DE3521808A1 - Schwingungen erzeugendes handwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohr-, Meisselhammer und dgl. mit Schwingungen erzeugender, in einem Gehäuse angeordneter Antriebseinrichtung und einem mit dem Gehäuse parallel zur Hauptschwingungsachse zwischen zwei Anschlägen begrenzt ver­ schiebbar verbundenen Handgriff.

Bohr- und/oder Meisselhämmer mit Schwingungen erzeugender Antriebseinrichtung werden hauptsächlich im Baugewerbe für Bohr- und Abbauarbeiten eingesetzt. Die Schwingungen können elektromechanisch, dh mittels eines Elektromotors und eines mechanischen oder elektropneumatischen Schlagwerkes, pneuma­ tisch, hydraulisch oder elektromagnetisch erzeugt werden und dienen beispielsweise der Beaufschlagung eines Bohr- oder Meisselwerkzeuges. Infolge der Reaktionskräfte werden diese Schwingungen bei den bekannten Handwerkzeugen über die Hand­ griffe auch auf die Bedienungsperson übertragen. Die sich im Betrieb ergebende Wechselbelastung der Gelenke und Muskeln kann bei der Bedienungsperson mit der Zeit zu gesundheit­ lichen Schäden führen. Je nach Art und Arbeitslage des Werk­ zeuges muss von der Bedienungsperson eine mehr oder weniger grosse Kraft zum Nachführen des Gerätes aufgebracht werden. Durch die dieser Anpresskraft überlagerten Schwingungen er­ folgt zudem nach kurzer Zeit eine starke Ermüdung der Bedie­ nungsperson.

Um die Uebertragung der Schwingungen vom Handwerkzeug auf die Bedienungsperson zu mindern, ist es bekannt, den Handgriff parallel zur Hauptschwingungsachse verschiebbar gegen die Kraft von Federelementen am Gehäuse abzustützen. Obwohl solche Federelemente zu einer gewissen Dämpfungswirkung führen, ist es bisher nicht gelungen, die Uebertragung der Schwingungen auf den Handgriff wirksam zu verhindern. Ein wesentlicher Nachteil dieser Federelemente besteht darin, dass sie eine bestimmte Eigenfrequenz aufweisen. Somit kann es beispiels­ weise bei sich im Betrieb ändernder Frequenz der Antriebsein­ richtung zu Resonanzerscheinungen kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohr- und/ oder Meisselhammer mit Schwingungen erzeugender Antriebsein­ richtung zu schaffen, bei dem die Uebertragung der Schwin­ gungen vom Gehäuse auf den Handgriff wirksam verhindert wird.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der in Vorschubrichtung angeordnete Anschlag des Handgriffes als Elektromagnet mit entgegen der Vorschubrichtung wirkender Kraft ausgebildet ist.

Die Kraft eines Elektromagneten ist abhängig vom verketteten magnetischen Fluss und lässt sich somit über die Stromstärke des die Magnetspule durchfliessenden elektrischen Stromes in weiten Bereichen von aussen beeinflussen. Elektromagnete wer­ den für die Betätigung von Ventilen, elektrischen Schaltern und dgl. sehr häufig verwendet und sind deshalb in grossen Serien wirtschaftlich herstellbare Massenprodukte.

Um die Uebertragung der Schwingungen vom Gehäuse auf den Hand­ griff möglichst vollständig zu verhindern, ist zweckmässiger­ weise die Kraft des Elektromagneten innerhalb eines Teilbe­ reiches des Verschiebeweges des Handgriffes konstant. Da es sich sehr oft um Schwingungen von hoher Frequenz handelt, ist der innerhalb einer Schwingung erfolgende Verschiebeweg des Gehäuses relativ klein und kann beispielsweise Bruchteile von Millimetern betragen.

