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Schlagvorrichtung für elektro-pneumatischen Hammer und dazuge hörige
funktionsfähige Methode Die Erfindung betrifft eine Schlagvorrichtung für elektropneumatischen
Hammer und die dazugehörige funktionsfähige Methode.
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Die Erfindung betriffe besonders eine Schlagvorrichtung für elektro-pneumatischen
Hammer, die aus einem mit einer geradlinigen Hin- und Herbewegung versehenen Kolben
besteht, der innerhalb einer als ein Schlagorgan, auch Ramme genannten wirkenden
Walze gleitet, die ihrerseits innerhalb eines Führungsmantels gleitet.
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Verschiedene elektro-pneumatische Hammer aind vorgeachlagen worden,
die aua einem Schlagorgan oder einer Ramme generell bestehen, das über einen Motor
mittels besonderer Bewegungsverminderer und -getriebe angetrieben wird.
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Das bei der praktischen Entwicklung derartiger elektropneumatischen
Hammer auftretende Problem liegt darin, dass die maximale Leistung mit dem kleinsten
Gewicht dabei erzielt werden soll.
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Ein weiteres schweres Problem ist das der Rückschläge, die auf das
Mindestmass reduziert oder noch besser durchaus beseitigt werden sollen.
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Zu diesem Zweck sind bisher verschiedene Anstrengungen und Vorschläge
gemacht worden, jedoch haben sich die verschiedenen vorgeschlagenen Vorrichtungen
als sehr kompliziert erwiesen, und sie lösen alle obengenannten Probleme nicht vollkommen
und befriedigenderweise.
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3ss weiteren weisen einige der bisher vorgeschlagenen elektropneumatischen
H"niiner den Nachteil auf, das sie eine stetige Wartung und einen stetigen Ersatz
von den durch Abnutzung beschädigten mechanischen Teilen erfordern.
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Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen elektro-pneumatischen
HAmmer zu schaffen, der keiner der vorgeschilderten Nachteile aufweist.
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Insbesondere bezweckt ea die vorliegende Erflndung, eine neuartige
Schlagvorrichtung zu schaffen, die sehr wirksam ist und es gestattet, die Rückschläge
entweder zu reduzieren oder zu beseitigen, wobei sie die maximale Leistung gibt
und gleichzeitig ein Mindestgewicht hat.
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Diese und noch weitere aus der folgenden Beschreibung hervorgehenden
Zwecke werden erfindungsgemäss durch eine Schlagvorrichtung erreicht, die aus einem
beweglichen mit einem ringförnigen Schlitz versehenen Hohlschlagorgan und einem
Kolben
besteht, der an der Oberflache des Schlagergans genau anliegt und darin sich über
eine durch einen Elektromotor angetriebene Schubstange mit geradliniger Hin- und
Herbewegung bewegt, wobei der genannte Kelben am unteren Teil mit mindestens zwei
offenen Längsschlitzen und mit einem oder mehreren radialen Löchern versehen ist.
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Die Anordnung der Längsschlitze, der radialen Scher und des ringförmigen
Schlitzes des Schlagorgans ist derart, dass dadurch während eines vollkommenen Arbeitsganges
des Kolbens eine Kompression und eine Depression hervorgerufen werden, der eine
sofortige Kompression folgt.
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insbesondere hangt der Abstand des ringförmigen Schlitzes von' Boden
des Schlagorgans von der Anzahl der Schläge, die das genannte Organ je Minute geben
soll, sowie vom Durchmesser der radialen Löcher und von deren Abstand von der Bodenoberfläche
der Kolbens ab. In der Praxis ist die bevorzugte Anordnung des genannten ringförmigen
Schlitzes annähernd die Mittelanordnung, d.h. auf Mittehöhe der Ausnehmung des Schlagorgans.
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Auch die Länge und die Breite der Längsschlitze des Kolbens lassen
sich je nach den gewünschten Wirkungen variieren.
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Generell ist bevorzugt, dass die Länge der genannten Schlitze ca.
3/4 derjenigen des gesanten Kolbens ist. Die Anordnung der radialen Löcher soll
dagegen derart sein, dass das obere Ende der Längsschlitze der Mittellinie des bzw.
der radialen Löcher entspricht.
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Das Schlagorgan ist ferner an seinem Oberteil mit mehreren Luftlöchern
versehen, die die Entlüftung der durch den Kolben während der Ruhelage des genannten
Organs gedruckten Luft gestatten.
