EP3450109B1 - Hammereinrichtung, vorzugsweise handgeführte hammereinrichtung - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a hammer device, preferably a hand-held hammer device according to the preamble of patent claim 1 and a hammer system with such a hammer device and with a tool according to patent claim 13.
- a tool is to be driven into a material.
- a chisel or a comparable tool can be manually driven into a rock or the like by an operator using a hammer.
- devices such as compressed air hammers are usually used, e.g. in mining, road construction and other construction work and in particular in demolition work, which can be carried out manually by an operator, but e.g. by means of compressed air, electricity, hydraulically or be powered by petrol.
- Such devices may also be guided by a machine such as a hydraulic hammer type excavator.
- a pneumatic hammer usually works in such a way that air is compressed by a compressor outside of the pneumatic hammer and fed to the pneumatic hammer via a sufficiently robust hose. There, when the operator actuates a valve during operation, the compressed air reaches the working cylinder of the compressed air hammer via a valve mechanism and a controller. A piston is accelerated in the direction of the chisel tip by the compressed air flowing in, where it hits a striking piece, which is usually referred to as an anvil, or the tool itself. The rapid deceleration of the piston transfers the impulse to the hammer or, in the case of the version without a hammer, directly to the tool.
- the impact energy thus reaches the tool, such as the chisel, which can be driven forwards, ie along the longitudinal axis in the axial direction away from the piston or the impact piece, into the workpiece.
- the piston is returned to the starting position by reversed air from one or more bores on the side of the cylinder facing the tool.
- the combination of a high impulse energy transfer, a small chisel tip and the application of the compressed air hammer can result in an enormous impact force that can be exerted on the workpiece.
- the “freeing” of the stuck tool can only be done unfavorably, for example, by levering the hammer with or without a simultaneous impact, in order to reduce the clamping effect of the jammed material and allow the tool to be pulled again overall.
- the tool that has become stuck must be freed by other tools. During this time of clamping, the air hammer may not be available for use.
- the DE 10 2016 101 675 A1 describes a hammer device according to the preamble of claim 1 with a striking mechanism which is designed to be able to strike a tool in the axial direction along the longitudinal axis.
- the hammer device has at least one impact force storage means, which is designed to at least partially store an impact force of the impact mechanism in the axial direction via the tool and at least partially to deliver it back to the tool in the opposite direction as an impact force in the opposite axial direction.
- This can be used to machine a workpiece from behind and drive it towards the operator.
- an object that is fixed in the axial direction can be loosened again by the tool in the opposite axial direction.
- the impact force storage means is held by a detachable holding element of the hammer device in such a way that the impact force storage means can be in continuous or intermittent contact with the striking mechanism or can be spaced apart from the striking mechanism in the axial direction in such a way that a transfer of the impact force from the striking mechanism to the impact force storage medium can be completely avoided .
- a purely axial impact of the tool can take place, as previously known and described above, or its impact force can be partially or completely converted into a counter-axial kickback of the tool via the impact force storage means.
- the hammer device is the DE 10 2016 101 675 A1 suitable, with a corresponding setting of the detachable holding element, to partially or completely convert an axial impact of the percussion mechanism into a counter-axial recoil of the tool in order to be able to strike a workpiece from behind.
- a fixed tool must be solved by other techniques or tools even with such a hammer device, because in the hammer device DE 10 2016 101 675 A1
- One object of the present invention is to provide a hammer device of the type described at the outset, so that an impact force in the opposite axial direction can also be transmitted to a fixed tool of the hammer device.
- a hammer device of the type described above is to be provided so that a stuck tool of the hammer device can be acted upon by an impact force of the hammer device in the opposite axial direction in order to release the tool again.
- an alternative possibility for the hammer device DE 10 2016 101 675 A1 be created to charge an impact force storage element with kinetic energy, so that a movement of a tool can be effected exclusively in the opposite axial direction, which makes it possible by rigidly coupling objects to be released to the tool, e.g. by means of suitable hook or gripping elements, by hitting them purely to loosen or remove from materials or to develop forces.
- the present invention relates to a hammer device such as an air hammer.
- This hammer device can preferably be hand-held, i.e. held and guided by a person as the operator in one hand or with both hands.
- the hammer assembly can also be guided by a device such as a machine such as an excavator.
- a device such as a machine such as an excavator.
- use in hammer systems in the field of natural gas production, oil production, geothermal energy and, in principle, in deep drilling applications is conceivable, since combined axial and, in some cases, counter-axial impact functionalities are also of interest here.
