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Die
Erfindung betrifft ein pneumatisches Schlagwerk einer Handwerkzeugmaschine,
mit einem Hammerrohr, in dem ein Kolben längsverschieblich geführt ist
und über
ein Luftpolster mit einem Schläger
zusammenwirken kann, der mit einem Schlagbolzen zusammenarbeitet,
und mit mindestens einer das Hammerrohr durchsetzenden Entlüftungsöffnung,
die sich im Bereich des Luftpolsters befindet und zum Öffnen oder
Verschließen
mit einem Schließelement
zusammenwirkt.
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Stand der Technik
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Ein
pneumatisches Schlagwerk der vorstehend genannten Art ist bekannt.
Das Schlagwerk treibt ein Werkzeug, wie zum Beispiel einen Meißel einer
als Schlaghammer ausgebildeten Handwerkzeugmaschine, periodisch
wiederkehrend schlagartig vor. Um einen entsprechenden Schlagimpuls
zu erzeugen, bewegt sich ein von einem Elektromotor angetriebener
Kolben im Hammerrohr hin und her und treibt dabei einen ebenfalls
im Hammerrohr geführten
Schläger über ein
zwischen dem Kolben und dem Schläger
liegendes Luftpolster an. Die bewegte Schlagmasse des Schlägers überträgt beim
Aufschlag auf einen Schlagbolzen (Döpper) einen Impuls, den dieser
seinerseits auf das Werkzeug überträgt. Der
Schlagbolzen hat zusätzlich
zur Impulsübertragung
die Aufgabe, das Schlagwerk und insbesondere den Schläger beim
Anpressen des Werkzeugs an ein Werkstück von einer Leerlaufstellung
in eine Arbeitsstellung zu bewegen. Dazu presst ein Bediener die
Handwerkzeugmaschine mit dem Werkzeug gegen ein Werkstück. Durch
das Anpressen verlagert das Werkzeug den Schlagbolzen und den Schläger in Richtung
des Kolbens in eine Arbeitsstellung des Schlagwerks. Das Hammerrohr
weist auf Höhe
des zwischen dem Kolben und dem Schläger liegenden Luftpolsters
mindestens eine das Hammerrohr durchsetzende Entlüftungsöffnung auf.
Die Entlüftungsöffnung wird
in der Arbeitsstellung des Schlagwerks durch das Schließelement
verschlossen. Zur Steuerung des Schließelements ist diese mit einer
B-Schlagdämpfungseinrichtung
des Hammerrohrs verbunden. Die B-Schlagdämpfungseinrichtung ist Teil
eines dem Schläger
zugewandten Endanschlags einer Schlagbolzenführung des Hammerrohrs zur Begrenzung
des Schlagbolzenwegs. Um das Schließelement zu verlagern muss
zumindest ein Teil der B-Schlagdämpfungseinrichtung
gegenüber
dem Rest des Hammerrohrs längsverschieblich gelagert
sein, wodurch sich ein erhöhter
Bauraumbedarf des Hammerrohrs ergibt.
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Offenbarung der Erfindung
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Zur
Verringerung des Bauraumbedarfs ist vorgesehen, dass das Schließelement
direkt mit dem Schlagbolzen als nur zusammen verschiebbare Einheit
verbunden ist. Durch die Ausbildung der zusammen verschiebbaren
Einheit von Schließelement
und Schlagbolzen wird kein bewegliches Teil des Hammerrohrs zur
Steuerung des Schließelements
benötigt,
das den Bauraumbedarf und insbesondere die Gesamtlänge des
Hammerrohrs erhöht.
Die das Öffnen
oder Verschließen
der Entlüftungsöffnung durch das
Schließelement
realisierende Bewegung des Schließelements wird direkt über die
Bewegung des Schlagbolzens gesteuert. Ein Rückschlag (B-Schlag) des Schlagbolzens
an einem dem Schläger
zugewandten Ende des Schlagbolzenwegs geht nicht über das
Schließelement,
sondern über
eine Rückschlagdämpfungseinrichtung
des Hammerrohrs, die keine Verbindung zum Schließelement aufweist. Durch diese
Anordnung können
Vibrationen weitgehend vermieden werden.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass das Schließelement
am Außenumfang
des Hammerrohrs angeordnet ist. Das Schließelement ist dabei zum Beispiel gegenüber dem
Hammerrohr längsverschieblich
gelagert und verschließt
oder öffnet
die Entlüftungsöffnung,
indem es vor die Entlüftungsöffnung geschoben
wird oder diese durch zurückschieben
freigibt.
