner coupled to the drive element. Due to the frontal arrangement, it is possible that the in the reversing cavity producible reversing air spring acts directly on the drive unit and thus on the drive element.
  • the reversible air spring which can be produced in the reversing cavity at least temporarily counteracts a movement of the drive element.
  • the drive element can compress or charge the reversing air spring during its movement. After a reversal of the direction of movement of the drive element, the reversing air spring releases its stored energy and supports the countermovement of the drive element.
  • the reverse air spring which can be produced in the reversing cavity, counteracts the movement of the drive element at least shortly before a reversal of the direction of the drive element.
  • the reversing air spring contributes to a deceleration of the drive element just before its reversal.
  • the linear drive controls the return movement of the drive element only with low power.
  • this is to provide a sensor that always determines the exact location of the drive element or the rotor and controlled in this way the effect of the reversing air spring.
  • the linear drive can be controlled with the aid of the sensor system and a corresponding control so that the drive element and the rotor take a predetermined course of motion.
  • the reverberation cavity is a "first" cavity, which is provided in front of the drive element, wherein the first cavity is penetrated by a part of the impact element.
  • a reversing cavity is provided as the "second" cavity behind the drive element and the reversible air spring which can be generated in the second cavity is directed in an opposite direction to the direction of impact Return movement of the drive element at least over a movement path of the drive element of mehT than 30 percent, but in particular of more than 50 percent of the total return path of the drive element is effective.
  • first cavity in front of the drive element
  • second cavity the reversing cavity behind the drive element
  • Both the first cavity in front of the drive element and the second cavity behind the drive element serve as a "reversing cavity” for receiving a reversing air spring, which supports the respective direction reversal of the drive element and the corresponding acceleration in the opposite direction.
  • the first and second cavities may alternatively or jointly be provided in the striking mechanism.
  • the relatively long-lasting effectiveness of the reversing air spring in the second cavity means that the reversing air spring lying behind the drive element builds as long as possible, so that the drive unit has to exert force almost over its entire return path against this reversing air spring in order to compress it. While in the forward direction of the drive unit is striving in the direction of impact, that as much of the drive energy is transmitted to the striker and thus is available as impact energy, there is a certain surplus of energy in the return movement of the drive unit, because just run in the return movement no shock got to. This excess energy can now be used to load the existing behind the drive element reversing air spring over the longest possible way. The energy stored in the reversing air spring is then available during the renewed forward movement and supports the effect of the linear drive for impact generation. In this way, the linear drive can be dimensioned smaller, so that the applied power loss is reduced in the stator coils.
  • the driving force generated by the coils is proportional to the current flowing through them, while the power dissipation in the coils is square of the current is proportional.
  • the impact energy is proportional to the product force times way. Extending the path of the drive element, one can reduce the drive from the linear, ie the stator coils, to generate force to obtain the same energy effect. This increases the efficiency. Even if the air spring itself generates losses, the overall balance remains positive in comparison with an electrical intermediate storage of the electrical braking energy in a DC link.
  • a temporary closable ventilation opening is provided between the reversing cavity and the environment. Via the ventilation opening there is a possibility of air compensation between the reversing air spring in the reversing cavity and the surroundings in order to compensate for gap losses, which inevitably occur during the compression phases.
  • the ventilation opening is provided in the hammer mechanism housing in a region which is run over by the drive element or the drive unit in a beating cycle.
  • the opening and closing of the ventilation opening can be taken over in this way directly by the drive element or the drive unit itself, without the need for an additional control mechanism.
  • the ventilation opening can be opened or closed depending on the position of the drive element and / or the drive unit during a beating cycle.
  • the striking mechanism is realized as a pneumatic spring impact mechanism.
  • the drive element is designed as a drive piston and the impact element as a percussion piston.
  • the coupling device is formed by an effective in a coupling cavity between the drive piston and the percussion piston coupling air spring.
  • the coupling air spring ensures the energy transfer from the drive piston to the percussion piston and gives the "air spring striking mechanism" its name in a known manner.
  • Air spring impact devices are known from the prior art in many ways. New according to the invention, however, is the possibility of decelerating the drive piston and / or the percussion piston by the additional reversing air spring.
  • the coupling air spring can also be considered as the main air spring, because a considerable part of the impact energy is transmitted through them.
  • the drive piston surrounds the percussion piston substantially.
  • the impact piston has a piston head, wherein - in relation to the forward direction of impact - the coupling cavity is arranged with the coupling air spring for transmitting the impact energy to the percussion piston behind the piston head.
  • a further cavity for a return air spring is formed between the drive piston and the percussion piston.
  • the drive piston thus has a cavity in which the percussion piston can reciprocate.
  • the return air spring ensures a controlled return movement of the percussion piston after impact.
  • the percussion piston is thereby necessarily connected with the movement of the drive piston during its return movement.
  • the drive piston it is necessary for the drive piston to surround the percussion piston not only in the rear area, namely in the region of the main air spring, but also in the front area, in front of the piston head , Only one of the piston head extending shaft of the percussion piston can be led out of the drive piston.
  • the reversing air spring acts only against the drive piston, but not against the percussion piston.
  • the percussion piston is thus freely movable and receives all its kinetic energy via the coupling with the drive piston.
  • the Revers air spring acts at least in one direction of movement of the percussion piston or even exclusively against the percussion piston.
  • the percussion piston in particular during its return movement, can run against the reversing air spring and charge it, so that the reversing air spring, which is not coupled to the drive piston, assists the subsequent forward movement of the percussion piston.
  • the Impact piston is positively connected to a reversing piston, so that the reversing piston acts against the reversing air spring. It is then possible to arrange the reversing air spring at a location remote from the percussion piston.
  • the reversing air spring acts at least temporarily axially against the drive element or the striking element, wherein the reversing cavity is provided in a region which is not arranged axially to the drive element. Therefore, a transmission device is provided with which the drive element can be force-coupled with the reversing air spring formed in the reversing cavity.
  • the reversing cavity can in this way, for. B. laterally next to the drive element or in another area of the impact mechanism or driven by this hammer.
  • This embodiment allows the free arrangement of the reversing air spring at a location where it is suitable place.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a section through a
  • Air spring impact mechanism realized impact mechanism according to a first embodiment of the invention, with a drive unit in the rear extreme position;
  • FIG 2 shows the air spring impact mechanism of Figure 1, with the drive unit in the middle position.
  • FIG. 3 shows the air spring impact mechanism of FIG. 1, with the drive unit in front extreme position
  • Fig. 4 is a schematic representation of a section through a
  • Air spring impact mechanism realized impact mechanism according to a second embodiment of the invention, with a drive unit in the rear extreme position; 5 shows the air spring impact mechanism of FIG. 4, with the drive unit in the center position; FIG.
  • FIG. 6 shows the pneumatic spring impact mechanism of FIG. 4, with the drive unit in the front extreme position
  • Fig. 7 is a schematic representation of a section through a
  • Fig. 8 is a schematic representation of a section through a
  • Figures 1 to 3 and 4 to 6 show two different embodiments of the invention, realized as a pneumatic spring impact mechanism percussion in a greatly simplified sectional view.
  • known components such as electrical connections and sensors, are omitted since they do not affect the invention.
  • the impact mechanism according to the invention can be used particularly advantageously in a rotary hammer and / or percussion hammer.
  • different types of percussion can be realized, of which in particular air spring impact devices are particularly suitable.
  • FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the invention with an air spring impact mechanism driven by an electrodynamic linear drive.
  • a drive unit explained later is in an illustration in FIG. 1 in an upper / rear extreme position, in FIG. 2 in a middle position and in FIG. 3 in a lower / front extreme position.
  • the air spring impact mechanism has a drive piston 1, which encloses a piston head 2 of a percussion piston 3.
  • the percussion piston 3 extends with a shaft 4 through a front side of the drive piston 1 in a percussion piston guide 5 and can strike in its foremost position against a tool end 6, as shown in Fig. 3.
  • an intermediate header can also be provided in a known manner be.
  • a first cavity 7 is formed, in which a main air spring 8 acts.
