SE510427C2 - Hammare med motvikt i ändan av skaftet - Google Patents

Description

510 427 _ 2 _ därigenom minska det moment som uppstår i handleden när användaren håller i hammars- kaftet.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att anvisa en hammare som i mesta möjliga mån uppfyller användarens ergonomiska och tekniska krav, dvs att rekylen och därmed återrotationen dämpas liksom att vibrationerna i skaftet reduceras. Ändamålet förverkligas medelst en hammare som erhållit de i efterföljande patentkrav angivna kännetecknen.

E l . . f. I E _ E Nedan kommer utföringsexempel på hammaren enligt föreliggande uppfinning att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, där Fig.l visar en sidovy av en utföringsform av en hammare enligt föreliggande uppfinning; Fig.2 visar en planvy av hammaren enligt Fig.1; Fig.3 visar en vy bakifrån av hammaren enligt Fig.1; Fig.4a och 4b visar schematiskt återrotation utan resp. med motvikt, Fig.5a och Sb visar schematiskt återrotation utan resp. med rekyldämpning; Fig.6a - 6c visar scematiskt hur vibrationer i skaftet påverkas av en motvikt; och Fig.7 visar en sprängvy av varianter på olika detaljer som en hammare enligt föreliggande uppfinning är uppbyggd av.

Den i Fig.1-3 visade hammaren 10 innefattar' ett huvud 12, ñreuädesvis iett metalliskt material, samt ett med huvudet 12 fast förbundet skaft 14, vilket innefattar ett invändigt, styvt rör 13, vars ena ände 16 utgör skafiets 14 förbindningsände och är lämpligen, medelst presspassning, upptagen i ett genomgående hål 18 i en utskjutande del 20 av huvudet 12. Ãven andra förbindningstekniker är dock möjliga inom ramen för uppfinningen.

Huvudet 12 är försett med en hålighet 21, vilken åtminstone delvis, och företrädesvis väsentligen helt, är fylld med ett material 23 i partikelform, lämpligen stålkulor med en diameter av 1-2 mm. Materialet 23 införes lämpligen i håligheten 21 via det genomgående hålet 18 irman skaftet 14 och huvudet 12 förbindes med varandra. Vid den 510 427 _3_ fria änden av skaftets 14 fórbindningsände 16 är anbringad en propp 22 som förhindrar att det partikelformiga materialet kommer in i röret 13 hos skaftet 14.

Huvudet 12 uppvisar även vid sin undre ände i Fig.1 ett slag 24 samt vid sin övre ände i Fig.1 en pen 26. Slaget 24 är företrädesvis smitt i ett stycke med huvudet 12, dock kan man inom ramen för uppfinningen även tänka sig att slaget är en separat detalj som förbindes på lämpligt sätt med huvudet. Penen 26 är förbunden med huvudet 12 på lämpligt sätt, ex.vis medelst lödning, (laser-)svetsning, presspassning eller gängning. Anledningen till att penen 26 är utformad som en separat detalj är att den inom ramen för uppfinningen kan ersättas av en kula eller ett (plast-)slag, se Fig.7.

Skaftet 14 är vid sin från huvudet 12 vända ände försett med en motvikt 28, vilken är anbringad vid det invändiga röret 13 hos skaftet 14, ex.vis medelst presspassning eller gängning. Motvikten 28 är försedd med en genomgående öppning 30 för upphängning av hammaren 10 på en verktygstavla eller dyl..

Såsom framgår av Fig.1 och 2 är skaftet klätt med ett ytterhölje 15, av dämpande, elastiskt material, som ger god vidhäfming av skaftet 14 i handen hos användaren. Tvärsnittsforrnen hos ytterkonturen av ytterhöljet 15 är oval för att ge optimal styrning av slaget. Dessutom är ytterhöljet 15 icke-metalliskt för att ej utlösa nickel- eller lcromallergier. I omrâdet för sina ändar ansluter ytterhöljet 15 till huvudets 12 utskjutande del 20 resp. till motviktens 28 periferi. Dessa anslutningspartier för ytterhöljet 15 uppvisar oval form, vilket förhindrar att ytterhöljet 15 vrides relativt det invändiga röret 13.

Ytterhöljet 15 hos hamrnarerrs 10 skaft 14 är så utformat att det inbjuder till flera grepp, dels ett kraftgrepp i området för skaftets 14 fria ände dels ett precisionsgrepp närmare hammarhuvudet 12. För att åstadkomma detta är ytterhöljet 15 bomberat ungefär på mitten av sin längdriktrring.

Nedan kommer, med hänvisning till schematiska datorsimulerade ritningar, jämförande studier att göras vad avser rekyl, återrotation och vibration. Därvid betraktas slag mot städ som är det svåraste fallet att dimensionera för. Själva hammarslaget mot ett städ varar normalt i ca 40 rnicrosekunder. Efter denna tid får hammarhuvudet hos en icke 510 427 _4_ dämpad hammare en hastighet bakåt som är lika stor som anslagshastigheten. Hammarmas- sans rörelse bakåt alstras av en kraft som verkar mellan hammaren och städet under slaget.

