CH655037A5 - Pneumatisches handschlagwerkzeug. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein pneumatisches Handschlagwerkzeug, mit einem, in ein mit einem seitlichen Zuleitungskanal mit einem Ventilsitz versehenes Gehäuseteil übergehenden Handgriff, wobei im Gehäuseteil ein, gegen den Handgriff abgefederter Arbeitszylinder gehalten ist, der eine Eintrittsöffnung, Auslassöffnungen und eine Verteilervorrichtung für die Druckluft umfasst und der einen Schlagkolben umschliesst, der auf ein aufsteckbares, in einer Hülse geführtes Werkzeug wirkt.

Handschlagwerkzeuge der vorgenannten Art finden in vielen Bereichen der Bau- bzw. Abbautechnik Verwendung und sind auch unter dem Begriff des Abbauhammers bekannt.

Problematisch bei solchen Werkzeugen ist die enorme Belastung des Bedienungspersonals infolge der hohen, und sehr starken, auf den Handgriff übertragenen Vibrationen, die zu gesundheitlichen Störungen, wie Gelenkerkrankungen und Vasoneurosen, fuhren können.

Um diesem Problem Herr zu werden, wurde schon versucht, die metallischen Teile des Handgriffes mit einem elastischen Material abzudecken, dass eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt, wie Gummi beispielsweise. Hierdurch wird zunächst eine Wärmeisolierung erreicht, welche das Durchfrieren der Hände des Arbeiters und damit die Entstehung einer Vasoneurose vermindert. Ferner wird eine Vibrationsdämpfung im Hochfrequenzbereich von einigen Hundert bis Tausend Hertz erreicht. Hingegen ist es mit diesen Massnahmen nicht möglich, die gefährlichen Vibrationen im Niederfrequenzbereich wirkungsvoll zu dämpfen.

Ferner wurde vorgeschlagen, das Schlagwerkzeug aus mehreren, gegenseitig in axialer Richtung verschiebbaren und abgefederten Teilen zu bilden, um die Vibrationen auf dem Handgriff zu vermindern. Diese Anordnungen sind aber durch ihren komplizierten Aufbau in ihrem Anwendungsbereich beschränkt, da solche Geräte zwangsläufig teuer und störanfällig sind.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Handschlagwerkzeug der vorgenannten Art so auszugestalten, dass dieses bei einfachster Konzeption eine optimale Vibrationsdämpfung am Handgriff erlaubt und störungsunan-fällig ist.

Dies wird nun erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Gehäuseteil ein Einsatzrohr umgibt, welches zusammen mit dem Mantel des Arbeitszylinders und davon abragenden Führungsbundringen einen Ringspalt begrenzt und in welchem der Arbeitszylinder axial verschiebbar geführt ist, wobei der Ringspalt über eine radiale Eintrittsöffnung im Mantel des Einsatzrohres und ein Hohlraum im Handgriff über Kanäle im Ventilsitz bzw. im Handgriff mit einem Zuleitungskanal für die Druckluft in Strömungsverbindung steht und wobei der Hohlraum im Handgriff durch einen Flansch einer Führungshülse, welche eine Dämpfungsfeder und die Stirnfläche eines auf dem Arbeitszylinder angeordneten, gleitbar in der Führungshülse geführten Verschluss-Stückes umgibt, verschlossen ist.

Hierbei kann eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfin-dungsgemässen Handschlagwerkzeuges darin gesehen werden, dass die Führungsbundringe Kolbendichtungsringe tragen und ferner darin, dass das Gehäuseteil einen, mit seinem einen Umfangsende die Auslassöffnungen des Arbeitszylinders umhüllenden und mit seinem anderen Umfangsende einen rohrförmigen Hilfsgriff haltenden Schalldämpfer trägt, wobei der Hilfsgriff auf der Mantelfläche einer Abdeckhülse verschiebbar und auf dem Arbeitszylinder unverdrehbar geführt ist.