  • a pressure builds up in the main air spring 8, which drives the percussion piston 3 forwards, so that it finally abuts against the tool end 6 can.
  • a negative pressure which sucks the percussion piston 3 with its piston head 2.
  • the return movement of the percussion piston 3 is also supported by the impact reaction at the tool end 6.
  • a return air spring 10 is formed in a further cavity, which comes into effect during the return movement of the drive piston 1. It also supports the return movement of the percussion piston 3.
  • a plurality of air compensation pockets 1 1 are provided on the inner wall of the drive piston 1. Their operation is known from the prior art, so that at this point a more detailed description is unnecessary. Instead of the air compensation pockets 1 1, other air ducts are known which allow ventilation of the air springs 8, 10 in order to compensate for air losses caused by the compression can.
  • the oscillating, linear reciprocating movement of the drive piston 1 is effected by an electrodynamic linear drive.
  • the drive piston 1 is coupled to a rotor 12 of the linear drive.
  • the rotor 12 may be formed by a plurality of stacked electrical sheets and is reciprocated by alternating magnetic fields generated by a stator 13 of the linear drive.
  • the operation of such a linear drive is known and z. B. in DE 102 04 861 Al described.
  • the linear motor it may, for. B. may be a reluctance motor with external stator.
  • the rotor 12 and the drive piston 1 form a one-piece drive unit. Ness.
  • an additional, second cavity 14 is formed between the drive piston 1 and the percussion mechanism housing 9, which communicates with the environment in the positions shown in FIGS. 1 and 2 via ventilation openings 15.
  • the drive piston 1 forms on its front side a piston surface 16.
  • the piston surface 16 compresses the air spring in the second cavity 14th
  • the stator 13 is de-energized.
  • the braking of the existing drive piston 1 and the rotor 12 drive unit is then carried out exclusively by the air spring in the second cavity 14. Since the compressed air spring then wants to relax again, it also pushes the drive unit against the direction of impact. Then, if necessary, the stator 13 can be excited again in order to support the return movement.
  • the air spring in the second cavity 14 should be positioned or dimensioned such that the drive unit is intercepted at the lower reversal point before the percussion piston 3 strikes the tool end 6.
  • the air spring in the second cavity 14 is on the opposite side, behind the drive piston 1 and behind the entire Drive unit, a third cavity 17 between the drive piston 1 and the drive unit and the impact mechanism housing 9 is formed.
  • the striking mechanism housing 9 is shown only schematically in the figures. Of course, the percussion mechanism housing 9 may be assembled from different building dements or have a different design than that shown in the figures.
  • the third cavity 17 is in the positions shown in FIGS. 2 and 3 of the drive unit via ventilation openings 18 in communication with the environment.
  • the drive unit has overflowed the ventilation openings 18 and thus closed. Accordingly, the third cavity 17 is separated from the environment, so that it can form an air spring in it, as shown in particular in Fig. 1.
  • This air spring slows down the movement of the drive unit during its return movement.
  • the stator 13 similar to the effect of the air spring in the second cavity 14, switched off or switched on only as needed.
  • the air spring in the third cavity 17 should be constructed as long as possible so that it is compressed over a longer path of movement of the drive unit. In the return movement of the drive unit relatively little energy is required compared to the impact movement, which can then be stored in the air spring in the third cavity 17. The stored energy is then available during the forward movement of the drive piston 1 in order to move it against the percussion piston 3.
  • the stored energy in the air spring of the third cavity 17 thus supports the linear drive, which can either be dimensioned smaller or with which a significantly higher impact energy can be achieved.
  • Figs. 4 to 6 show a second embodiment of the invention, with regard to the design of the electrodynamic linear drive of the differs in the first embodiment shown in Figs. 1-3. Identical components are identified by the same reference numerals. 4 shows the drive unit in an upper / rear extreme position, FIG. 5 in a middle position and FIG. 6 in a lower / front extreme position.
  • Such a linear drive can, for. B. be realized by a magnetic motor.
  • the drive piston 1 carries a rotor 19 in the form of two sword- or plate-shaped projections 20.
  • magnets 21 are attached from rare earth, which are reciprocating in a stator 22 and forth.
  • the rotor 19 may alternatively be provided in another, not shown embodiment of the invention with an annular projection which is movable in a likewise annular stator.
  • a third cavity 23 is formed in cooperation with the impact mechanism housing 9, in which an air spring can be generated.
  • the term drumming housing 9 is to be understood broadly. It is only important that in cooperation with the drive piston 1 or the drive unit formed from the drive piston 1 and the rotor 19, a cavity can be generated in which an air spring can form.
  • a ventilation opening 24 is formed, which is brought in the position shown in Fig. 5 with a present in the striking mechanism housing 9 ventilation opening 25 in coverage, so that air from the environment in the third cavity 23 can flow to the previously to replenish lost air during the compression of the air spring.
  • the ventilation openings 24 and 25 are not superimposed, so that the third cavity 23 is separated from the environment.
  • FIG. 7 shows a schematic section through a third embodiment of the invention.
  • the third embodiment of FIG. 7 relates to a striking mechanism, in which the energy for the impact movement can not be transmitted by an air spring. Accordingly, this striking mechanism can not be called an air spring impact mechanism.
  • the percussion mechanism is driven by an electrodynamic linear drive in a manner similar to the above-described air spring impact devices. It has a drive unit 30, which combines the functions of a drive element and a rotor of the linear drive with each other.
  • the drive unit 30 is shown only schematically in FIG. So z. B. the structure of the rotor is not shown in detail. With regard to the rotor, however, the details described above for the rotor 12 (FIG. 1) or the rotor 19 (FIG. 4) apply.
  • the drive unit 30 is analogous to the manner described above in a tubular percussion gear housing 9 reciprocable, wherein the movement is effected by the stator 13.
  • the drive unit 30 is of sleeve-shaped construction and has in its interior a hollow region in which the percussion piston 3 forming a striking element can be moved back and forth. The percussion piston 3 then hits in a known manner against the tool, not shown in Fig. 7.
  • the coupling device has a driver 31 carried by the percussion piston 3, in particular by the piston head 2 of the percussion piston 3, which can be moved back and forth in recesses of the drive unit 30 in the working direction of the percussion mechanism.
  • the driver 31 may, for. B. by a piston head 2 of the percussion piston 3 penetrating transverse pin are formed, as shown in Fig. 7.
  • the recesses in the drive unit 30 are formed by two axially extending longitudinal grooves 32, which penetrate the wall of the hollow cylindrical drive unit 30. At the end faces of the longitudinal grooves 32 lower stops 33 and upper stops 34 are formed, which limit the longitudinal movement of the driver 31 in the longitudinal grooves 32.
  • the percussion piston 3 is forcibly guided over the respective stops 33, 34 and the driver 31.
  • the upper stops 34 press the catch 31 downwards with the percussion piston 3, the percussion piston 3 shortly before striking the tool or tool . should fly freely between the intermediate striker to avoid damaging repercussions on the drive unit 30 and the catch 31.
  • the lower stops 33 come into contact with the driver 31 and pull the rest of the rebounding piston of the rest of the tool 3 against the working direction. Thereafter, the duty cycle is repeated by the drive unit 30 with the upper stops 34 accelerates the percussion piston 3 again against the tool.
  • the coupling device is thus not formed by an air spring, but by the longitudinal grooves 32, the stops 33, 34 and the driver 31 in this embodiment.
  • the structure described is merely illustrative. There are numerous other possibilities for the skilled artisan, as the movement of the drive unit 30 can be transferred to the percussion piston 3.
  • Fig. 8 shows a schematic representation of a section through a striking mechanism according to a fourth embodiment of the invention.
  • the basic structure of the impact mechanism is identical to the percussion mechanism according to FIG. 7.
  • the piston head 2 of the percussion piston 3 is positively coupled via a piston rod 35 with a reversing piston 36.
  • the reversing piston 36 is in a z. B. belonging to the percussion mechanism housing 9 reversing cylinder 37 according to the movement of the percussion piston 3 back and forth.
  • the reversing piston 36 and the reversing cylinder 37 rewrite one Reversing cavity 38 in which a reversing air spring 39 is formed.