- the hammer device has an impact mechanism which is designed to be able to impact a tool in the axial direction along the longitudinal axis.
- the tool can be accommodated in a tool holder of the hammer device, e.g. by means of a holding element, as will be described in more detail below.
- the tool can be used interchangeably or permanently.
- the tool can preferably be a chisel, for example to be able to bring about a percussive demolition of, for example, rock, masonry, concrete, asphalt or the like.
- the hammer device also has at least one impact force storage element, which is designed to at least partially store an impact force of the impact mechanism in the axial direction along the longitudinal axis and to deliver it back to the tool at least partially as an impact force of the impact mechanism in the opposite axial direction along the longitudinal axis.
- An impact force storage element is understood to be any means which is able to absorb kinetic energy in the axial direction and release it again at least partially, preferably as completely as possible, in the opposite axial direction.
- the impact force storage element can preferably be an elastic means which can deflect the kinetic energy of the impact mechanism from the axial direction into the counter-axial direction.
- the axial direction designates one of the two directions along the longitudinal axis of the hammer device; the anti-axial direction means the opposite direction along the longitudinal axis of the hammer assembly.
- the hammer device also has an impact force diversion element, which is designed and is or can be arranged in the power flow between the impact mechanism and the impact force storage element in such a way that the impact force of the impact mechanism in the axial direction is at least partially, preferably completely, bypassing the tool can be stored in the impact force storage element.
- the present invention is based on the finding that a tool of a hammer device is driven in the axial direction into a workpiece or into a material to be machined by impacts with an impact force of the percussion mechanism (chiselling impact) and is thereby possibly fixed can.
- an operator or a machine such as an excavator, which guides the hammer device and can push the workpiece in the axial direction along the longitudinal axis toward the workpiece, the hammer device to release of the tool in the counter-axial direction along the longitudinal axis away from the workpiece.
- the tensile forces may not be sufficient to free the tool of the hammer device.
- the tractive forces required for liberation can damage the hammer device.
- the hammer device itself can hit the tool in a counter-axial direction along the longitudinal axis in order, for example, to free it from a stuck position within a workpiece (pull impact).
- the impact force of the impact mechanism can be directed in the axial direction along the longitudinal axis past the tool into the impact force storage element by means of the impact force diversion element, so that the impact force can be stored there and released again in the opposite axial direction along the longitudinal axis.
- the stored energy can be released either partially back to the impact force deflection element and to the tool or completely and exclusively to the tool.
- the impact force of the impact mechanism can be routed past the tool to the impact energy storage element, bypassing the tool, and partially or completely transmitted to the tool in the counter-axial direction along the longitudinal axis, so that the tool can be driven in the counter-axial direction along the longitudinal axis can.
- a tool that was fixed by using the hammer device can also be released again by the hammer device itself.
- This can reduce the cost of this measure and, in particular, protect the means used from misuse or unnecessary wear or even breakage and significantly reduce the time it takes to interrupt processing of the workpiece at this point.
- this effect can also be used in a tool that can be moved in the direction along the longitudinal axis, in order to achieve a movement in the opposite axial direction along the longitudinal axis in an alternative way, as in the hammer device of FIG DE 10 2016 101 675 A1 known to produce.
- the tool is stuck, e.g. due to jamming in a workpiece
- redirecting the impact force by the impact force diversion element past the stuck tool is the only known possibility of charging the impact force storage element with kinetic energy even in this position and thereby liberating impacts in the opposite axial direction to be exerted on the workpiece along the longitudinal axis.
- this is not possible because there is no possibility of bypassing the tool.
- the impact force diversion element can be arranged continuously between the impact mechanism and the tool, so that in this case, e.g. by variable spacing of the impact force diversion element from the impact force storage element, e.g. the operator can select whether the impact force diversion element transmits the axial impact force of the impact mechanism to the tool and/or is to take place on the impact force storage element, as will be described in more detail below.
- the impact force deflection element can also be arranged outside of the flow of force between the impact mechanism and the tool if the tool is to be driven by the impact mechanism by means of a caulking impact directly onto the workpiece.
- the impact force diversion element can be brought into direct contact with the impact mechanism on one side and with the impact force storage element on the opposite side, e.g. by the operator, e.g Impact force deflection element can be effected past the tool onto the impact force storage element, in order to then, after discharging the impact force storage element, hit the tool from behind, i.e. in the opposite axial direction along the longitudinal axis.