Durch diese Massnahmen entsteht ein verhältnismässig einfaches Schwingungssystem, dessen resultierenden Schwingungen auf dem Handgriff minimal sind. Die Abfederung des Arbeitszylinders gegenüber dem Handgriff durch eine einzige Feder genügt dabei ohne weiteres zur Dämpfung sowohl von periodischen, als auch von aperiodischen Kräften, die durch die Luftdruckwirkung im Arbeitszylinder und durch die Werkzeugstösse entstehen. Die Wahl einer geeigneten Federkennlinie, die Optimierung der Schlagsenergie und der Schlagszahl, die optimale Bestimmung der Abmessungen von Arbeitszylinder und Handgriff zusammen mit der zweckmässigen und einfachen erfindungsgemässen Anordnung ermöglichen eine wirksame Vibrationsverminderung im ganzen Schwingungsbereich. Dabei ist es möglich, das Handschlagwerkzeug vergleichsweise wesentlich kleiner und somit handlicher auszugestalten und somit vielseitiger anwendbar zu machen. Durch die erreichte Dämpfungscharakteristik ist zudem eine Leichtbauweise und die Verwendung von Kunststoffen möglich. Ferner ist die Belastung des Arbeiters auf ein Minimum reduziert.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung, welche das erfindungsgemässe Handschlagwerkzeug im teilweisen Längsschnitt zeigt, näher erläutert.

Das dargestellte Handschlagwerkzeug, beispielsweise in Form eines Abbau-Hammers, umfasst einen teilweise hohlen Handgriff 1, welcher seitlich in einen Anschlussflansch 2 für den Anschluss einer Druckluftleitung (nicht gezeigt) übergeht. Ferner befindet sich im Bereich des Handgriffes 1 ein Anlass-Ventil 3 eines nicht näher dargestellten Anlassmecha2

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nismus. Der Handgriff 1 sitzt auf einem Gehäuseteil 5 auf und ist dort mit Schrauben 4 befestigt, wobei ein Ventilsitz 6, der in einen Zuleitungskanal 9 übergeht, in Wirkungsverbindung mit dem Anlass-Ventil 3 steht. Im Gehäuseteil 5 erstreckt sich ein Einsatzrohr 7 mit einer radialen Eintrittsöffnung 8 im Mantel, welche über den genannten Zuleitungskanal 9 in Strömungsverbindung mit dem Ventilsitz 6 steht.

Im Einsatzrohr 7 ist ein Arbeitszylinder 11 verschiebbar und drehbar geführt, wobei sich dieser Zylinder 11 über Führungsbundringe 10a und 10b am Einsatzrohr 7 abstützt. Die Axialverschiebung des Arbeitszylinders 11 in der Darstellung nach unten wird dabei von einem Anschlag 12 begrenzt. Weiter sind die Bundringe 10a und 10b mit Ringnuten versehen, die der Aufnahme von Kolbenringen 13a und 13b dienen. Der dazwischen liegende Ringspalt 14 steht über Radialbohrungen 15 im Mantel des Arbeitszylinders 11 mit einer bekannten, das Druckmittel verteilenden, nicht näher veranschaulichten Verteilervorrichtung 16 im Innern des Zylinders in Strömungsverbindung.

Im Arbeitszylinder 11 ist axial bewegbar ein Schlagkolben 17 geführt, an dessen Kolbenkopf obenseitig der obere Arbeitsraum 18 und untenseitig der untere Arbeitsraum 19 anschliesst. Obenseitig ist der Arbeitszylinder 11 durch ein Verschluss-Stück 20 abgeschlossen, dessen äussere Stirnfläche 21 der Auflage einer Feder 22 dient, durch welche der Arbeitszylinder 11 gegenüber dem Handgriff 1 abgefedert ist. Hierfür durchdringt die Feder 22 eine Hülse 23, welche mit einem Ringflansch auf dem Einsatzrohr 7 aufsitzt und den Hohlraum 35 des Handgriffes 1 nach unten verschliesst. Das freie Ende dieser Hülse 23 ist dabei von der inneren Stirnfläche des Handgriffes 1 distanziert. Der Hohlraum 35 steht über einen radialen Kanal 6a im Ventilsitz 6 und einen kommunizierenden Kanal la im Handgriff 1 mit dem Zuleitungskanal 9 in Strömungsverbindung. Weiter steht der das Verschluss-Stück 20 umschliessende Ringraum 24 im Einsatzrohr 7 über einen Kanal 26 im Rohr 7 mit der Umgebung in Strömungsverbindung.