  • the reversing air spring 39 shown in Fig. 7 Similar to the reversing air spring in the reversing cavity 17 in the first embodiment shown in Figs. 1 to 3 braking a return movement of the drive piston 1 shown there and later supports a forward movement, the reversing air spring 39 shown in Fig. 7 at a return movement of the percussion piston 3 stretched so that they can support a forward movement of the percussion piston 3 below.
  • reversing air spring 39 that it may be particularly useful when it is charged over a longer path of movement of the percussion piston 3. Compressing the reversing air spring 39 takes place particularly reliably in the fourth embodiment shown in FIG. 8, because the forced movement of the percussion piston 3 is achieved by the form-fitting coupling between the drive unit 30 and percussion piston 3 effected by the coupling device.

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Abstract

Ein z. B. als Luftfederschlagwerk realisiertes Schlagwerk weist einen elektrodynamischen Linearantrieb, einen von dem Linearantrieb in einem Schlagwerksgehäuse (9) hin- und herbewegbaren Antriebskolben ( 1 ) und einen Schlagkolben (3) auf. Vor und/oder hinter dem Antriebskolben ( 1) ist ein zusätzlicher Hohlraum ( 14, 17) vorgesehen, der wenigstens zeitweise von der Umgebung trennbar ist, so dass in dem zusätzlichen Hohlraum ( 14, 17) eine Luftfeder erzeugbar ist. Die Luftfeder bremst den Antriebskolben ( 1 ) in seinen Umkehrpunkten ab und erleichtert jeweils eine Rückbewegung, ohne dass der elektrodynamische Linearantrieb belastet wird.

Description

Schlagwerk mit elektrodynamischem Linearantrieb
Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ein Schlagwerk mit einem elektrodynamischen Linearantrieb.
Bohr- und/oder Schlaghämmer (nachfolgend als Hämmer bezeichnet) werden üblicherweise durch Elektromotoren angetrieben, bei denen ein Rotor eine Antriebswelle dreht. Die Drehbewegung wird in eine oszillierende Linearbewegung gewandelt, die einem Antriebselement in einem Schlagwerk zu- geführt wird. Als Schlagwerk eignet sich dabei insbesondere ein Luftfederschlagwerk, in dem ein als Antriebselement dienender Antriebskolben hin- und herbewegt wird.
Aus der DE 102 04 861 Al ist ein Luftfederschlagwerk für einen Hammer bekannt, bei dem ein Antriebskolben durch einen elektrodynamischen Linearantrieb antreibbar ist. Der Antriebskolben ist mit einem Läufer des Linearantriebs gekoppelt, so dass die lineare Hin- und Herbewegung des Läufers auf den Antriebskolben übertragen wird. Die Bewegung des Antriebskolbens wiederum wird - wie bei Luftfederschlagwerken üblich - über eine Luftfeder auf einen Schlagkolben übertragen, der gegen ein Werkzeugende oder einen zwischengeschalteten Döpper in bekannter Weise schlägt.
Bei einem derartigen linearen elektromagnetischen Antriebssystem müssen der Läufer und der damit gekoppelte Antriebskolben jeweils bei Erreichen ihrer Extremstellung abgebremst werden, um die Bewegungsrichtung wechseln zu können. Nur dann ist ein oszillierender Schlagbetrieb möglich. Beim Abbremsen kann zwar ein Teil der Bewegungsenergie als elektrische Energie in einen Zwischenkreis zurückgespeist werden. In den Spulen des den Läufer umgebenden Stators entsteht jedoch Verlustwärme, die den Wirkungs- grad des Schlagsystems verschlechtert. Zudem muss die Verlustwärme mit Hilfe einer geeigneten Kühleinrichtung abgeführt werden.
Vorteilhaft ist es daher, die kinetische Energie der aus dem Läufer und dem Antriebskolben bestehenden Antriebseinheit in einer Feder zwischenzuspei- ehern, so dass sie nach Umkehren der Bewegungsrichtung für die Gegenbewegung zur Verfügung steht und die elektromagnetische Antriebskraft des Linearantriebs unterstützt. Aus der EP 0 718 075 Al und der DE 24 19 164 Al ist jeweils ein elektrodynamischer Antrieb für ein Schlagwerk bekannt, bei dem eine Rückbewegung eines Schlagkolbens durch eine mechanische Schraubenfeder als Endanschlag aufgefangen wird. Bei der erneuten Vorwärtsbewegung des Schlagkol- bens gibt die Schraubenfeder die gespeicherte Energie ab und unterstützt somit die Vorwärts- bzw. Schlagbewegung. Die beschriebenen Schlagwerke sind jedoch keine Luftfederschlagwerke und weisen keine Trennung zwischen einem Antriebskoben und einem Schlagkolben auf.
Bei den Schraubenfedern besteht zudem der Nachteil, dass sie aufgrund der hohen Anstoßgeschwindigkeiten brechen können. Zudem entstehen nicht unerhebliche Schwinggeräusche. Außerdem kann bei einer zu schwachen Dimensionierung der Schraubenfeder bei entsprechend hoher Anstoßgeschwindigkeit des Schlagkolbens ein Blocksetzen der Feder erreicht werden, was zu einer Beschädigung des Schlagwerks führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schlagwerk mit einem elektrodynamischen Linearantrieb anzugeben, bei dem eine zum Umkehren der Bewegungsrichtung einer linear bewegten Antriebseinheit dienende elektro- magnetische Antriebskraft unterstützt wird, ohne dass die bei anderen Schlagwerkstypen auftretenden Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Schlagwerk nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüche angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Schlagwerk weist einen elektrodynamischen Linearantrieb, ein von dem Linearantrieb in einem Schlagwerksgehäuse hin- und herbewegbares Antriebselement, ein Schlagelement zum Schlagen gegen ein Werkzeug und eine zwischen dem Antriebselement und dem Schlagelement wirksame Koppeleinrichtung auf, über die die Bewegung des Antriebselements auf das Schlagelement übertragbar ist. Das Schlagwerk ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass, in Schlagrichtung gesehen, wir- kungsmäßig vor und /oder hinter dem Antriebselement ein Reversier-Hohl- raum vorgesehen ist, und dass der Reversier-Hohlraum wenigstens zeitweise von der Umgebung trennbar ist, derart, dass in dem Reversier-Hohlraum eine gegen das Antriebselement und/oder gegen das Schlagelement wirkende Reversier-Luftfeder erzeugbar ist.
Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor und/oder hinter dem Antriebselement im Betrieb des Schlagwerks eine Luftfeder erzeugt werden kann. Diese so genannte Reversier-Luftfeder wird durch die Bewegung des Antriebselements aufgeladen bzw. "gespannt" oder komprimiert, wenn sich das Antriebselement in Richtung der Luftfeder bzw. des sie aufnehmenden Reversier-Hohlraums bewegt. Bei einer Umkehrung der Li- nerarbewegung des Antriebselements bewirkt der in der Reversier-Luftfeder dann herrschende Luftdruck eine Kraft auf das Antriebselement, die die Umkehrung der Bewegungsrichtung unterstützt und das Antriebselement in die Gegenrichtung beschleunigt.
Es ist dabei nicht zwingend erforderlich, dass die Reversier-Luftfeder tatsächlich räumlich axial vor oder hinter dem Antriebselement angeordnet ist. Der tatsächliche Ort der in dem Reversier-Hohlraum befindlichen Reversier- Luftfeder ist vielmehr beliebig. Es kommt jedoch darauf an, dass die Kraftwirkung der Reversier-Luftfeder auf das Antriebselement (bzw. das Schlage- lement) übertragen werden kann bzw. dass umgekehrt die Aufladung der Reversier-Luftfeder durch das Antriebselement (Schlagelement) möglich ist.