- Impact force deflection element can be effected past the tool onto the impact force storage element, in order to then, after discharging the impact force storage element, hit the tool from behind, i.e. in the opposite axial direction along the longitudinal axis.
- the redirection of the axial impact force of the hammer mechanism by means of the impact force redirection element can be used completely past the tool as a rebounding function of a tool that is accommodated in the hammer device, in order to free a stuck tool from the workpiece by rebounding.
- the recoil function of a tool can be used in order to achieve a force exerted by the tool on a workpiece in the opposite axial direction along the longitudinal axis, e.g DE 10 2016 101 675 A1 described there.
- Another advantage of this option is that the distance between the impact force diversion element and the impact force storage element can influence the depth of the impact depth that is carried out. As a result, it can be made possible to specify the depth of the pry impact for precise machining of a workpiece. This can increase the quality of the editing.
- the hammer device according to the invention is preferably designed to offer the functions of the partial and/or the complete pulling blow in addition to the prying blow.
- the hammer device according to the invention is preferably designed to be able to exert both sole prying blows on a workpiece in the axial direction along the longitudinal axis and sole pulling blows on a workpiece from behind in the opposite axial direction along the longitudinal axis and on a tool stuck in a workpiece.
- the possibility can preferably also be created of converting an impact of the percussion mechanism into a caulking impact with a subsequent pulling impact.
- the hammer device according to the invention can be used as previously known to perform pure mortising blows and can be expanded to include additional functions through the optional possibility of performing full or partial pulling hammers and preferably also combined morting/pulling hammers.
- the at least partially or optionally bypassing the tool with regard to the power flow between the percussion mechanism and the impact force storage element by the impact force redirection element can be done by any body which is arranged and designed, a to transfer kinetic energy of an axial impact of the impact mechanism partially or completely instead of the tool on the impact force storage element, so that a previously described tensile impact can be exerted.
- This body or a plurality of bodies can be designed as a one-piece or one-piece component of the impact force deflection element and/or as a component of the impact force storage element or as a separate element arranged therebetween at least in sections in the direction along the longitudinal axis be.
- a one-piece design and a separate design can enable the body to be produced separately, which can simplify production.
- a one-piece can simplify the production because the body can already be formed as part of the impact force deflection element or the impact force storage element before assembly, which can save at least one assembly step and improve the strength of the connection between the body and the element. The latter can increase the longevity of the connection precisely because of the impulse loads from the impact forces.
- a tool is receivable by the hammer means along the longitudinal axis and the body is spaced apart, particularly radially spaced, along the longitudinal axis.
- power transmission and power transmission can take place on the outside past the tool, as a result of which the most uniform possible power transmission can be achieved.
- This can be brought about in particular when using a plurality of bodies distributed around the longitudinal axis, preferably in the circumferential direction, or in the case of a body which is closed around the longitudinal axis, preferably in the circumferential direction.
- the percussion mechanism can preferably be operated by means of compressed air, by means of pressurized fluid, by means of a fuel-operated drive such as, for example, by means of a petrol engine and/or electromechanically.
- a fuel-operated drive such as, for example, by means of a petrol engine and/or electromechanically.
- drive means can be used.
- an impact function on the tool can be effected in the axial direction along the longitudinal axis by means of a movable piston or percussion mechanism and in the counter-axial direction along the longitudinal axis by at least one impact energy storage element charged during the previous impact.
- the impact force redirecting element is configured to receive the impact force of the impact mechanism in the axial direction along the longitudinal axis on one side in the direction along the longitudinal axis, and the impact force redirecting element is further configured to receive the impact force in the direction along the longitudinal axis on the opposite side power of the percussion to deliver in the axial direction along the longitudinal axis to the tool and/or to the impact force storage element.
- the impact force diversion element can be used to distribute the absorbed axial impact force such that the axial impact force can be transmitted either completely to a tool that is accommodated or completely to the impact force storage element.
- a pure prying blow or a pure pulling blow can be exerted by the tool.
- the axial impact force can also be distributed on the tool and on the impact force storage element, which can lead to the tool first applying a prying impact with parallel charging of the impact force storage element and subsequent pulling impact in the opposite axial direction along the longitudinal axis (combined prying/pulling impact). previously described.
- the impact force diversion element and/or the impact force storage element is/are designed at least in sections in the direction along the longitudinal axis to extend past the tool, preferably in parallel, at least in sections.