Kraften är av storleksordningen 100 000 N.

Eftersom den ovannämnda lcrafien inte verkar i en punkt som sammanfaller med hammarens tyngdpunkt påverkas tyngdpunkten av ett moment som bildas av kraften multiplicerad med avståndet mellan kraftens angreppspunkt på hammarhuvudet och tyngdpunkten. Detta moment genererar en rotation av hammaren bakåt, vilket illustreras i Fig.4a. Av ergonomiska skäl är det fördelaktigt om denna rotation sammanfaller med handens naturliga rörelse när hammaren höjs för ett nytt slag. Om rotationen hos hammaren är snabbare än handens naturliga rotation i den aktuella rörelsen kommer hammarskaftet att slå mot handens fingersida. Rotationen hos hammaren kan styras genom att hammaren förses med en motvikt, 28 i Fig.1 och 2, vid skaftets fria ände. Denna motvikt kommer visserligen att flytta hammarens tyngdpunkt bort från hammarhuvudet, vilket ökar det moment som vill rotera hammaren, dock kompenseras detta av att motvikten ökar hammarens tröghet mot rotation. I Fig.4b illustreras återrotationen hos en med motvikt försedd hammare, varvid motvikten har en vikt som utgör 10-70%, företrädesvis 20-40% , av hammarhuvudets vikt.

Därvid skall påpekas att hammarhuvudets vikt inkluderar vikten av slaget nedtill och pen, kula eller (plast-)slag upptill liksom vikten av materialet i partikelform i håligheten i huvudet.

I samband med slaget alstras en stötvåg som rusar bakåt i hammarhuvudet med en hastighet som överstiger 5000 m/s. Genom att störa denna stötvåg kan en del av stötvågsenergin omvandlas till värme. Kraften mellan hammarhuvudet och underlaget blir då lägre. Såsom ovan beskrivits i samband med Fig.l-3 åstadkommes denna omvandling medelst det i håligheten 20 innesluma materialet i partikelfortn. I Fig.5a illustreras återrotation utan rekyldäinpning medan i Fig.5b illustreras åter-rotation med rekyldämpning.

För både Fig.5a och 5b gäller att hammaren är försedd med en motvikt.

Efter slaget kommer hammaren att börja vibrera. Dessa vibrationer är sammansatta av systemets grundton och ett antal övertoner. I allmänhet är systemets 510 427 _ 5 _ gnmdton dominant, dock kan det inträffa att om man träffar snett med hammarhuvudet kan en överton bli dominant. Amplituden kan bli så hög att skaftets vibrafion känns obehaglig i handen. Genom att anbringa en motvikt 28 vid skaftets 14 fria ände, se Fig. 1-2, påverkas både grundtonens frekvens och skaftets 14 rörelse. Genom ett lämpligt val av motviktens vikt kan vibrationen väsentligen reduceras för den dominanta grundtonen mitt på handens greppyta. Detta betyder att den vibration som överföres till handen minimeras. Utkling- ningstiden för den vibration som bildas kan även pâverkas i önskad riktning, dvs förkortas, genom lämpligt val av dämpningen i hammarskaftets material.

I Fig.6a visas schematiskt skaftets vibrationer efter ett slag för det fall att hammaren ej är försedd med någon motvikt vid skaftets fria ände. Det framgår direkt av Fig.6a att skaftets fi-ia ände "vispar", vilket självklart upplevs som obehagligt för den som håller i hammarskaftet.

I Fig.6b visas schematiskt vibrationerna i ett hammarskaft efter ett slag hos en hammare som är försedd med en motvikt med en vikt som motsvarar 25% av hammarhuvu- dets vikt. Därvid kan direkt noteras att "vispningen" hos skaftets fria ände väsentligen har reducerats.

I Fig.6c visas schematiskt vibrationerna i ett hammarskaft efter ett slag hos en hammare som är försedd med en motvikt med en vikt som motsvarar 50% av hammarhuvu- dets vikt. Därvid kan noteras att "vispningen" ytterligare har reducerats jämfört med fallet i Fig.6b.

Sammanfattningsvis kan alltså konstateras, med stöd av vad som ovan redovisats, att kombinationen av en hålighet i huvudet, varvid sagda hålighet är fylld med ett material i partikelforrn, och en motvikt vid skaftets fria ände resulterar i en hammare som uppvisar goda egenskaper vad gäller rekyl, återrotation, vibrationer och kontakttid. Eftersom det invändiga röret 13 är utformat som ett styvt element uppstår en dynamisk samverkan mellan huvudet 12 och motvikten 28, dvs. skaftet följer handens rörelse i slaget. Därigenom behöver skaftet 14 ej greppas lika hårt som vid en konventionell hammare och en bättre kontroll av hammarslaget erhålles. Det inses självklart att graden av reduktion av dessa 510 427 _ 5 _ parametrar kan påverkas ex.vis genom val av materialet i paitikelform, hålighetens fyllnadsgrad samt motviktens vikt i förhållande till ex.vis hammarhuvudets vikt. De värden som exemplifieras i denna patentansökning på ifrågavarande parametrar skall ej betraktas som begränsande för skyddsomfånget utan utgör endast föredragna exempel.