Im Arbeitszylinder 11 ist ferner ein Werkzeug 27 geführt, das durch eine Hülse 28 mit einem elastischen Anschlag 29 und einem Sicherheitsring 30 abgestützt ist.

Am Gehäuseteil 5 ist weiter ein Schalldämpfer 31 befestigt, der den Arbeitszylinder 11 im Bereich seiner Abströmöffnung 32 für das Arbeitsmedium umgibt. An der unteren Stirnseite des Schalldämpfers 31 schliesst sich ein rohrförmi-ger Hilfsgriff 33 an, der die vorgenannte Hülse 28 axial verschiebbar überlappt, aber der gegenüber dem Arbeitszylinder 11 unverdrehbar gelagert ist.

Der vorbeschriebene erfmdungsgemässe Abbau-Hammer arbeitet nun wie folgt:

Nach einem Öffnen des Anlass-Ventils 3 kann das Druckmittel, in der Regel Druckluft, über den Anschlussflansch 2, den Ventilsitz 6, den Zuleitungskanal 9 und die Eintrittsöffnung 8 in den Ringspalt 14 einströmen. Von dort gelangt die Druckluft durch die radialen Kanäle 15 in die Verteilervorrichtung 16. Gleichzeitig wird die Druckluft über den Kanal 6a, la in den Hohlraum 35 des Handgriffes 1 geführt, wodurch auf die Stirnfläche 21 des Verschluss-Stückes 20 ein axialer Anpressdruck gegen den Arbeitszylinder 11 erzeugt wird.

Die Druckluft gelangt nun in üblicher, nicht näher gezeigter Weise durch die Verteilervorrichtung 16 wechselweise in den oberen Arbeitsraum 18 bzw. den unteren Arbeitsraum 19 des Arbeitszylinders 11, wodurch der Schlagkolben 17 in

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eine periodische axiale Hinundherbewegung gebracht wird, wobei die kinetische Schwingungsenergie in der Totlage des Schlaghubes auf das Werkzeug 27 übertragen wird.

Durch die Druckluft gelangt aber auch der Arbeitszylinder 11 in periodische Schwingungen, auf den zudem die Rückschlagimpulse des Arbeitswerkzeuges 27 einwirken.

Wie aus der Darstellung ersichtlich, werden die auf den Arbeitszylinder wirkenden periodischen und aperiodischen Kräfte in stark gedämpfter Form auf den Handgriff 1 übertragen, indem die Feder 22 einen Teil dieser Kräfte absorbiert. Hierbei ist, wie ohne weiteres erkennbar, die resultierende Schwingungsbewegung (Vibration) am Handgriff 1 abhängig von der, über die Feder 22 auf den Handgriff übertragenen axialen Kraft, von den passiven Widerständen und von der dynamischen Handsteifigkeit des Arbeiters. Durch Wahl einer geeigneten Federcharakteristik und einer optimalen Massebestimmung des Handgriffes 1 und des Arbeitszylinders 11 lässt sich eine minimalste Beschleunigung der Schwingbewegungen am Handgriff 1 erzielen. Auf diese Weise werden auch die Vibrationen am Hilfsgriff 33, der zur Führung und Ausrichtung des Werkzeuges dient, gedämpft.

Weiter ist erkennbar, dass die verschiebbare, undrehbare Führung des Hilfsgriffes 33 am vorderen Teil des Arbeitszylinders 11 ein leichtes Auswechseln des Werkzeuges 27 nach dem Entfernen der Hülse 28 gestattet. Weiter wird durch die drehbare Anordnung des Schalldämpfers 31 auf dem Gehäuseteil 5 erreicht, dass sich die abströmende Druckluft durch die Abluftbohrungen 36 im Schalldämpfer 31 vom Bedienungsmann weg leiten lässt.