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Insbesondere
ist vorgesehen, dass das Schließelement
zur Verbindung mit dem Schlagbolzen eine Ausnehmung im Hammerrohr
durchgreift. Dazu greift zum Beispiel ein entsprechend geformter Teil
des Schließelements
durch die Ausnehmung hindurch und ist mit dem Schlagbolzen verbunden.
Die Verbindung zwischen Schließelement
und Schlagbolzen ist dabei insbesondere eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schließelement
zur Verbindung mit dem Schlagbolzen ein Zwischenelement aufweist.
Insbesondere ist das Zwischenelement der die Ausnehmung durchgreifende,
entsprechend geformte Teil des Schließelements.
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Mit
Vorteil ist vorgesehen, dass das Zwischenelement als Stift ausgebildet
ist.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass das Schlagwerk ein der Schließbewegung
des Schließelements entgegenwirkendes
Rückstellelement
aufweist. Ist ein derartiges Rückstellelement
vorhanden, so muss lediglich die Schließbewegung selbst vom Schlagbolzen
hervorgerufen werden. Eine Rückführung des Schließelements
in eine Leerlaufstellung (Ruhestellung) wird vom Rückstellelement
vorgenommen. Das Rückstellelement
ist dabei so ausgelegt, dass das Schließelement hinreichend schnell
seine Leerlaufstellung erreicht.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Rückstellelement als
Federeinrichtung ausgebildet ist. Eine Federeinrichtung ist als
Rückstellelement
besonders geeignet, da die Verformung der Federeinrichtung bei Krafteinwirkung
gezielt gerichtet ist und die Federeinrichtung auch nach einer großen Anzahl
von Verformungsprozessen eine gleichbleibende Elastizität aufweist.
Zudem gibt es unterschiedliche Bauformen von verwendbaren Federeinrichtungen,
die sich in ihrem Aufbau, in ihren Abmessungen und ihren Funktionsweisen – zum Beispiel
als Zug- oder Druckfedern – unterscheiden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schließelement
als Schließhülse ausgebildet
ist, die das Hammerrohr mindestens teilweise umgreift. Durch die
Ausbildung des Schließelements
als eine das Hammerrohr zumindest teilweise umgreifende Schließhülse wird
diese außen
am Hammerrohr längsverschieblich
geführt.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass das Hammerrohr eine Schlagbolzenführung mit
zwei einander gegenüberliegenden
Endanschlägen
aufweist. Die Endanschläge
sind zum Beispiel als ringförmige
Abstützungen
ausgebildet und begrenzen den Schlagbolzenweg des Schlagbolzens
im Hammerrohr. Ein erster Endanschlag befindet sich an einem dem
Schläger
zugewandten Ende der Schlagbolzenführung und ein zweiter Endanschlag
befindet sich an einem dem Werkzeug beziehungsweise einer Werkzeugaufnahme
zugewandten Ende der Schlagbolzenführung.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens
einer der Endanschläge
eine Dämpfungseinrichtung
aufweist. Die Dämpfungseinrichtung
des ersten Endanschlags ist die B-Schlagdämpfungseinrichtung, die den
Rückschlag des
Schlagbolzens nach der Impulsübertragung
auf das Werkzeug dämpft.
Die Dämpfungseinrichtung des
zweiten Endanschlags ist eine Leerlaufdämpfungseinrichtung, die den
Impuls des Schlagbolzens in seiner Leerlaufstellung dämpft. Die B-Schlagdämpfungseinrichtung
bildet mit dem ersten Endanschlag insbesondere eine herkömmliche B-Schlagabstützung mit
einem als Dämpfungsring ausgebildeten
Dämpfungselement,
einer Anschlagscheibe und einem Sprengring, der die B-Schlagabstützung mit
dem rohrförmigen
Teil des Hammerrohrs verbindet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird anhand der Figur näher erläutert, und zwar zeigt:
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Die
Figur ein erfindungsgemäßes Schlagwerk
mit einem Schließelement
und einem Schlagbolzen, die eine nur zusammen verschiebbare Einheit
bilden.
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Ausführungsform(en)
der Erfindung
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Die
Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Schlagwerk 1 einer
Handwerkzeugmaschine. Das Schlagwerk 1 weist ein Hammerrohr 2 mit
einer Längsachse 3 auf.