Luftfedersysteme haben sich im Schlagwerksbereich bewährt und besitzen eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Bei entsprechender Auslegung besitzen sie einen guten Wirkungsgrad. Ein vollständiges Zusammendrücken der Luftfeder und damit eine stoßartige Festkörper-Belastung der relativ zueinander bewegten, den Hohlraum bildenden Bauelemente kann aufgrund der Pro- gressivität der Federkennlinie (vor allem im Endbereich) vermieden werden. Die Baulänge der Reversier-Luftfeder kann dementsprechend kürzer ausfal- len als dies bei linearen Metallfedersystemen (Schraubenfedern) der Fall ist. Zudem erzeugen Luftfedern weniger Schall.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Antriebselement mit einem Läufer des Linearantriebs verbunden und bildet mit dem Läufer eine integrierte Antriebseinheit. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Antriebselement den Läufer trägt oder im Wesentlichen vollständig durch den Läufer gebildet wird, so dass der Läufer gleichzeitig die Funktion des Antriebselements übernimmt.
Der Linearmotor kann ein geschalteter Reluktanzmotor (SR-Motor) sein und weist im Bewegungsbereich des Läufers mehrere Antriebsspulen (Stator) auf, die entsprechend der gewünschten Bewegung des Antriebselements geschaltet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass als Linearmotor im Zusammenhang mit der Erfindung auch ein elektrodynamischer Antrieb, z. B. in Form einer einzelnen elektromagnetischen Spule, angesehen wird, die als Antriebsspule für das Antriebselement dient. Die Rückbewegung des Antriebse- lements kann dann z. B. ausschließlich über eine Reversier -Luftfeder erfolgen, die in einem vor dem Antriebselement vorhandenen Reversier-Hohlraum erzeugbar ist.
Bei einer Ausführungsform wird die Koppeleinrichtung durch einen zwi- sehen dem Antriebselement und dem Schlagelement wirksamen Anschlag gebildet. Durch den Anschlag kann direkt die Antriebsbewegung des Antriebselements auf das Schlagelement übertragen werden. Dabei ist eine Variante möglich, bei der die Koppeleinrichtung durch zwei Anschläge gebildet wird, die das Schlagelement entsprechend der Bewegung des Antriebselements hin- und herbewegen.
Vorzugsweise ist die Koppeleinrichtung als ein zwischen dem Antriebselement und dem Schlagelement in wenigstens eine Richtung wirksames elastisches, insbesondere federelastisches Element ausgebildet. Dadurch ist es möglich, die Geräuschemission und die mechanischen Belastungen der beteiligten Bauteile zu verringern. Als elastisches Element kann eine später noch erläuterte Koppel -Luftfeder verwendet werden. Alternativ dazu können die oben beschriebenen Anschläge durch ein elastisches Element ergänzt bzw. mit einer elastischen Schicht versehen werden, um eine feder-elasti- sehe Wirkung zu entfalten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Reversier-Hohlraum stirnseitig zu dem Antriebselement zwischen dem Antriebselement und dem Schlagwerksgehäuse, insbesondere zwischen der Antriebseinheit und dem Schlag- werksgehäuse, angeordnet. Der Reversier-Hohlraum kann dementsprechend auch stirnseitig zu dem mit dem Antriebselement gekoppelten Läufer angeordnet sein. Durch die stirnseitige Anordnung ist es möglich, dass die in dem Reversier-Hohlraum erzeugbare Reversier-Luftfeder unmittelbar auf die Antriebseinheit und damit auf das Antriebselement wirkt.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die in dem Reversier-Hohlraum erzeugbare Reversier-Luftfeder wenigstens zeitweise einer Bewegung des Antriebselements entgegenwirkt. Auf diese Weise kann das Antriebselement die Reversier-Luftfeder bei seiner Bewegung komprimieren bzw. aufladen. Nach einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Antriebselements gibt die Reversier- Luftfeder ihre gespeicherte Energie ab und unterstützt die Gegenbewegung des Antriebselements.
Vorteilhafterweise ist die in dem Reversier-Hohlraum erzeugbare Reversier- Luftfeder wenigstens kurz vor einer Richtungsumkehr des Antriebselements der Bewegung des Antriebselements entgegenwirkend. Auf diese Weise trägt die Reversier-Luftfeder zu einem Abbremsen des Antriebselements kurz vor seiner Richtungsumkehr bei. Je nach Dimensionierung des Linear antriebe und der Reversier-Luftfeder kann dadurch unter Umständen sogar erreicht werden, dass eine Rückbewegung des Antriebselements allein durch die Reversier-Luftfeder bewirkt wird, während der Linearantrieb abgeschaltet ist. Ebenso ist es möglich, dass der Linearantrieb nur mit geringer Leistung die Rückbewegung des Antriebselements steuert. Gegebenenfalls ist hierfür eine Sensorik vorzusehen, die stets den genauen Aufenthaltsort des Antriebselements bzw. des Läufers ermittelt und auf diese Weise die Wirkung der Reversier-Luftfeder kontrolliert. Mit Hilfe der Sensorik und einer entsprechen- den Regelung kann der Linearantrieb angesteuert werden, damit das Antriebselement und der Läufer einen vorgegebenen Bewegungsverlauf nehmen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Re- versier-Hohlraum ein "erster" Hohlraum, der vor dem Antriebselement vorgesehen ist, wobei der erste Hohlraum von einem Teil des Schlagelements durchdrungen ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn alternativ oder ergänzend zu dem ersten Hohlraum ein Reversier-Hohlraum als "zweiter" Hohlraum hinter dem Antriebselement vorgesehen ist und die in dem zweiten Hohlraum erzeugbare Reversier-Luftfeder bei einer entgegengesetzt zur Schlagrichtung gerichteten Rückbewegung des Antriebselements wenigstens über einen Bewegungsweg des Antriebselements von mehT als 30 Prozent, insbesondere aber von mehr als 50 Prozent des gesamten Rückbewegungswegs des Antriebselements wirksam ist.
Während oben definiert wurde, dass ein Reversier-Hohlraum als "erster Hohlraum" vor dem Antriebselement angeordnet ist, wird der Reversier- Hohlraum hinter dem Antriebselement als "zweiter Hohlraum" bezeichnet. Diese unterschiedliche eindeutige Bezeichnung dient nur dem besseren Ver- ständnis und ist hinsichtlich der Funktion ohne weitere Bedeutung. Sowohl der erste Hohlraum vor dem Antriebselement als auch der zweite Hohlraum hinter dem Antriebselement dienen als "Reversier-Hohlraum" zur Aufnahme einer Reversier-Luftfeder, die die jeweilige Richtungsumkehr des Antriebselements und die entsprechende Beschleunigung in der Gegenrichtung unter - stützt. Der erste und der zweite Hohlraum können alternativ oder gemeinsam in dem Schlagwerk vorgesehen werden.
Die verhältnismäßig langgezogene Wirksamkeit der Reversier-Luftfeder im zweiten Hohlraum bedeutet, dass die hinter dem Antriebselement liegende Reversier-Luftfeder möglichst lang baut, so dass die Antriebseinheit nahezu über ihren gesamten Rückweg gegen diese Reversier-Luftfeder Kraft ausüben muss, um sie zu komprimieren. Während bei der Vorwärtsbewegung der Antriebseinheit in Schlagrichtung angestrebt wird, dass ein möglichst großer Teil der Antriebsenergie auf das Schlagelement übertragen wird und damit als Schlagenergie zur Verfügung steht, besteht bei der Rückbewegung der Antriebseinheit ein gewisser Energieüberschuss, weil eben bei der Rückbewegung kein Schlag ausgeführt werden muss. Dieser Energieüberschuss kann jetzt dazu genutzt werden, die hinter dem Antriebselement vorhandene Reversier-Luftfeder über einen möglichst langen Weg zu laden. Die in der Reversier-Luftfeder gespeicherte Energie steht dann bei der erneuten Vorwärtsbewegung zur Verfügung und unterstützt die Wirkung des Linearantriebs zur Schlagerzeugung. Auf diese Weise kann der Linearantrieb schwächer dimensioniert werden, so dass auch die aufzubringende Verlustleistung in den Stator-Spulen reduziert wird.