- a spatial bypass of the tool can be achieved by either only the impact force redirection element or only the impact force storage element or partially both by the impact force redirection element and by the impact force storage element, so that through a touching contact between the impact force redirection element and the impact force storage element, a transfer of the kinetic energy of a Impact of the impact mechanism can take place in the axial direction along the longitudinal axis in order to charge the impact force storage element with this kinetic energy, which can then be released again in the opposite axial direction along the longitudinal axis.
- the distance covered up to the touching contact touching contact which can be achieved by the dimension of the distance between the impact force deflection element and the impact force storage element in the direction along the longitudinal axis or by avoiding such a distance, the degree of transmission of the kinetic energy can possibly be influenced in order to be able to perform a combined stemming hit with a subsequent pull hit in the first case and a pure pull hit in the second case.
- the impact force diversion element and/or the impact force storage element extend preferably parallel past the tool in order to be able to implement the properties described above in the smallest possible space.
- the impact force diversion element and/or the impact force storage element has or have at least one web, preferably a plurality of webs, at least in sections, which extends or extends past the tool, preferably parallel, at least in sections .
- a web can be understood to mean a body which extends in the direction along the longitudinal axis and which is present only in sections when viewed in the circumferential direction of the tool. This can be sufficient to achieve the properties described above.
- the web can be designed entirely as a component of the impact force diversion element or entirely as a component of the impact force storage element or partially as a respective component or as an independent component or as independent components. Furthermore, for the reasons already explained above, the web can be formed in one piece and preferably in one piece with the impact force deflection element or with the impact force storage element.
- the impact force diversion element and/or the impact force storage element has, at least in sections, at least one pair, preferably a plurality of pairs, of webs lying opposite one another diametrically to the longitudinal axis, which webs are located at least in sections on the tool, preferably parallel, extends or extend past.
- a pair of webs allows the previously described advantages of multiple webs to be used.
- arranging these webs of the pair diametrically opposite one another to the longitudinal axis can contribute to achieving the most uniform possible transmission and distribution of forces with as few webs as possible in favor of the reduced installation space, so that the associated advantages described above can be achieved.
- the impact force diversion element and/or the impact force storage element has or have at least in sections at least one body which is closed in the circumferential direction about the longitudinal axis, preferably at least one ring-shaped body and/or an angular, preferably hexagonal, body. which at least partially extends past the tool, preferably parallel.
- Such a body can result in a correspondingly uniform distribution of forces and transmission of forces in the circumferential direction. Furthermore, a very stable body can be created for the impulse-like power transmission, so that, for example, lateral guide elements in the circumferential direction between individual webs can be dispensed with. With a one-piece design, assembly can also be simplified because only a single body has to be assembled on the impact force deflection element and/or on the impact force storage element.
- the body can be designed entirely as a component of the impact force diversion element or entirely as a component of the impact force storage element or partially as a respective component or as an independent component or as independent components. Furthermore, for the reasons already explained above, the body can be designed in one piece and preferably in one piece with the impact force deflection element or with the impact force storage element.
- Designing the body ring-shaped can be advantageous in order to create a body that is as cost-effective as possible, which can be produced, for example, as turning time.
- an angular and in particular a hexagonal, i.e. hexagonal, body can also be used, which with its inner contour can accommodate the tool in a torsion-proof manner.
- An angular body can be more complex to produce and therefore more expensive, but it can still prevent the tool from twisting about the longitudinal axis.
- the hammer device preferably has a tool holder which is correspondingly angular.
- the impact force diversion element has a contact surface facing the impact force storage element in the direction along the longitudinal axis
- the impact force storage element has a first contact surface in the direction along the longitudinal axis facing the impact force diversion element, the contact surface of the impact force diversion element being formed, the impact force to be able to transmit the impact mechanism in the axial direction along the longitudinal axis by touching the first contact surface of the impact force storage element.
- a sufficient area transmission possibility can be created, to transmit the impulse of the axial impact force of the impact mechanism from the impact force redirection element to the impact force storage element.
- the two contact surfaces can preferably be arranged relative to one another, ie their overlap when touching in the direction along the longitudinal axis can be dimensioned such that the impulse-like impact force of the respective application can be transmitted effectively.
- the contact surfaces can be dimensioned sufficiently large for the contact surfaces or their elements to have a long service life even after prolonged use.