An einem ersten Ende 3 befindet sich an angetriebener Kolben 5,
der im Hammerrohr 2 entlang der Längsachse 3 verschieblich
gelagert ist. Entlang der Längsachse 3 schließt sich
an den Kolben 5 ein Luftpolster 6 an, das auf
seiner dem Kolben 5 gegenüberliegenden Seite von einer
ersten Stirnfläche 7 eines
Schlägers 8 begrenzt
wird. An einer der ersten Stirnfläche 7 gegenüberliegenden zweiten
Stirnfläche 9 des
Schlägers 8 grenzt
ein erster Endbereich 10 eines Schlagbolzens 11.
Der erste Endbereich 10 und ein dem ersten Endbereich 10 gegenüberliegender
zweiter Endbereich 12 des Schlagbolzens 11 begrenzen
einen Hauptabschnitt 13 des Schlagbolzens 11,
der zumindest abschnittsweise einen Hauptdurchmesser aufweist, der
größer ist
als die jeweiligen Durchmesser der beiden Endbereiche 10, 12.
Der erste Endbereich 10 geht in einer ersten Ringschulter 14 in
den Hauptabschnitt 13 über,
während
der zweite Endbereich 12 in einer zweiten Ringschulter 15 in
den Hauptabschnitt 13 des Schlagbolzens 14 übergeht.
Der einen Schlagbolzenweg des Schlagbolzens 11 umgebene
Teil 16 des Hammerrohrs 2 ist als Schlagbolzenführung 17 ausgebildet. Die
Schlagbolzenführung 17 weist
zwei einander auf der Längsachse 3 gegenüberliegende
Endanschläge 18, 19 auf,
wobei der erste Endanschlag 18 auf einer dem Schläger 8 zugewandten
Seite der Schlagbolzenführung 17 angeordnet
ist. Der zweite Endanschlag 19 befindet sich an einem zweiten
Ende 20 des Hammerrohrs 2, das dem ersten Ende 4 gegenüberliegt.
An das zweite Ende 20 des Hammerrohrs 2 schließt sich
eine nicht dargestellte Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines nicht
dargestellten Werkzeugs an. Der zweite Endanschlag 19 der
Schlagbolzenführung 17 wird
durch eine Verjüngung
des Hammerrohrs 2 gebildet. Der erste Endanschlag 18 der Schlagbolzenführung 17 weist
eine als B-Schlagdämpfungseinrichtung 21 ausgebildete Dämpfungseinrichtung 22 auf.
Die Dämpfungseinrichtung 22 wird
von einem als Dämpfungsring 23 ausgebildeten
und aus Elastomermaterial bestehenden Dämpfungselement 24,
einer axial dahinter liegenden ringförmigen Anlagescheibe 25 und
einem in einer Ringnut 26 des die Schlagbolzenführung 17 bildenden
Teils 16 des Hammerrohrs 2 teilweise einliegenden
Sprengrings 26',
an dem sich die ringförmige Anlagescheibe 25 abstützt. Am
Außenumfang 27 des Hammerrohrs 2 ist
ein Schließelement 28 zum Öffnen oder
Verschließen
einer das Hammerrohr 2 in einem Bereich des Luftpolsters 6 durchsetzenden
Entlüftungsöffnung 29 angeordnet.
Das Schließelement 28 ist
als eine das Hammerrohr 2 umgreifende Schließhülse 30 ausgebildet,
die die Entlüftungsöffnung 29 in
einer in der Figur dargestellten Arbeitsstellung des Schlagwerks 1 überdeckt
und somit verschließt.
Das als Schließhülse 30 ausgebildete Schließelement 28 durchgreift
eine Ausnehmung 31 des Hammerrohrs 2 und ist mit
dem Schlagbolzen 11 als nur zusammen verschiebbare Einheit 32 verbunden.
