DE102004021905B3

DE102004021905B3 - Schwingungsdämpfer für Stemmlanzen und Druckluftwerkzeuge allgemein

Info

Publication number: DE102004021905B3
Application number: DE200410021905
Authority: DE
Inventors: Stefan Windschiegl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2004-05-04
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2024-05-05

Abstract

Menschen sind an ihrem Arbeitsplatz häufig erheblichen mechanischen Schwingungen ausgesetzt, die ursächlich von verwendeten Arbeitshilfsmitteln verursacht werden. DOLLAR A Insbesondere bei der Verwendung von durch Druckluft betriebenen Stemmlanzen, Hämmern und vergleichbaren Druckluftwerkzeugen entstehen Vibrationen, Erschütterungen und Stöße, die vom Werkzeug auf den menschlichen Körper übertragen werden. Bei häufiger und lang anhaltender Exposition von Teilkörperschwingungen können diese zum Hand-Arm-Schwingungssyndrom führen. Der Erfindung liegt die Schaffung einer Möglichkeit zugrunde, hochfrequente und niederfrequente Schwingungen unabhängig von der Beschaffenheit der zu bearbeitenden Fläche oder des zu bearbeitenden Werkstücks abzubauen, um nachhaltigen schädlichen Auswirkungen entgegenzuwirken. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der hochfrequente Schwingungsanteil durch ein Druckluftpolster in Form der Umwandlung in Wärmeenergie und der niederfrequente Schwingungsanteil durch mechanische Verformung einer vorgespannten Feder abgebaut werden, und zwar derart, dass die Niederfrequenzdämpfung erst nach Beaufschlagung mit Druckluft und arbeitsamen Wirkens des Hochfrequenzdämpfers erfolgt.

Description

Schwingungsdämpfer für den Hochfrequenzbereich und Niederfrequenzbereich für Stemmlanzen und Druckluftwerkzeuge allgemein.
Menschen sind an ihrem Arbeitsplatz häufig erheblichen mechanischen Schwingungen ausgesetzt, die ursächlich von verwendeten Arbeitshilfsmitteln verursacht werden. Insbesondere bei der Verwendung von durch Druckluft betriebenen Stemmlanzen, Hämmern und vergleichbaren Druckluftwerkzeugen entstehen Vibrationen, Erschütterungen und Stöße, die vom Werkzeug auf den menschlichen Körper übertragen werden. Bei häufiger und lang anhaltender Exposition von Teilkörperschwingungen können diese zum Hand-Arm-Schwingungssyndrom führen, welches irreversible degenerative Veränderungen an Knorpel, Knochen, Hand- und Armgelenk, Durchblutungsstörungen der Hände und/oder der peripheren Nerven der Hand verursacht.
Vibrationen stellen mechanische Schwingungen dar und entstehen durch die Einwirkung von äußeren Kräften auf feste Strukturen. Die Schwingungen entstehen durch wechselseitige Speicherung der Energie innerhalb der Struktur in eine dynamische Hin- und Herbewegung. Dieser dynamische Vorgang ist charakterisiert durch die Größe der Auslenkung, die Amplitude, und der Häufigkeit des Wechsels der Bewegungsrichtung, der Frequenz.
In der Praxis werden tieffrequente Schwingungen als Erschütterung oder Stoß, und hochfrequente Schwingungen als Vibration bezeichnet.

Zum Verringern der Amplitude von periodischen Bewegungen zwischen Teilen einer Maschine werden Schwingungsdämpfer, bei einem Auto z.B. Stoßdämpfer, eingesetzt, welche die Bewegungsenergie in Wärmeenergie umwandeln. Insbesondere soll hierbei die Bildung von Resonanzschwingungen verhindert werden.

Dämpfer besitzen stets eine Antriebs- und eine Antriebsseite, welche beweglich miteinander verbunden und für einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich der Bewegung ausgelegt sind, in dem die Dämpfung optimal funktioniert. Bei darüber hinausgehenden schnelleren Bewegungen wirkt der Dämpfer dagegen wie ein starres Übertragungselement welches die Bewegung von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite überträgt, und bei zu langsamer Bewegung verformt sich der Dämpfer ohne die Bewegung abzudämpfen.