- the impact force storage element has a second contact surface facing the tool in the direction along the longitudinal axis, the second contact surface of the impact force storage element being designed to absorb the impact force of the impact mechanism in the opposite axial direction along the longitudinal axis by touching a contact surface of the tool , preferably to be able to transfer to a contact surface of a radial projection of the tool.
- the impact energy storage element is designed to be spaced apart from the impact force deflection element in the direction along the longitudinal axis in a first position, so that the impact force of the impact mechanism cannot be absorbed in the axial direction, and the impact energy storage element is also designed to be arranged so close in a second position relative to the impact force redirection element in the direction along the longitudinal axis that the impact force of the impact mechanism in the axial direction can be at least partially, preferably completely, absorbed by the impact force redirection element. In this way, a first position can be taken in order to be able to perform a pure caulking as previously known.
- Another position can be taken in order to be able to perform a combined pry stroke followed by a pulling stroke or preferably a pure pulling stroke.
- a combined pry stroke followed by a pulling stroke can be performed, and in a third position, a pure pulling stroke can be performed.
- the operator can switch between these functions in order to be able to use these functions as required.
- the impact energy storage element can be moved back and forth between the first position and the second position in the direction along the longitudinal axis by means of a rotary movement about the longitudinal axis, the rotary movement preferably being less than a full revolution about the longitudinal axis, particularly preferably by about half a turn around the longitudinal axis.
- the operator can switch very easily and/or intuitively between the functions described above take place. This applies in particular to a hand-held hammer device.
- a distance between the impact force deflection element and the impact force storage element in the direction along the longitudinal axis can be brought about by the rotary movement, e.g. via a thread with a corresponding pitch.
- the greater the pitch of the thread the smaller the extent of the rotational movement about the longitudinal axis must be in order to bring about a change in distance in the direction along the longitudinal axis.
- a purely translational approach of the impact force deflection element in the direction of the impact force storage element along the longitudinal axis can also take place, in which case the position to be assumed can then preferably be fixed by a lock.
- the impact force storage element is designed to be held by means of a holding element on a housing body of the hammer device, the holding element together with the impact force storage element being adjustable in the direction along the longitudinal axis relative to the housing body, preferably rotatable about the longitudinal axis, and/or or wherein the impact force storage element is designed to be adjustable in the direction along the longitudinal axis relative to the holding element, preferably rotatable about the longitudinal axis.
- a retaining element such as a retaining cap can be used to terminate the hammer device in the direction along the longitudinal axis towards the workpiece, through which the tool held can be guided.
- the holding element can preferably be removable and particularly preferably unscrewable in order to be able to accommodate the tool.
- the tool can preferably have a collar in the form of a radial edge or a radial projection in order to be held within the holding element by the radial projection during the execution of caulking blows, i.e. not to be driven out of the hammer device by the impact force.
- Such a holding element or another holding element can be used to hold the impact force storage element, in which case either the holding element together with the impact force storage element can be movable relative to the housing body of the hammer device or the impact force storage element can be movable relative to the retaining element of the hammer device at least along the longitudinal axis such that this relative movement increases the distance along the longitudinal axis between the impact force redirection element and the impact force storage element can be adjusted, for example, by the operator. In principle, this can be done by a relative movement of the corresponding movement partners of the hammer device in the direction along the longitudinal axis.
- this change in distance in the direction along the longitudinal axis can be achieved by a separate rotary movement of either the retaining cap or the impact energy storage element, with a combined rotary movement of both elements and a combined rotary and translatory movement in the direction along the longitudinal axis being possible, which is both solely can be carried out partially or completely together by the retaining cap or the impact force storage element and by both bodies.
- the impact force storage element may be arranged in a stationary manner in the retaining cap and to change the distance between the impact force deflection element and the impact force storage element in the direction along the longitudinal axis by rotating the retaining cap around the longitudinal axis, preferably approximately half, so that an operator can switch between two of the functions described above, preferably between the three functions described above, by a simple, intuitive and direct hand movement.
- the impact force storage element is designed to be elastically restoring, preferably incompressibly elastically restoring, with the impact force storage element preferably having an elastomer body, particularly preferably consisting of an elastomer body, and/or preferably a metallic spring, particularly preferably a metallic helical spring, has, preferably consists of this.
- the impact force storage element preferably having an elastomer body, particularly preferably consisting of an elastomer body, and/or preferably a metallic spring, particularly preferably a metallic helical spring, has, preferably consists of this.
- an elastically restoring impact force storage element can release its energy back to the tool quickly and with little loss in the opposite direction to the previous impact direction. The efficiency can be increased by using an almost incompressible impact force storage element.