Wie erwähnt, ist die erforderliche Anpresskraft des Gerätes abhängig von der Arbeitslage des Gerätes und von der Art der mit dem Handwerkzeug zu verrichtenden Arbeit. Um für die je­ weilige Arbeitsstellung eine definierte Lage des Handgriffes gegenüber dem Gehäuse zu erreichen, ist vorteilhafterweise die Kraft des Elektromagneten in Abhängigkeit von der Stel­ lung des Handgriffes regelbar. Um dies zu ermöglichen, ist ein Regelkreis erforderlich, der beispielsweise über ein Sig­ nal eines Wegmesssystems des Handgriffes gegenüber dem Ge­ häuse gesteuert wird. So kann der Abstand zwischen dem Hand­ griff und dem Gehäuse beispielsweise bei geringer Anpress­ kraft gross und bei hoher Anpresskraft klein sein.

Um eine vom Weg unabhängige konstante Magnetkraft zu erreichen, wird zweckmässigerweise der Elektromagnet mit im wesentlichen konstant bleibendem Gleichstrom betrieben. Da vom Netz ab­ hängige, elektrisch betriebene Handwerkzeuge meist mittels Wechselstrom betrieben werden, ist dafür eine an sich bekann­ te Gleichrichter-Schaltung sowie eine Konstantstrom-Schaltung erforderlich. Beispielsweise bei netzunabhängigen, mittels aufladbarer Batterien betriebenen Geräten kann die vorhandene Spannung der Batterien auch direkt für den Betrieb der Elek­ tromagnete verwendet werden.

Bei dynamischer Bewegung des Ankers gegenüber dem Joch werden in den Eisenteilen des Magneten Wirbelströme induziert. Da diese Wirbelströme die Charakteristik und somit auch die Schwin­ gungsisolation beeinträchtigen, müssen die Wirbelströme mög­ lichst vermieden werden. Dies kann vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, dass der Elektromagnet ein geblechtes Joch aufweist. Elektromagnete mit geblechtem Joch sind zwar an sich bekannt. Diese werden jedoch meist mittels Wechselstrom betrieben. Das Blechen des Joches erfolgt dabei, um Verluste und Erwärmungen der Eisenteile infolge der durch den Wechsel­ strom auftretenden Wirbelströme zu vermeiden.

Eine weitere zweckmässige Möglichkeit, um Wirbelströme zu ver­ meiden, besteht darin, dass der Elektromagnet einen geblech­ ten Anker aufweist. Elektromagnete mit geblechtem Anker sind an sich ebenfalls bekannt und werden meist mittels Wechsel­ strom betrieben. Beim Betrieb des Elektromagneten mittels Gleichstrom dient jedoch das Blechen des Ankers und/oder des Jochs dem Vermeiden von infolge der dynamischen Bewegung auf­ tretenden Wirbelströme.

Um eine möglichst gute Schwingungs-Isolation zu erreichen, ist es notwendig, dass der Elektromagnet eine annähernd hori­ zontale Kraft/Weg-Kennlinie, d.h. eine vom Weg unabhängige, konstante Kraft aufweist. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Geometrie des Ankers und des Jochs erreicht werden. Um Verluste durch Reibung infolge Berührens des An­ kers mit dem Joch und dgl. zu vermeiden, ist eine genaue Füh­ rung des Ankers im Joch erforderlich.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden. Diese zeigt ein Handwerkzeug, teilweise im Schnitt dargestellt.