Bedingt durch unterschiedliche Beschaffenheit von zu bearbeitenden Oberflächen und Werkstücken entstehen bei der Anwendung von Stemmlanzen, Hämmern und vergleichbaren Werkzeugen unterschiedlichste Schwingungen im hoch- und niederfrequenten Bereich. So verursacht das Abschaben eines Stahlträgers von anhaftenden Beton mithilfe einer Druckluft betriebenen Stemmlanze harte Schläge beim Auftreffen des Schabers auf den Stahlträger sowie eine sich aufschaukelnde hochfrequente Schwingung die oberhalb der Schlagfrequenz des Hammers liegt. Auch der Angriffswinkel der z.B. Stemmlanze bewirkt unterschiedliche Schwingungen.

Der Erfindung liegt die Schaffung einer Möglichkeit zugrunde hochfrequente und niederfrequente Schwingungen unabhängig von der Beschaffenheit der zu bearbeitenden Fläche oder des zu bearbeitenden Werkstücks abzubauen um nachhaltigen schädlichen Auswirkungen entgegenzuwirken.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der hochfrequente Schwingungsanteil durch ein Druckluftpolster in Form der Umwandlung in Wärmeenergie und der niederfrequente Schwingungsanteil durch mechanische Verformung einer vorgespannten Feder abgebaut werden, und zwar derart, dass die Niederfrequenzdämpfung erst nach Beaufschlagung mit Druckluft und arbeitsamen Wirkens des Hochfrequenzdämpfers erfolgt. Derart ist es möglich auch über der in der VDI2057 genannten Frequenzbewertung genannten Frequenzbereiche von 8 bis 1000Hz bzw. 6,3 bis 1250 Hz liegende Frequenzen abzubauen.

1: Verschraubung
2: Drehsperre und Arbeitswegbegrenzer
3: Äußerer Kolben
4: Druckscheibe Feder
5: Sicherung
6: Zylinder
7: Ruhe-Rückholfeder
8: Druckfeder
9: Passfeder
10: Innerer Kolben

Claims

Schwingungsdämpfer für Hochfrequenzbereich und Niederfrequenzbereich für Stemmlanzen und Druckluftwerkzeuge allgemein, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zylinder (6) ein äußerer Kolben (3) als Hochfrequenzdämpfer gelagert ist, in dem sich ein weiterer innerer Kolben (10) als Niederfrequenzdämpfer befindet, wobei beide Kolben (3,10) durch axial wirkende Druckfedern (7,8) in einer vorgegebenen Ruheposition gehalten werden und die Federkraft der Ruherückholfeder (7) geringer ist als die Kraft der Preßluft und die Federkraft der Druckfeder (8) des Niederfrequenzdämpfers größer ist als die der Ruherückholfeder (7), sodaß die Niederfrequenzdämpfung erst beim Zusammenpressen der Ruherückholfeder (7) nach Beaufschlagung durch Preßluft erfolgen kann
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsbereich, in dem sich die Feder (8) für den Niederfrequenzdämpfer befindet durch eine Bohrung mit dem druckführenden Stichkanal verbunden ist, sodaß ein stetiger Druckausgleich erreicht wird, der so hoch ist, wie der Arbeitsdruck des zu dämpfenden Werkzeugs.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8) des Niederfrequenzdämpfers durch eine mit Außengewinde versehene Druckscheibe (4) vorgespannt werden kann.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruherückholfeder (7) durch eine mit Innengewinde versehene Sicherung (5) vorgespannt werden kann.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beaufschlagung mit Preßluft der äußere und der innere Kolben gegen den Widerstand der Ruherückholfeder (7) nach außen in Betriebsposition gedrückt wird
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich hinter den Stirnflächen des äußeren und des inneren Kolbens ein Druckluftpolster aufbaut mit dem hochfrequente Schwingungen und Vibrationen abgebaut und in Wärmeenergie umgewandelt werden.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß niederfrequente Schwingungen, Vibrationen und Stöße durch die Feder (8) des axial verschiebbaren inneren Kolbens (10) in Verformungsenergie (Wärmeenergie) umgewandelt werden.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte durch Kompression und Verformung entstehende Wärmeenergie durch die Preßluft des zu betreibenden Werkzeugs abtransportiert wird
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der gesamte Schwingungsdämpfer als eine Einheit in gängige Luftlanzen (Stemmlanzen) ohne großen Aufwand eingebaut bzw. nachgerüstet werden kann.