- an elastomer body which can also be referred to as an elastomer spring, or a metallic spring
- Elastomer bodies can be easily produced and adjusted to the desired shore hardness by selecting the material in order to provide the desired storage of impact force for the respective application.
- Metallic springs can also be adjusted to the desired spring constant through their geometry, material selection, etc.
- helical compression springs can be used for deflection in the direction along the longitudinal axis. It is also possible to have several elastomeric bodies and/or several metallic ones Springs are used together. At least one elastomer body can also be used together with at least one metallic spring as an impact force storage element.
- the present invention also relates to a hammer system with a hammer device as described above and with a tool, wherein the tool is designed to transmit the impact force of the impact mechanism of the hammer device in the axial direction along the longitudinal axis, preferably via a tool insertion end axially opposite a tool tip, particularly preferably via a tool insertion end of a tool shank that is axially opposite a tool tip, the tool having at least one radial projection which is designed to at least partially absorb the impact force of the impact mechanism of the hammer device in the opposite axial direction along the longitudinal axis from the impact force storage element of the hammer device.
- a tool can be provided which can enable the properties and advantages of a hammer device according to the invention, as described above, to be implemented.
- Such a tool can be used to be able to perform some or all of the possible functions of the hammer device described above, such as a sole prying blow, a sole pulling blow and a combined prying blow followed by a pulling blow.
- the radial projection has a contact surface facing the impact force storage element of the hammer device in the direction along the longitudinal axis, wherein the contact surface of the radial projection is designed to transfer the impact force of the impact mechanism of the hammer device in the opposite axial direction along the longitudinal axis from the impact force storage element pick up hammer device.
- this contact surface what has already been described above with regard to the contact surfaces of the impact force diversion element and/or the impact force storage element applies accordingly.
- the tool has a tool end for machining a workpiece, the tool end being designed to be exchangeable.
- the end of the tool for machining a workpiece can also be referred to as the tool tip.
- the tool end or the tool tip can be designed to be exchangeable with respect to a shank of the tool.
- the tool end or the tool tip can preferably be attached to or removed from the shank of the tool by means of a screwing movement. In this way it is possible to provide the corresponding end of the tool or the tool shank with a suitable tool end or with a suitable tool tip, depending on the desired function, so that the tool can be used in a variety of ways.
- a chisel tip can be used for a caulking blow, which can be exchanged for a hook for a pulling blow.
- different chisel points chisel point bits
- hooks can also be used.
- the tool itself can thereby can be regarded as a universal interchangeable adapter, which serves to connect the interchangeable tool tip and the hammer device and can be converted and used depending on the task.
- figure 1 shows a schematic sectional view of a hammer device 1 according to the invention according to a first exemplary embodiment without a tool 2.
- the hammer device 1 extends essentially along a longitudinal axis X, to which a radial direction R is oriented perpendicularly.
- One of the two directions along the longitudinal axis X can be referred to as the axial direction A and the opposite direction along the longitudinal axis X can be referred to as the counter-axial direction B.
- figure 2 shows a schematic sectional view of a tool 2 according to the invention.
- the hammer device 1 can be divided into a stationary housing part 10, which can also be referred to as a housing body 10, and an adjustable housing part 16, which can also be referred to as a holding element 16 or a holding cap 16.
- the retaining cap 16 can be moved relative to the housing body 10 along the longitudinal axis X, as will be explained further below.
- the housing body 10, the retaining cap 16 and all other elements of the hammer device 1 associated therewith are preferably designed to be cylindrical and rotationally symmetrical to the longitudinal axis X.
- the hammer device 1 is designed as a hand-held hammer device 1 and preferably as a compressed-air hammer 1 . Therefore, the housing body 10 has a handle 11 at its one end along the longitudinal axis X, which can be gripped with one hand by an operator who guides the pneumatic hammer 1 by hand. Extending away from the handle 11 along the longitudinal axis X in the axial direction A as part of the housing body 10 is a hammer mechanism receptacle 12 which can also be referred to as the hammer mechanism housing 12 .
- the striking mechanism 13 which can also be referred to as the striking piston 13 or the striking piece 13 , is arranged in the striking mechanism receptacle 12 . If the hammer device 1 is implemented as a compressed air hammer 1, the percussion mechanism 13 is operated by compressed air, which can be supplied from outside the compressed air hammer 1, e.g. from a compressor via a hose (not shown).