Die von den Spulen erzeugte Antriebskraft ist dem sie durchfließenden Strom proportional, während die Verlustleistung in den Spulen dem Quadrat des Stromes proportional ist. Die Stoß- bzw. Schlagenergie ist proportional dem Produkt Kraft mal Weg. Verlängert man den Weg des Antriebselements, kann man die von dem Linear an trieb, d. h. den Statorspulen, zu erzeugende Kraft verkleinern, um die gleiche Energiewirkung zu erhalten. Dadurch steigt der Wirkungsgrad. Auch wenn die Luftfeder selbst Verluste erzeugt, bleibt die Gesamtbilanz im Vergleich zu einer elektrischen Zwischenspei- cherung der elektrischen Bremsenergie in einem Zwischenkreis positiv.
Vorzugsweise ist eine zeitweise verschließbare Belüftungsöffnung zwischen dem Reversier-Hohlraum und der Umgebung vorgesehen. Über die Belüftungsöffnung besteht eine Luftausgleichsmöglichkeit zwischen der Rever- sier-Luftfeder im Reversier-Hohlraum und der Umgebung, um Spaltverluste, die während der Verdichtungsphasen zwangsläufig auftreten, auszugleichen.
Vorzugsweise ist die Belüftungsöffnung in dem Schlagwerksgehäuse in einem Bereich vorgesehen, der bei einem Schlagzyklus von dem Antriebselement bzw. der Antriebseinheit überfahren wird. Das Öffnen und Schließen der Belüftungsöffnung kann auf diese Weise von dem Antriebselement bzw. der Antriebseinheit unmittelbar selbst übernommen werden, ohne dass es eines zusätzlichen Steuermechanismus bedarf.
Dementsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn die Belüftungsöffnung je nach Stellung des Antriebselements und /oder der Antriebseinheit während eines Schlagzyklus offen- oder verschließbar ist.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der das Schlagwerk als Luftfederschlagwerk realisiert ist. Dazu ist das Antriebselement als Antriebskolben und das Schlagelement als Schlagkolben ausgebildet. Die Koppeleinrichtung wird durch eine in einem Koppel-Hohlraum zwischen dem Antriebskolben und dem Schlagkolben wirksame Koppel-Luftfeder gebildet. Die Koppel-Luftfeder stellt die Energieübertragung von dem Antriebskolben auf den Schlagkolben sicher und gibt dem "Luftfederschlagwerk" in bekannter Weise seinen Namen. Luftfederschlagwerke sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Weise bekannt. Erfindungsgemäß neu ist jedoch die Möglichkeit, den Antriebskolben und/oder den Schlagkolben durch die zusätzliche Reversier-Luftfeder abzubremsen. Die Koppel-Luftfeder kann auch als Haupt-Luftfeder angesehen werden, weil ein erheblicher Teil der Schlag- energie durch sie übertragen wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umschließt der Antriebskolben den Schlagkolben im Wesentlichen. Der Schlag- kolben weist einen Kolbenkopf auf, wobei - in Bezug auf die nach vorne gerichtete Schlagrichtung - der Koppel-Hohlraum mit der Koppel -Luftfeder zum Übertragen der Schlagenergie auf den Schlagkolben hinter dem Kolbenkopf angeordnet ist. Vor dem Kolbenkopf ist zwischen dem Antriebskolben und dem Schlagkolben ein weiterer Hohlraum für eine Rückhol-Luftfeder ausgebildet. Ein derartiges Hohlkolben-Schlagwerk mit doppelt wirkender Luftfeder ist an sich bekannt. Der Antriebskolben weist demnach eine Höhlung auf, in der sich der Schlagkolben hin- und herbewegen kann. Die Rückhol-Luftfeder stellt eine kontrollierte Rückbewegung des Schlagkolbens nach dem Schlag sicher. Der Schlagkolben ist dadurch auch bei seiner Rückbewe- gung zwingend mit der Bewegung des Antriebskolbens verbunden.
Damit vor dem Kolbenkopf der Hohlraum für die Rückhol-Luftfeder gebildet werden kann, ist es erforderlich, dass der Antriebskolben den Schlagkolben nicht nur in dem hinteren Bereich, nämlich im Bereich der Haupt-Luftfeder, sondern auch im vorderen Bereich, vor dem Kolbenkopf, umschließt. Lediglich ein sich von dem Kolbenkopf erstreckender Schaft des Schlagkolbens kann aus dem Antriebskolben herausgeführt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wirkt die Reversier-Luftfeder nur ge- gen den Antriebskolben, nicht jedoch gegen den Schlagkolben. Der Schlagkolben ist dadurch frei beweglich und erhält seine sämtliche Bewegungsenergie über die Kopplung mit dem Antriebskolben.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung jedoch wirkt die Rever- sier-Luftfeder wenigstens in einer Bewegungsrichtung des Schlagkolbens auch oder sogar ausschließlich gegen den Schlagkolben. Bei dieser Variante kann der Schlagkolben insbesondere bei seiner Rückbewegung gegen die Reversier-Luftfeder laufen und sie aufladen, so dass die nicht mit dem Antriebskolben gekoppelte Reversier-Luftfeder die darauffolgende Vorwärtsbe- wegung des Schlagkolbens unterstützt.
Bei einer derartigen Ausführungsform kann es von Vorteil sein, wenn der Schlagkolben mit einem Reversier-Kolben formschlüssig verbunden ist, so dass der Reversier-Kolben gegen die Reversier-Luftfeder wirkt. Es ist dann möglich, die Reversier-Luftfeder an einem von dem Schlagkolben entfernten Ort anzuordnen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wirkt die Reversier-Luftfeder wenigstens zeitweise axial gegen das Antriebselement oder das Schlagelement, wobei der Reversier-Hohlraum in einem Bereich vorgesehen ist, der nicht axial zu dem Antriebselement angeordnet ist. Daher ist eine Übertra- gungseinrichtung vorgesehen, mit der das Antriebselement mit der in dem Reversier-Hohlraum ausgebildeten Reversier-Luftfeder kraftmäßig gekoppelt werden kann. Der Reversier-Hohlraum kann auf diese Weise z. B. seitlich neben dem Antriebselement oder in einem anderen Bereich des Schlagwerks oder des von diesem angetriebenen Hammers angeordnet sein.
Diese Ausführungsform ermöglicht die freie Anordnung der Reversier-Luftfeder an einer Stelle, an der sich dafür geeignet Platz befindet. So kann der Reversier-Hohlraum mit der Reversier-Luftfeder z. B. neben dem Antriebselement angeordnet sein.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein als
Luftfederschlagwerk realisiertes Schlagwerk gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, mit einer Antriebseinheit in hinterer Extremstellung;
Fig. 2 das Luftfederschlagwerk von Fig. 1 , mit der Antriebseinheit in Mittelstellung;
Fig. 3 das Luftfederschlagwerk von Fig. 1 , mit der Antriebseinheit in vorderer Extremstellung;
Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein als
Luftfederschlagwerk realisiertes Schlagwerk gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, mit einer Antriebseinheit in hinterer Extremstellung; Fig. 5 das Luftfederschlagwerk von Fig. 4, mit der Antriebseinheit in Mittelstellung;
Fig. 6 das Luftfederschlagwerk von Fig. 4, mit der Antriebsein- heit in vorderer Extremstellung;
Fig. 7 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein
Schlagwerk gemäß einer dritten Ausführungsform der
Erfindung; und
Fig. 8 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein
Schlagwerk gemäß einer vierten Ausführungsform der
Erfindung.
Die Figuren 1 bis 3 und 4 bis 6 zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, als Luftfederschlagwerk realisierten Schlagwerks in stark vereinfachter Schnittdarstellung. Insbesondere werden an sich bekannte Komponenten, wie elektrische Anschlüsse und Sensoren, weggelassen, da sie die Erfindung nicht betreffen. Das erfindungsgemäße Schlagwerk lässt sich besonders vorteilhaft in einem Bohr- und/ oder Schlaghammer einsetzen. Dabei sind verschiedene Schlagwerkstypen realisierbar, von denen insbesondere Luftfederschlagwerke besonders geeignet sind.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem durch einen elektrodynamischen Linearantrieb angetriebenen Luftfederschlagwerk. Dabei befindet sich eine später noch erläuterte Antriebseinheit bei der Darstellung in Fig. 1 in einer oberen/hinteren Extremstellung, bei Fig. 2 in einer Mittelstellung und bei Fig. 3 in einer unteren /vorderen Ex- tremstellung.