I Fig.7 visas en tänkbar systemuppbyggnad av konceptet till föreliggande uppfinning, dvs en grundstomme av hammaren 10 innefattar ett huvud 12 samt ett 'rör 13, vilket är fast förbundet med huvudet 12. Såsom framgår av Fig.7 kan huvudet 12 upptill förses med en pen 26, en kula 34 eller ett (plast-)slag 36. Dessa detaljer anbringas vid hammarhuvdet 12 lämpligen medelst (laser-)svetsning, presspassning, lödning eller gängning. Om slaget 36 är utfört i plast användes lämpligen ett metalliskt mellanstycke, till vilket plastslaget 36 är fäst, ex.vis medelst gängning.

Nedtill är huvudet 12 försett med ett slag 24, vilket företrädesvis är utformat (smitt) i ett stycke med huvudet 12. Emellertid är det även möjligt, inom ramen för föreliggande uppfinning, att slaget utgör en separat detalj som på lämpligt sätt anbringas på huvudet.

Hammarhuvudet 12 kan utformas i flera storlekar, varvid i Fig.7 exemplifieras tre storlekar.

Det framgår även av Fig.7 att röret 13 kan förses med ett ytterhölje 15 av olika längd/ytterdiameter. Däwid måste självklart rörets 13 längd anpassas till längden hos ytterhöljet 15, vilket medför att skaftet 14 erhåller olika längd. Genom att erbjuda dessa alternativa skaftlängder/ytterdiametrar kan dels en anpassning till olika användningsområden dels en individuell anpassning till användaren ske.

Såsom ovan beskrivits anbringas en motvikt 28 vid skaftets 14 fria ände, vilket irmebär att motvikten 28 lämpligen medelst presspassning anbringas utanpå det invändiga röret 13 hos skaftet 14. Såsom redan berörts ovan kan motviktens 28 vikt anpassas till ex.vis huvudets 12 vikt för att därigenom erhålla önskade funktionella egenskaper hos hammaren 10 enligt föreliggande uppfinning. 510 427 _ 7 _ Inom ramen för uppfinningen kan man även tänka sig att hammarskaftet redan vid tillverkningen förses med en vikttördelning som innebär att motvikten så att säga är inbyggd i hammarskaftet.

Utmärkande för uppfinningen är således att hammarens massa är så fördelad att den är koncentrerad till hammarhuvudet 12 och skaftets 14 fria ände, dvs. i området för sitt precisionsgrepp uppvisar skaftet 14 relativt liten massa. ' Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de ovan beskrivna uttöringsexemplen utan kan fritt varieras inom ramen for de efterföljande patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 30 51 427 PATENTKRAV

1. Hammare (10), innefattande ett huvud (12) samt ett med huvudet (12) fast förbundet skaft (14), som uppvisar en grepp- del (15), varvid hammarens (10) huvud (12) är försett med åtminstone en slagyta (24) och en hålighet (21), vilken åtminstone delvis är fylld med ett material i partikelform för dämpning av hammarens rekyl k ä n n e t e c k n a d a v att - hammarens handtag (14) omfattar ett styvt rör (13), vars ena ände är fast förbundet med hammarhuvudet (12) och vars andra ände (30) är försedd med en motvikt (28), - hammarens (10) massa är koncentrerad väsentligen till hammarhuvudet (12) och motvikten (28), och - handtagets längd och styvhet samt hammarens massför- delning är så valda, att hammaren i samband med ett slag ges en rekylrörelse som motsvarar den naturliga rörelsen hos användarens hand som håller handtagets (14) greppdel (15), samtidigt som vibrationerna i handtaget (14) mini- meras vid nämnda greppdel (15).

2. Hammare (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att motviktens (28) vikt ligger i intervallet 10-70 % av huvudets (12) vikt.

3. Hammare (10) enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att motviktens (28) vikt ligger i intervallet 20-40 % av huvudets (12) vikt.

4. Hammare (10) enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d a v att motvikten (28) är anbringad pà skaftet (14) medelst presspassning.

5. Hammare (10) enligt något eller några av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d a v att skaftets (14) greppdel omfattar ett ytterhölje (15) med bomberad form ungefär i 45541kra; 1999-01-12 10 510 427 fi området för sitt längsgående mittparti, varvid sagda ytterhölje (15) är utfört av ett dämpande, elastiskt material.

6. Hammare (10) enligt något av kraven 1-5 k ä n n e - t e c k n a d a v att röret (13) är förbundet med hammar- huvudet (12) medelst presspassning.

7. Hammare (10) enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e_c k n a d a v att håligheten (21) till minst 90 % är fylld med materialet i partikelform.

8. Hammare (10) enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att materialet i partikelform utgöres av stålkulor. 45541kra; 1999-01-12