- a tool holder 14 which can also be referred to as a tool housing 14 , adjoins the impact mechanism holder 12 as a further component of the housing body 10 along the longitudinal axis X in the axial direction A.
- a tool 2 such as in the figure 2 shown, are included.
- the transition area between the hammer mechanism holder 12 and the tool holder 14 is radially narrower and represents a separating element 14a of the two holders 12, 14.
- the separating element 14a serves as a stop surface along the longitudinal axis X for the radially outer part of the hammer mechanism 13 and in the counter-axial direction B as a stop surface along the longitudinal axis X for the radially outer part of an impact force deflection element 15, which will be described further below.
- the two radially inner areas of the striking mechanism 13 and of the impact force deflection element 15 can touch each other in a force-transmitting manner through a radially inner through-opening of the separating element 14a, which extends along the longitudinal axis X.
- the tool 2 is designed as a chisel 2 and has a cylindrical tool shank 20 which extends along the longitudinal axis X, see FIG figure 2 .
- a hexagonal tool shank 20 could also be used.
- the tool shank 20 has a tool end 21 which acts as a tool tip 21 in the form of a chisel tip 21 is formed, which can be replaced by unscrewing or screwing on.
- the tool shank 20 has a tool insertion end 22 as the impact end 22, which has an impact surface 22a.
- the impact mechanism 13 of the hammer device 1 can exert impacts in the axial direction A along the longitudinal axis X on the impact surface 22a of the impact end 22 of the tool 2 and thereby the chisel tip 21 of the tool 2 in driving a workpiece 3 such as, for example, into a stone wall 3, a concrete wall 3, a rock 3 or the like, see eg Figures 7 to 13 . Further details of the tool 2 are described below.
- impacts D or impact forces D of the impact mechanism 13 can thus be exerted on the tool 2 in the axial direction A along the longitudinal axis X in order to have the tool 2 strike a workpiece 3 by means of caulking blows, as further below will be explained in more detail, cf. Figures 7 to 9 .
- kinetic energy can be repeatedly transmitted in pulses from the impact mechanism 13 in the axial direction A along the longitudinal axis X to the tool 2, which can then be passed on to the workpiece 3 in order to smash it, for example.
- the hammer device 1 has an impact force deflection element 15, which can also be referred to as a sliding tool holder 15.
- the impact force diversion element 15 is arranged within the tool holder 14 in the direction along the longitudinal axis X, so that the impact force D of the impact mechanism 13 in the axial direction A along the longitudinal axis X is routed past the tool 2 if necessary and the tool 2 after reversing the direction by means of an impact force storage element 18 can be supplied in the opposite axial direction B as an impact force D' along the longitudinal axis X.
- the impact force deflection element 15 has a radially inner part, which is designed to protrude along the longitudinal axis X into the through opening of the separating element 14a, in order to be touched in the event of an impact of the corresponding cylindrical radially inner part of the impact mechanism 13 in a force-transmitting manner and thereby the impact force D record, see eg figure 1 .
- the absorbed kinetic energy of an impact D of the impact mechanism 13 can be divided between the tool 2 and the previously mentioned impact energy storage element 18 via the impact force diversion element 15, which is also referred to as a recoil spring element 18 and preferably by an elastomer body 18 as an elastomer spring 18 or by a metallic spring 18, in particular by a metallic helical spring 18, can be realized.
- the impact force diversion element 15 which is also referred to as a recoil spring element 18 and preferably by an elastomer body 18 as an elastomer spring 18 or by a metallic spring 18, in particular by a metallic helical spring 18, can be realized.
- Several identical or different impact force storage elements 18 can also be used in combination with one another.
- a cylindrical elastomer spring 18 is used as the impact force storage element 18, through which the tool 2 can be guided.
- the impact force storage element 18 is encompassed and held by the retaining cap 16 so that the impact force storage element 18 is arranged within the retaining cap 16 and within the tool holder 14 .
- the retaining cap 16 has a passage opening 17 through which a tool 2 accommodated in the tool holder 14 can be passed to the outside.
- the passage opening 17 is designed in such a way that the tool 2 can be held within the tool holder 14 by a radial projection 23 of the tool shank 20 of the tool 2, cf. figure 2 , is formed radially larger than the passage opening 17 of the retaining cap 16 at least in sections.