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Diese und weitere konstruktive Merkmale der erfindungsgemässen Schlagvorrichtung
sowie die Funktion derselben werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung
und an Hand der in den beiliegenden Zeichnungen wiedergegebenen Figuren besser verstanden,
die eine bevorzugte, nicht darauf beschränkts, als Beispiel gegebene Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellen. Es zeigen: - Fig. 1 eine schematische Sicht
des Querschnittes mit einer Längaebene der erfindungsgemässen Schlagvorrichtung,
- Fig. 2 eine schematiache Sicht des Querschnittes mit einer waagrechten Ebene der
Schlagvorrichtung gemäss Fig. 1, und - Fig. 3A bis Fig. 3G atellen die schenatischen
Sichten dor verschiedenen durch die Schlagvorrichtung gemäss den vorstehenden Figuren
während ihrer Funktion angenommenen Stellungen dar.
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Bezugnehmend nun auf die in den beigefügten Figuren aufgeführten Eezugszeichen,
besteht die erfindungsgemässe Schlagvorrichtung aus einem Kolben (1), der innerhalb
der Ausnehmung (2) gleitet, mit der die Ramme (3) versehen it, vorbei or nn deren
Wänden Getldu anliegt.
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Die Ramme (3) gleitet ihrerseits innerhalb eines Führungs-
Mantels
(4), mit dem die Schlagvorrichtung versehen ist. Die Ramme (3) schlägt bei ihrer
Hin- und Herbewegung den Schlagstift (5), der somit auf den Hammer (6) einwirkt.
Der genannte Schlagsitift (5) ist am Führungsmantel (4) so hermetisch befestigt,
dass ein Eintritt von Staub in den genannten Führungsmantel verhindert wird.
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Der durch die Schubstange (7) über einen Motor und evtl. eine Reihe
von (in der Figur nicht dargestellten) Übertragungsorganen angetriebene Kolben (1)
ist r1it mindestens zwei unten offenen Lüngsschlitzen (8) und rait einem oder mehreren
radialen Löchern (9) versehen. Wie oben genannt entspricht das obere Ende der Schlitze
(8) der Mittellinie der Löcher (9) Die Ramme (3) weist einen ringförmigen Mittelschlitz
(10) und eine Reihe radialer Löcher (11) auf, die an deren Oberteil angeordnet sind
und miteinander über den ringförmigen Oberschlitz (12) verbunden werden. Der ringförmige
Mittelschlitz (10) wirkt als ein Ventil, daß den sich im cin variables Volumen aufweisenden
Raume (2) infolge der Hin- und Herbewegung des Kolbens (1) bildcnden Druck und Unterdruck
kontrolliert.
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Jie Ramme (3) weint an deren teil vorzugsweise eine im Querschnitt
kegelstumpfförmige Gestalt auf zwecks Erhöhung deren Festigkeit auf dem Schlagpunkt
(13), Darüber hinaus weist der Kolben (1) die abgeschrägte Kante (14) auf, um eine
bessere Synchronismusfunktion zu gewährleisten.
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Die Funktion der erfindungsgemässen Schlagvorrichtung lässt sich a':'s
den verschiedenen Arbeitslagen ver3tehen, die in den Figuren 3A bis 3G angegeben
sind.
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In Fig. 3A befindet sich der Kolben (1) am unteren Totpunkt und in
solcher Lage bildet sich in der Kammer (.') ein durch den vorherigen Rückhub des
Kolbens (1) entstehender Unterdruck, der dazu neigt, die Ramme (3) zurückzuholen.
Der Unterdruck entsteht dadurch, dass der ringförmige Schlitz (10) in solcher Lage
die mit der Aussenatmosphäre in Verbindung stehenden Radiallöcher (9) nicht mit
den Längsschlitzen (8) in Verbindung setzt.
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Bei der in Fig. 3B dargestellten Lage beginnt der Kolben (1) tnit
seinem Hub nach dem oberen Totpunkt und in Raune (2) bildet sich kein Druck, weil
er über die Längsschlitze (8), den ringförnigen Schlitz (10) und die Rodisllöcher
(9) mit der Aussenatmosphäre in Verbindung gesetzt ist.
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Bei solcher Phase verschiebt sich die Rande (3) infolge des vorher
entstandenen Unterdrucks durch Trägheit auf eine der Kolbenbewegung entgegengesetzte
Richtung.