Das Luftfederschlagwerk weist einen Antriebskolben 1 auf, der einen Kolbenkopf 2 eines Schlagkolbens 3 umschließt. Der Schlagkolben 3 erstreckt sich mit einem Schaft 4 durch eine Vorderseite des Antriebskolbens 1 in eine Schlagkolbenführung 5 und kann in seiner vordersten Stellung gegen ein Werkzeugende 6 aufschlagen, wie in Fig. 3 gezeigt. Anstelle des Werkzeugendes 6 kann auch in bekannter Weise ein Zwischendöpper vorgesehen sein.
Zwischen dem Antriebskolben 1 und dem Schlagkolben 3 ist ein erster Hohlraum 7 ausgebildet, in dem eine Haupt-Luftfeder 8 wirkt. Bei einer Vor- wärtsbewegung des Antriebskolbens 1 , der in einem Schlagwerksgehäuse 9 axial hin- und herbewegbar ist, baut sich in der Haupt-Luftfeder 8 ein Druck auf, der den Schlagkolben 3 nach vorne treibt, so dass er schließlich gegen das Werkzeugende 6 aufschlagen kann.
Bei einer Rückbewegung des Antriebskolbens 1 entsteht in der Haupt-Luftfeder 8 ein Unterdruck, der den Schlagkolben 3 mit seinem Kolbenkopf 2 zurücksaugt. Die Rückbewegung des Schlagkolbens 3 wird auch durch die Stoß-Rückwirkung am Werkzeugende 6 unterstützt. Weiterhin ist - in Schlagrichtung gesehen - vor dem Kolbenkopf 2 eine Rückhol-Luftfeder 10 in einem weiteren Hohlraum ausgebildet, die bei der Rückbewegung des Antriebskolbens 1 zur Wirkung kommt. Sie unterstützt ebenfalls die Rückbewegung des Schlagkolbens 3.
Zum Ausgleich von Luftverlusten in den Luftfedern 8, 10 sind auf der Innen- wand des Antriebskolbens 1 mehrere Luftausgleichstaschen 1 1 vorgesehen. Deren Funktionsweise ist aus dem Stand der Technik bekannt, so dass sich an dieser Stelle eine eingehendere Beschreibung erübrigt. Anstelle der Luftausgleichstaschen 1 1 sind auch andere Luftkanäle bekannt, die eine Belüftung der Luftfedern 8, 10 ermöglichen, um durch die Kompression bewirkte Luftverluste ausgleichen zu können.
Die oszillierende, lineare Hin- und Herbewegung des Antriebskolbens 1 wird durch einen elektrodynamischen Linearantrieb bewirkt. Zu diesem Zweck ist der Antriebskolben 1 mit einem Läufer 12 des Linearantriebs gekoppelt. Der Läufer 12 kann durch mehrere übereinandergeschichtete Elektrobleche gebildet werden und wird durch wechselnde Magnetfelder, die durch einen Stator 13 des Linearantriebs erzeugt werden, hin- und herbewegt. Die Funktionsweise eines derartigen Linearantriebs ist an sich bekannt und z. B. in der DE 102 04 861 Al beschrieben. Bei dem Linearmotor kann es sich z. B. um einen Reluktanzmotor mit außenliegendem Stator handeln.
Der Läufer 12 und der Antriebskolben 1 bilden eine einstückige Antriebsein- heit.
Vor dem Antriebskolben 1 ist zwischen dem Antriebskolben 1 und dem Schlagwerksgehäuse 9 ein zusätzlicher, zweiter Hohlraum 14 ausgebildet, der bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Stellungen über Belüftungsöffnungen 15 mit der Umgebung in Verbindung steht.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung der Antriebseinheit hat der Läufer 12 den Antriebskolben 1 soweit nach vorne bewegt, dass der Antriebskolben 1 die Belüftungsöffnungen 15 überfahren hat. Dadurch werden die Belüftungsöffnungen 15 verschlossen und der zweite Hohlraum 14 von der Umgebung getrennt. Dementsprechend bildet sich in dem zweiten Hohlraum 14 eine Luftfeder aus, die gegen den Antriebskolben 1 wirkt und seine Bewegung in Vorwärts- bzw. Schlagrichtung abbremst.
Damit die Luftfeder in geeigneter Weise in dem zweiten Hohlraum 14 erzeugt werden kann und insbesondere nicht gegen den Schlagkolben 3 wirkt, der ja möglichst ungehindert auf das Werkzeugende 6 aufschlagen soll, bildet der Antriebskolben 1 an seiner Vorderseite eine Kolbenfläche 16. Die Kolbenflä- che 16 komprimiert die Luftfeder im zweiten Hohlraum 14.
Je nach Dimensionierung ist es möglich, dass zu dem Zeitpunkt, zu dem die Belüftungsöffnung 15 durch den Antriebskolben 1 verschlossen wird, der Stator 13 stromlos geschaltet wird. Das Abbremsen der aus dem Antriebs- kolben 1 und dem Läufer 12 bestehenden Antriebseinheit erfolgt dann ausschließlich durch die Luftfeder im zweiten Hohlraum 14. Da sich die komprimierte Luftfeder anschließend wieder entspannen will, drückt sie zudem die Antriebseinheit entgegen der Schlagrichtung zurück. Dann kann - bei Bedarf - der Stator 13 wieder erregt werden, um die Rückbewegung zu unterstüt- zen.
Die Luftfeder im zweiten Hohlraum 14 sollte derart positioniert bzw. dimensioniert werden, dass die Antriebseinheit am unteren Umkehrpunkt abgefangen wird, bevor der Schlagkolben 3 auf das Werkzeugende 6 aufschlägt.
Entsprechend zu der Luftfeder im zweiten Hohlraum 14 ist auf der gegenüberliegenden Seite, hinter dem Antriebskolben 1 bzw. hinter der gesamten Antriebseinheit ein dritter Hohlraum 17 zwischen dem Antriebskolben 1 bzw. der Antriebseinheit und dem Schlagwerksgehäuse 9 ausgebildet. Das Schlagwerksgehäuse 9 ist in den Figuren lediglich schematisch dargestellt. Selbstverständlich kann das Schlagwerksgehäuse 9 aus verschiedenen Bau- dementen zusammengefügt sein bzw. eine andere Gestaltung als die in den Figuren gezeigte aufweisen.
Der dritte Hohlraum 17 steht bei den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Stellungen der Antriebseinheit über Belüftungsöffnungen 18 mit der Umgebung in kommunizierender Verbindung.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Stellung hingegen hat die Antriebseinheit die Belüftungsöffnungen 18 überfahren und damit verschlossen. Dementsprechend ist der dritte Hohlraum 17 von der Umgebung getrennt, so dass sich in ihm eine Luftfeder ausbilden kann, wie insbesondere in Fig. 1 gezeigt. Diese Luftfeder bremst die Bewegung der Antriebseinheit bei ihrer Rückbewegung ab. Je nach Dimensionierung kann die Luftfeder im dritten Hohlraum 17 stark genug sein, um die Rückbewegung vollständig abzubremsen und in eine Gegenbewegung, nämlich eine Bewegung in Schlagrichtung zu wandeln. Auch hier kann der Stator 13, ähnlich wie bei der Wirkung der Luftfeder im zweiten Hohlraum 14, abgeschaltet bzw. nur bedarfsweise zugeschaltet werden.