Das Handwerkzeug besteht im wesentlichen aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten Gehäuse und einem damit verschiebbar ver­ bundenen, insgesamt mit 2 bezeichneten Handgriff. Das Gehäuse 1 weist handgriffseitig einen Ansatz 1 a und der Handgriff 2 einen entsprechenden, mit dem Ansatz 1 a zusammenwirkenden Füh­ rungswulst 2 a auf. Der Handgriff 2 ist somit mit dem Gehäuse 1 parallel zur Hauptschwingungsachse begrenzt verschiebbar verbunden. Die Verbindung des Handgriffes 2 mit dem Gehäuse 1 erfolgt über zwei Sechskantschrauben 3 aus magnetisch nicht leitendem Material, welche in Innengewinde 1 b des Gehäuses 1 eingeschraubt sind. Der Handgriff 2 weist eine Zuleitung 4 sowie einen zur Betätigung des Handwerkzeuges dienenden Schalter 5 auf. Im Handgriff 2 sind zwei insgesamt mit 6 be­ zeichnete Elektromagnete angeordnet. Die Elektromagnete 6 bestehen aus einem Joch 6 a, einem gegenüber dem Joch 6 a ver­ schiebbar geführten Anker 6 b und einer den Anker umgebenden Magnetspule 6 c. Das Joch 6 a ist über Senkschrauben 7 mit dem Handgriff 2 verbunden. Der Anker 6 b ist mittels der Sechs­ kantschrauben 3 mit dem Gehäuse 1 verbunden und wird über ebenfalls magnetisch nicht leitende Distanzhülsen 8 zwischen dem Kopf der Sechskantschraube 3 und dem Gehäuse 1 eingespannt. Die Elektromagnete 6 werden mit im wesentlichen konstant blei­ bendem Gleichstrom betrieben. Unterhalb des unteren Elektro­ magneten 6 ist ein Messtaster 9 angeordnet. Der Messtaster 9 misst den Abstand s zwischen dem Gehäuse 1 und dem Handgriff 2. Das dabei entstehende Signal wird auf einen Regler 10 ge­ leitet, der die Stromstärke des die Magnetspulen 6 c durch­ fliessenden, elektrischen Stromes regelt. Diese Regelung kann beispielsweise so erfolgen, dass mit grösser werdender An­ presskraft der Abstand s kleiner und der Strom in den Magnet­ spulen 6 c grösser wird. Innerhalb des durch die Schwingungen erzeugten Weges des Gehäuses 1 bleibt die Kraft der Elektro­ magnete 6 jedoch weitgehend konstant. Die Stromstärke des die Magnetspulen 6 c durchfliessenden Stromes bzw. die erforder­ liche Anpresskraft kann beispielsweise auch von aussen ent­ sprechend der vorgesehenen Arbeitslage des Handwerkzeuges eingestellt werden.

Das Verbinden des Joches 6 a der Elektromagnete 6 mit dem Handgriff 2 und des Ankers 6 b mit dem Gehäuse 1 ist rein willkürlich und könnte ebensogut umgekehrt sein. Die Auf­ teilung der erforderlichen Magnetkraft auf zwei parallel zueinander angeordnete Elektromagnete 6 ist ebenfalls nicht zwingend und wurde in der dargestellten Konstruktion ledig­ lich aus Platzgründen gewählt.

Claims (6)

1. Bohr-, Meisselhammer und dgl. mit Schwingungen erzeugen­ der, in einem Gehäuse angeordneter Antriebseinrichtung und einem mit dem Gehäuse parallel zur Hauptschwingungs­ achse zwischen zwei Anschlägen begrenzt verschiebbar verbundenen Handgriff, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der in Vorschubrichtung ange­ ordnete Anschlag des Handgriffes (2) als Elektromagnet (6) mit entgegen der Vorschubrichtung wirkender Kraft ausgebildet ist.

2. Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft des Elektromagneten (6) innerhalb eines Teilbereiches des gesamten Verschiebeweges des Hand­ griffes (2) konstant ist.

3. Handwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die Kraft des Elektromagneten (6) in Abhängig­ keit von der Stellung (s) des Handgriffes (2) gegenüber dem Gehäuse (1) regelbar ist.

4. Handwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Elektromagnet (6) mit im wesentli­ chen konstant bleibendem Gleichstrom betrieben wird.

5. Handwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Elektromagnet (6) ein geblechtes Joch (6 a) aufweist.

6. Handwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Elektromagnet (6) einen geblechten Anker (6 b) aufweist.