Zur Verbindung mit dem Schlagbolzen 11 weist das Schließelement 28 ein
die Ausnehmung 31 durchgreifendes Zwischenelement 33 auf,
das als Stift 34 ausgebildet ist. Das als Stift 34 ausgebildete Zwischenelement 33 greift
in eine nutartige Verjüngung 35 im
Hauptabschnitt 13 des Schlagbolzens 11 ein. Durch
dieses Eingreifen ist das Schließelement 28 direkt
mit dem Schlagbolzen 11 verbunden. Das als Schließhülse 30 ausgebildete
Schließelement 28 weist
ein erstes Anstützelement 36 auf,
an dem sich eine als Druckfeder 37 ausgebildete Federeinrichtung 38 auf
ihrer einen Seite 39 abstützt. Auf einer der einen Seite 39 gegenüberliegenden
anderen Seite 40 der Federeinrichtung 38 stützt sich
diese an einem zweiten Abstützelement 41 des
Hammerrohrs 2 ab. Die Federeinrichtung 38 ist
dabei ein Rückstellelement 42 zum
Rückstellen
des Schließelements 28 in
eine so genannte Leerlaufstellung des Schlagwerks 1.
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Es
ergibt sich folgende Funktionsweise des Schlagwerks 1:
Presst ein Bediener der Handwerkzeugmaschine ein in die nicht dargestellte
Werkzeugaufnahme eingestecktes Werkzeug gegen ein Werkstück, so wird
der Schlagbolzen 11 entlang der Längsachse 3 in die
in der Figur dargestellte Arbeitsstellung verlagert. Das mit dem
Schlagbolzen 11 direkt verbundene Schließelement 28 wird
entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 38 so weit
in Richtung des Kolbens 5 verlagert, dass es die Entlüftungsöffnung 29 durch
Abdecken verschließt.
In dieser Arbeitsstellung der Handwerkzeugmaschine kann ein Luftpolster 6 aufgebaut
werden, über
das der vom Antrieb hin- und herbewegte Kolben 5 den Schläger 8 antreibt.
Der Schläger 8 bewegt
sich ebenfalls hin und her und überträgt beim
Auftreffen auf den Schlagbolzen 11 einen Schlagimpuls,
den dieser durch eine Bewegung (Pfeil 43) auf das Werkzeug überträgt. Ein
resultierender Rückstoß auf den Schlagbolzen 11 wird
im ersten Endanschlag 18 von der B-Schlagdämpfungseinrichtung 21 abgefangen, sodass
sich dieser nur gedämpft
auf das Hammerrohr 2 überträgt. Wird
die Handwerkzeugmaschine nicht mit dem Werkzeug gegen ein Werkstück gepresst,
so verlagert sich der Schlagbolzen 11 aufgrund der Federkraft
der Federeinrichtung 38 und/oder eines Schlagimpulses des
Schlägers 8 in Richtung
des zweiten Endes 20 des Hammerrohrs 2, sodass
die zweite Ringschulter 15 des Schlagbolzens 11 am
zweiten Endanschlag 19 der Schlagbolzenführung 17 anliegt.
In dieser Stellung des Schlagbolzens 11 befindet sich das
Schlagwerk 1 in der Leerlaufstellung. In der Leerlaufstellung
des Schlagwerks 1 ist mit dem Schlagbolzen 11 auch
das als Schließhülse 30 ausgebildete
Schließelement 28 so weit
in Richtung des zweiten Endes 20 verlagert, dass es die
Entlüftungsöffnungen 29 freigibt.
Durch das Öffnen
der Entlüftungsöffnung 29 kann
sich zwischen dem Kolben 5 und dem Schläger 8 jedoch kein Luftpolster 6 mit
geeignet großem
Luftdruck aufbauen, um den Schläger 8 hin-
und herzubewegen. In der Leerlaufstellung des Schlagwerks 1 ergibt
sich somit keine Schlagtätigkeit
des Schlagwerks.
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Die
Lage des als Schließhülse 30 ausgebildeten
Schließelements
wird direkt von der Lage des Schlagbolzens 11 gesteuert.
Der Rückschlag
des Schlagbolzens 11 wird über die B-Schlagdämpfungseinrichtung 21 gedämpft, sodass
der B-Schlag nicht über das
Schließelement 28 geht.
Als B-Schlagdämpfungseinrichtung 21 kann
eine herkömmliche
Anordnung aus Dämpfungsring 23,
Anlagescheibe 25 und Sprengring 27 verwendet werden. Eine
derartige B-Schlagabstützung
ist kostengünstig und
spart Baulänge.
Die beweglichen Massen der B-Schlagdämpfungseinrichtung sind gewichtsoptimal
und bieten kaum eine Vibrationsquelle. Die Montage und Demontage
der erfindungsgemäßen B-Schlagdämpfungseinrichtung 21 ist
bewährt
einfach.