Die Luftfeder in dem dritten Hohlraum 17 sollte möglichst lang gebaut wer- den, so dass sie über einen längeren Bewegungsweg der Antriebseinheit komprimiert wird. Bei der Rückbewegung der Antriebseinheit ist im Vergleich zur Schlagbewegung verhältnismäßig wenig Energie erforderlich, die dann in der Luftfeder im dritten Hohlraum 17 gespeichert werden kann. Die gespeicherte Energie steht anschließend bei der Vorwärtsbewegung des An- triebskolbens 1 zur Verfügung, um ihn gegen den Schlagkolben 3 zu bewegen. Die in der Luftfeder des dritten Hohlraums 17 gespeicherte Energie unterstützt somit den Linearantrieb, der entweder schwächer dimensioniert werden kann oder mit dem zusammen eine deutlich höhere Schlagenergie erreicht werden kann.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich hinsichtlich der Gestaltung des elektrodynamischen Linearantriebs von der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform unterscheidet. Gleiche Bauelemente werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Fig. 4 zeigt die Antriebseinheit in einer oberen /hinteren Extremstellung, Fig. 5 in einer Mittelstellung und Fig. 6 in einer unteren/vorderen Extremstellung.
Ein derartiger Linearantrieb kann z. B. durch einen Magnetmotor realisiert werden.
Der Antriebskolben 1 trägt einen Läufer 19 in Form von zwei schwert- bzw. plattenförmigen Fortsätzen 20. Auf den Fortsätzen 20 sind Magnete 21 aus seltenen Erden befestigt, die jeweils in einem Stator 22 hin- und herbeweglich sind.
Der Läufer 19 kann alternativ bei einer anderen, nicht dargestellten Ausfüh- rungsform der Erfindung mit einem ringförmigen Fortsatz versehen sein, der in einem ebenfalls ringförmigen Stator beweglich ist.
Hinter dem Antriebskolben 1 ist ein dritter Hohlraum 23 im Zusammenwirken mit dem Schlagwerksgehäuse 9 ausgebildet, in dem eine Luftfeder er- zeugt werden kann. Wie oben bereits erläutert, ist der Begriff des Schlagwerksgehäuses 9 weit zu verstehen. Es kommt lediglich darauf an, dass im Zusammenwirken mit dem Antriebskolben 1 bzw. der aus dem Antriebskolben 1 und dem Läufer 19 gebildeten Antriebseinheit ein Hohlraum erzeugt werden kann, in dem sich eine Luftfeder ausbilden kann.
In dem Läufer 19 ist eine Belüftungsöffnung 24 ausgebildet, die bei der in Fig. 5 gezeigten Stellung mit einer in dem Schlagwerksgehäuse 9 vorhandenen Belüftungsöffnung 25 in Überdeckung gebracht wird, so dass Luft aus der Umgebung in den dritten Hohlraum 23 einströmen kann, um die vorher bei der Kompression der Luftfeder verlorene Luft wieder aufzufüllen. Bei den in den Fig. 4 und 6 gezeigten Stellungen stehen die Belüftungsöffnungen 24 und 25 nicht übereinander, so dass der dritte Hohlraum 23 von der Umgebung getrennt ist.
Das Zusammenwirken von Antriebskolben 1 und Schlagkolben 3 sowie die Funktionsweise des zweiten Hohlraums 14 entspricht der ersten Ausführungsform, so dass auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird. Fig. 7 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Im Gegensatz zu den oben anhand der Fig. 1 bis 6 beschriebenen Luftfederschlagwerken betrifft die dritte Ausführungsform gemäß Fig. 7 ein Schlagwerk, bei dem die Energie für die Schlagbewegung nicht durch eine Luftfeder übertragen werden kann. Dementsprechend kann dieses Schlagwerk nicht als Luftfederschlagwerk bezeichnet werden.
Das Schlagwerk wird in ähnlicher Weise wie die oben beschriebenen Luftfederschlagwerke durch einen elektrodynamischen Linearantrieb angetrieben. Es weist eine Antriebseinheit 30 auf, die die Funktionen eines Antriebselements und eines Läufers des Linearantriebs miteinander vereint. Die Antriebseinheit 30 ist in Fig. 7 nur schematisch dargestellt. So ist z. B. der Aufbau des Läufers nicht detailliert gezeigt. Bezüglich des Läufers gelten aber die oben für den Läufer 12 (Fig. 1) oder den Läufer 19 (Fig. 4) be- schriebenen Einzelheiten.
Die Antriebseinheit 30 ist analog zu der oben beschriebenen Weise in einem rohrförmigen Schlagwerksgehäuse 9 hin- und herbewegbar, wobei die Bewegung durch den Stator 13 bewirkt wird.
Die Antriebseinheit 30 ist hülsenförmig aufgebaut und weist in ihrem Inneren einen hohlen Bereich auf, in dem der ein Schlagelement bildende Schlagkolben 3 hin- und herbewegbar ist. Der Schlagkolben 3 schlägt dann in bekannter Weise gegen das in Fig. 7 nicht gezeigte Werkzeug.
Zur Übertragung der Bewegung der Antriebseinheit 30 auf den Schlagkolben 3 ist eine Koppeleinrichtung vorgesehen. Die Koppeleinrichtung weist einen von dem Schlagkolben 3, insbesondere von dem Kolbenkopf 2 des Schlagkolbens 3 getragenen Mitnehmer 31 auf, der in Ausnehmungen der Antriebsein- heit 30 in Arbeitsrichtung des Schlagwerks hin- und herbewegbar ist. Der Mitnehmer 31 kann z. B. durch einen den Kolbenkopf 2 des Schlagkolbens 3 durchdringenden Querbolzen gebildet werden, wie in Fig. 7 gezeigt.
Die Ausnehmungen in der Antriebseinheit 30 werden durch zwei sich axial erstreckende Längsnuten 32 gebildet, die die Wandung der hohlzylindri- schen Antriebseinheit 30 durchdringen. An den Stirnselten der Längsnuten 32 werden untere Anschläge 33 und obere Anschläge 34 gebildet, die die Längsbewegung des Mitnehmers 31 in den Längsnuten 32 begrenzen.
Bei einer Hin- und Herbewegung der Antriebseinheit 30 wird somit der Schlagkolben 3 über die jeweiligen Anschläge 33, 34 sowie den Mitnehmer 31 zwangsweise geführt. Bei einer Vorbewegung der Antriebseinheit 30 (in Fig. 7 nach unten) in Richtung des Werkzeugs (Arbeitsrichtung) drücken die oberen Anschläge 34 den Mitnehmer 31 mit dem Schlagkolben 3 nach un- ten, wobei der Schlagkolben 3 kurz vor dem Auftreffen auf das Werkzeug bzw. den zwischengeschalteten Döpper frei fliegen sollte, um schädliche Rückwirkungen auf die Antriebseinheit 30 und den Mitnehmer 31 zu vermeiden. Bei der danach folgenden Rückbewegung der Antriebseinheit 30 gelangen die unteren Anschläge 33 in Kontakt mit dem Mitnehmer 31 und ziehen den im Übrigen von dem Werkzeug zurückprallenden Schlagkolben 3 entgegen der Arbeitsrichtung zurück. Danach wiederholt sich der Arbeitszyklus, indem die Antriebseinheit 30 mit den oberen Anschlägen 34 den Schlagkolben 3 erneut gegen das Werkzeug beschleunigt.
Die Koppeleinrichtung wird bei dieser Ausführungsform somit nicht durch eine Luftfeder, sondern durch die Längsnuten 32, die Anschläge 33, 34 und den Mitnehmer 31 gebildet. Selbstverständlich dient der beschriebene Aufbau lediglich der Erläuterung. Es sind zahlreiche andere Möglichkeiten für den Fachmann erkennbar, wie die Bewegung der Antriebseinheit 30 auf den Schlagkolben 3 übertragen werden kann.
Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein Schlagwerk gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Der grundsätzliche Aufbau des Schlagwerks ist dabei zu dem Schlagwerk gemäß Fig. 7 identisch. Ergänzend ist der Kolbenkopf 2 des Schlagkolbens 3 über eine Kolbenstange 35 mit einem Reversier-Kolben 36 formschlüssig gekoppelt. Der Reversier-Kolben 36 ist in einem z. B. zu dem Schlagwerksgehäuse 9 gehörenden Reversier-Zylinder 37 entsprechend der Bewegung des Schlagkolbens 3 hin- und herbewegbar.
Der Reversier-Kolben 36 und der Reversier-Zylinder 37 umschreiben einen Reversier-Hohlraum 38, in dem eine Reversier-Luftfeder 39 ausgebildet ist.