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Bei der in Fig. 3C dargestellten Lage setzt der Kolben (1) seinen
Hub nach dem oberen Totpunkt fort und die Radiallöcher (9) sind über den ringförmigen
Schlitz (10) mit den Längsschlitzen (8) nicht mehr in Verbindung, d.h. mit anderen
Worten ist der Raum (2) mit der Aussenatmosphäre nicht mehr in Verbindung.
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Infolgedessen bildet sich im Raume (2) ein durch den gleichzeitigen
Hub
des Kolbens (1) und die im umgekeherten Sinne durch Trägheit bewirkte Verschiebung
der Ramme (3) entstchender Druck.
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Bei der in Fig. 3D dargestellten Lage wird im Raume (2) der maximale
Druck erreicht und infolge dieses Drucks beginnt die Ramme (3) mit ihrer Bewegung
nach derselben Richtung wie die des Kolbens. Die Ramme (3) erreicht progrensiv eine
höhere Geschwindigkeit als die des Kolbens (1).
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Bei der in Fig. 3E dargestellten Lage hat der Kolben (1) den oberen
Totpunkt erreicht, nämlich hat er seinen Hub erschöpft, während die Ramme (3) ihre
Bewegung durch Trägheit fortsetzt.
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In der Tat besteht im Raume (2) kein Druck, weil der ringförmige Schlitz
(10) bei solcher Lage die Radiallöcher (9) mit den Längsschlitzen (8) in Verbindung
setzt.
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Bei der in Fig. 3F dargestellten Lage beginnt der Kolben (1) mit seinem
Rückhub; in der Ka@ner (2) besteht kein Druck, denn sie ist mit der Aussenatmosphäre
verbunden, weil vie oben gesagt die Radiallöcher (9) und die Längsschlitze (8) über
den ringförmigen Schlitz (10) miteinander in Verbindung stehen.
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Die Ramme (3) setzt durch Trägheit ihre Vorwärts@ceegung soweit fort,
bis sie gegen den Schlagstift (5) aschlägt.
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In sclcher Phase crhält der Kolten keine Bcanspruchung, weil, da kein
Druck in der Kammer (2) beherrscht, zwischen dem Kolben (1) und der Ramme (3) keine
pneumatische Verbindung existiert.
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Bei der in Fig. 3a dargestellten Lage unterbricht der Kolben (i) bei
Fortsetzung seines mib. nach dem unteren Totpunkt die Verbindung der Radialloecher
(9) mit den Laengsschlitzen (8), wodurch die Kammer (2) mit der Aussenatmosphaere
nicht mehr verbunden ist.
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Daraus ergibt sich, dasi sich in der Kammer (2) ein negativor Druok
oder Unterdruok zu bilden beginnt, der die Rueckbewegung der Ramme (3) bewirkt,
die sioh mit der Erreichtung duroh den Kolben (1) seines bei der in Fig. 3A dargestellten
vorherigen Lage angegebenen untoren Totpunktes abschliesst.
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Fuer den Fall, dass das Werkzeug oder der Hammer nicht eingeschaltet
ist, setzt die Ramme (3) ihre Vorwaertsbewegung fort und im Raume (2) bildet sich
trotz der Hin- und Herbewegung des Kolbens (1) kein Druck.
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In dor Tat, wenn die Ramme (3) vollkommen vorwaertsgelaufen ist, befinden
sioh die Laengsschlitze (8) an den Radiallooohern (11) und am ringfoermigen Sohlitz
(12). Bei solcher Lage ist offensichtlich, dass die Kammer (2) mit der Aussenstmosphaere
stets in Verbindung steht.
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Vorstehendes gestattet es, die Ramme (3) in Ruhelage zu halten. Duroh
Einsetzen des Werkzeuges oder Hammers (6) wird die Ramme (3) nach dem Kolben (j)
aufwaertsgeschoben und auf dioso Weise wird die Verbindung zwischen den Laongsschlitzen
(8) und dem ringfoermigen Schlitz (12) unterbrochen. Die Funktion des elektro-pneumatischen
Hammers wird also wie oben elaeutort und beschrieben wieder aufgenommen.
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Es vorsteht sicb von selbst, dass verschiedene Veraenderungen und
Varianten an der Cestalt, Abmossungen und Konstruktion der erfindungsgemaessen Schlagvorrichtung
eingefuehrt werden koennen, ohne dadurch den Erfindungsumfang irgendwie zu vorlassen,
wobei solche Veraenderungen und Varianten als im Rahmen der Erfindung selbst und
im Schutzumfange liegend zu betrachton sind.