Die Verbindung des Handgriffes 1 mittels Schrauben 4 mit dem Gehäuseteil 5 erleichtert den Zusammenbau und die Zerlegung des Werkzeuges ohne spezielle Hilfsmittel, erforderlichenfalls auch direkt am Arbeitsplatz, wobei eine genügende Verbindungssteifigkeit und eine Spielausgleichung gewährleistet sind, die sonst die Vibrationsdämpfung auf den Handgriff 1 negativ beeinflussen können. Der Ringspalt 14 ist zweckmässig mittels der Kolbenringe 13a, 13b abgedichtet. Diese gewährleisten eine hohe Dichtheit bei niedrigen Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit des Einsatzrohres 7 und des Arbeitszylinders 11, wodurch diese im Betrieb weniger anfallig gegen Verunreinigungen und Schmiermittelmangel sind. Der Ringraum 24 ist durch den Überströmkanal 26 mit der Atmosphäre verbunden, was unerwünschte innere Druckänderungen unter dem Einfluss des durch die Schwingungen des Arbeitszylinders ändernden Volumens verhindert. Beim Herausziehen des laufenden, in einem bearbeiteten Material steckengebliebenen Werkzeuges 27 werden zudem die unerwünschten Stösse des Arbeitszylinders 11 auf die innere Schulter des Einsatzrohres 7 durch den elastischen Begrenzungsanschlag 12 und ebenso die Stösse des Bundes des Werkzeuges 27 auf die Abdeckung 28 durch den elastischen Anschlag 29 gedämpft.

Das erfmdungsgemässe pneumatische Handschlaggerät lässt zudem einen Aufbau im Baukastensystem zu. Eine Typenreihe der Abbauhämmer mit verschiedener Leistung unterscheidet sich bei der erfindungsgemässen Konstruktion bei einem gleichen Kolbendurchmesser nur durch die Längenabmessungen und durch die Kolben- und Arbeitszy-lindergrosse, beziehungsweise durch die Schalldämpfergrös-se. Die anderen Bestandteile bleiben für die ganze Typenreihe unverändert, was erhebliche Vorteile sowohl für den Hersteller als auch für den Verbraucher bringt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

655 037 PATENTANSPRÜCHE

1. Pneumatisches Handschlagwerkzeug, mit einem, in ein mit einem seitlichen Zuleitungskanal mit einem Ventil-Sitz versehenes Gehäuseteil übergehenden Handgriff, wobei im Gehäuseteil ein, gegen den Handgriff abgefederter Arbeitszylinder gehalten ist, der eine Eintrittsöffnung, Auslassöffnungen und eine Verteilervorrichtung für die Druckluft um-fasst und der einen Schlagkolben umschliesst, der auf ein aufsteckbares, in einer Hülse geführtes Werkzeug wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (5) ein Einsatzrohr (7) umgibt, welches zusammen mit dem Mantel des Arbeitszylinders (11) und davon abragenden Führungsbundringen (10a, 10b) einen Ringspalt (14) begrenzt und in welchem der Arbeitszylinder (11) axial verschiebbar geführt ist, wobei der Ringspalt (14) über eine radiale Eintrittsöffnung (8) im Mantel des Einsatzrohres (7) und ein Hohlraum (35) im Handgriff (1) über Kanäle (6a und la) im Ventilsitz (6) bzw. im Handgriff (1) mit einem Zuleitungskanal (9) für die Druckluft in Strömungsverbindung steht und wobei der Hohlraum (35) im Handgriff (1) durch einen Flansch einer Führungshülse (23), welche eine Dämpfungsfeder (22) und die Stirnfläche (21) eines auf dem Arbeitszylinder (11) angeordneten, gleitbar in der Führungshülse geführten Ver-schluss-Stückes (20) umgibt, verschlossen ist.

2. Pneumatisches Handschlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; dass die Führungsbundringe (10a, 10b) Kolbendichtungsringe (13a bzw. 13b) tragen.

3. Pneumatisches Handschlagwerkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (5) einen, mit seinem einen Umfangsende die Auslassöffnungen (32) des Arbeitszylinders (11) umhüllenden und mit seinem anderen Umfangsende einen rohrförmigen Hilfsgriff (33) haltenden Schalldämpfer (31) trägt, wobei der Hilfsgriff (33) auf der Mantelfläche einer Abdeckhülse (28) verschiebbar und auf dem Arbeitszylinder (11) unverdrehbar geführt ist.