Ähnlich wie die Reversier-Luftfeder in dem Reversier-Hohlraum 17 bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsform eine Rückbewegung des dort gezeigten Antriebskolbens 1 bremst und später eine Vorwärtsbewegung unterstützt, wird die in Fig. 7 gezeigte Reversier-Luftfeder 39 bei einer Rückbewegung des Schlagkolbens 3 gespannt, so dass sie eine Vorwärtsbewegung des Schlagkolbens 3 nachfolgend unterstützen kann.
Der Ausgleich von Luftverlusten der Reversier-Luftfeder 39 erfolgt in ähnlicher Weise wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, so dass auf eine erneute detaillierte Beschreibung an dieser Stelle verzichtet werden kann.
Auch für die Reversier-Luftfeder 39 gilt, dass es besonders zweckmäßig sein kann, wenn sie über einen längeren Bewegungsweg des Schlagkolbens 3 aufgeladen wird. Das Komprimieren der Reversier-Luftfeder 39 erfolgt bei der in Fig. 8 gezeigten vierten Ausführungsform besonders zuverlässig, weil die Zwangsbewegung des Schlagkolbens 3 durch die von der Koppeleinrichtung bewirkte formschlüssige Kopplung zwischen Antriebseinheit 30 und Schlagkolben 3 erreicht wird.
Aufgrund der Erfindung ist es möglich, den Wirkungsgrad eines linear angetriebenen elektrodynamischen Schlagwerks zu vergrößern. Durch das Zwi- schenspeichern von Energie in den Luftfedern kann eine gleichmäßigere elektrische Leistungsaufnahme mit geringen Lastspitzen erreicht werden. Außerdem werden stoßartige Belastungen auf das Hammergehäuse in den Umkehrpunkten der Antriebseinheit vermieden. Durch das erfindungsgemäße Schlagwerk kann eine größere Abbruchleistung erreicht werden, bei gleichzeitig geringeren Hand-Arm-Schwingungen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schlagwerk, mit einem elektrodynamischen Linearantrieb ( 12, 13; 19, 22); - einem von dem Linearantrieb ( 12, 13; 19, 22) in einem Schlagwerksgehäuse (9) hin- und herbewegbaren Antriebselement ( 1 ); einem Schlagelement (3) zum Schlagen gegen ein Werkzeug (6); einer zwischen dem Antriebselement ( 1 ) und dem Schlagelement (3) wirksamen Koppeleinrichtung (8), über das die Bewegung des Antriebselements ( 1) auf das Schlagelement (3) übertragbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass in Schlagrichtung gesehen, wirkungsmäßig vor und/oder hinter dem Antriebselement ( 1) ein Reversier-Hohlraum ( 14, 17; 23) vorgesehen ist; und dass der Reversier-Hohlraum ( 14, 17; 23) wenigstens zeitweise von der Um- gebung trennbar ist, derart, dass in dem Reversier-Hohlraum ( 14, 17; 23) eine gegen das Antriebselement ( 1 ) und/ oder gegen das Schlagelement (3) wirkende Reversier-Luftfeder erzeugbar ist.
2. Schlagwerk nach Anspruch I 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (1) mit einem Läufer ( 12) des Linearantriebs verbunden ist und mit dem Läufer ( 12) eine Antriebseinheit bildet.
3. Schlagwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung einen zwischen dem Antriebselement ( 1 ) und dem Schlagelement (3) wirksamen Anschlag (33, 34) aufweist.
4. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung ein zwischen dem Antriebselement ( 1) und dem Schlagelement (3) in wenigstens eine Richtung wirksames elastisches Element (8) aufweist.
5. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reversier-Hohlraum ( 14, 17; 23) stirnseitig zu dem Antriebselement ( 1 ) zwischen dem Antriebselement ( 1 ) und dem Schlagwerksgehäuse (9), insbesondere zwischen der Antriebseinheit und dem Schlagwerksgehäuse (9) angeordnet ist.
6. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Reversier-Hohlraum ( 14, 17; 23) erzeugbare Re- 1 versier-Luftfeder wenigstens zeitweise einer Bewegung des Antriebselements ( 1 ) entgegenwirkend ist.
7. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Reversier-Hohlraum ( 14, 17; 23) erzeugbare Re- versier-Luftfeder wenigstens kurz vor einer Richtungsumkehr des Antriebselements ( 1 ) der Bewegung des Antriebselements ( 1 ) entgegenwirkend ist.
8. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
10 . der Reversier-Hohlraum ein vor dem Antriebselement ( 1) angeordneter erster Hohlraum ( 14) ist; und dass der erste Hohlraum ( 14) von einem Teil des Schlagelements (3) durchdrungen ist.
,j-
9. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reversier-Hohlraum ein hinter dem Antriebselement (1) angeordneter zweiter Hohlraum ( 17; 23) ist; und dass die in dem zweiten Hohlraum ( 17; 23) erzeugbare Luftfeder bei einer entgegengesetzt zur Schlagrichtung gerichteten Rückbewegung des An- triebselements ( 1) wenigstens über einen Bewegungsweg des Antriebselements (1) von mehr als 30 Prozent, insbesondere von mehr als 50 Prozent des gesamten Rückbewegungswegs des Antriebselements ( 1) wirksam ist.
10. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn- 25 zeichnet, dass eine zeitweise verschließbare Belüftungsöffnung ( 15, 18; 24,
25) zwischen dem Reversier-Hohlraum (14, 17; 23) und der Umgebung vorgesehen ist.
1 1. Schlagwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Belüftungsöffnung (15, 18; 24, 25) in dem Schlagwerksgehäuse (9) in einem
30 Bereich vorgesehen ist, der bei einem Schlagzyklus von dem Antriebselement ( 1 ) oder der Antriebseinheit überfahren wird.
12. Schlagwerk nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsöffnung (15, 18; 24, 25) je nach Stellung des Antriebs-
35 elements (1) und /oder der Antriebseinheit während eines Schlagzyklus offen- oder verschließbar ist.
1 13. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlagwerk ein Luftfederschlagwerk ist; das Antriebselement als Antriebskolben ( 1) ausgebildet ist; das Schlagelement als Schlagkolben (3) ausgebildet ist; und dass die Koppeleinrichtung eine in einem Koppel-Hohlraum (7) zwischen dem Antriebskolben ( 1) und dem Schlagkolben (3) wirksame Koppel-Luftfeder (8) aufweist.
14. Schlagwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
10 - der Antriebskolben (1) den Schlagkolben (3) im Wesentlichen umschließt; der Schlagkolben (3) einen Kolbenkopf (2) aufweist; in Bezug auf die Schlagrichtung der Koppel-Hohlraum (7) mit der Koppel -Luftfeder (8) hinter dem Kolbenkopf (2) angeordnet ist;
-. c - vor dem Kolbenkopf (2) zwischen dem Antriebskolben ( 1) und dem
Schlagkolben (3) ein weiterer Hohlraum für eine Rückhol-Luftfeder ( 10) ausgebildet ist.
15. Schlagwerk nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reversier-Luftfeder nur gegen den Antriebskolben (1) wirkt, nicht 0 jedoch gegen den Schlagkolben (3).
16. Schlagwerk nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reversier-Luftfeder wenigstens in einer Bewegungsrichtung des Schlagkolbens nur gegen den Schlagkolben (3) wirkt.
25
17. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlagkolben (3) mit einem Reversierkolben (36) formschlüssig verbunden ist; und dass der Reversierkolben (36) gegen die Reversier-Luftfeder (39) wirkt. 30
18. Schlagwerk nach einem der Anspüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Reversier-Luftfeder wenigstens zeitweise axial gegen das Antriebselement ( 1) oder das Schlagelement (3) wirkt;
35 - der Reversier-Hohlraum nicht axial zu dem Antriebselement angeordnet ist; und dass eine Übertragungseinrichtung vorgesehen ist, zur kraftmäßigen Kopplung des Antriebselements mit der in dem Reversier-Hohlraum ausgebildeten Reversier-Luftfeder.
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