- the tool 2 cannot be driven out of the hammer device 1 by the impacts D of the impact mechanism 13 of the hammer device 1, since the radial projection 23 of the tool shank 20 strikes against the retaining cap 16 from the inside in the axial direction A along the longitudinal axis X and thereby in the axial direction A can be blocked along the longitudinal axis X.
- the impact force storage element 18 is arranged along the longitudinal axis X as an extension of the impact force deflection element 15 past a tool 2 that is accommodated.
- a distance e can be maintained between the impact force deflection element 15 and the impact force storage element 18 along the longitudinal axis X in that the retaining cap 16, which receives the impact force storage element 18 in a fixed manner, can be rotated or screwed around the longitudinal axis X by a rotary or screwing movement of preferably approx. 180° is moved relative to the housing body 10 along the longitudinal axis X.
- the adjustable distance e between the impact force deflection element 15 and the impact force storage element 18 along the longitudinal axis X can correspond to the distance between the housing body 10 and the retaining cap 16 .
- FIG 3 shows a detailed representation of the figure 1 with tool picked up 2.
- figure 4 shows an enlarged view of the figure 3 .
- the Figures 3 and 4 relate to the first exemplary embodiment of a hammer device 1 according to the invention figure 1 .
- a situation is shown here for carrying out a prying blow shortly after an impact of impact mechanism 13 in axial direction A along longitudinal axis X the percussion mechanism 13 is already on the way back after the impact has been delivered.
- a radially extending portion of the impact force redirecting member 15 in the counter-axial direction B along the longitudinal axis X is pressed against a radially inwardly extending projection of the housing body 10, which separates the percussion mechanism holder 12 from the tool holder 14 along the longitudinal axis X.
- the impact force storage element 18, which is integrally accommodated in the retaining cap 16, is spaced along the longitudinal axis X by the adjustable distance e from the impact force deflection element 15 in such a way that touching contact can be avoided.
- the kinetic energy of an impact D of the impact mechanism 13 in the axial direction A can be transmitted directly via the impact force deflection element 15 to an impact surface 22a of the impact end 22 of the tool 2 and introduced into a workpiece 3 without energy being introduced into the impact energy storage element 18 is coming.
- the impact force storage element 18 can also be implemented to arrange the impact force storage element 18 within the retaining cap 16 so that it can move along the longitudinal axis X.
- contact between the impact force deflection element 15 and the impact force storage element 18 can then occur during impact energy transmission, but due to the axial mobility of the impact force storage element 18 with the movement range e and due to the lack of axial support of the impact force storage element 18 on the retaining cap 16 no energy can be stored.
- the impact force diversion element 15 and the impact force storage element 18 are in continuous contact and the radial projection 23 of the tool shank 20 of the tool 2 rests against the impact force storage element 18, so that the kinetic energy can be transmitted from the impact mechanism 13 via the impact force diversion element 15 to the tool 2 past in the axial direction A along the longitudinal axis X into the impact force storage element 18 and from there in the opposite axial direction B along the longitudinal axis X into the tool 2.
- the impact force deflection element 15 has a contact surface 15a facing the impact force storage element 18 in the axial direction A along the longitudinal axis X, which at a correspondingly small distance e can be in touching contact with a corresponding first contact surface 18a of the impact force storage element 18. Force can be transmitted in the axial direction A along the longitudinal axis X via the contact between these two contact surfaces 15a, 18a.
- the adjustable distance e between the impact force deflection element 15 and the impact force storage element 18 is occupied between these two contact surfaces 15a, 18a.
- the radial projection 23 of the tool shank 20 has a corresponding contact surface 23a, which can be in touching contact with a corresponding second contact surface 18c of the impact force storage element 18 at a correspondingly small distance e. Force transmission in the opposite axial direction B can take place via the contact of these two contact surfaces 18c, 23a.
- the contact surfaces 15a, 18a, 18c, 23a are designed in such a way that the respective kinetic energy can be transmitted safely and as gently as possible for the impact force deflection element 15, the impact force storage element 18 and the tool 2. As a result, correspondingly robust materials can be used for the contact partners.
- the contact surfaces 15a, 18a, 18c, 23a can also be dimensioned to be correspondingly large. This can increase the longevity of the contact surfaces 15a, 18a, 18c, 23a.
- the impact force diversion element 15 and/or the impact force storage element 18 are designed in such a way that they can be in touching contact with each other past the tool 2 at a correspondingly small distance e .
- the impact force redirection element 15 extends by means of a side element 15b in the axial direction A along the longitudinal axis X with a radially larger area parallel to that part of the tool shank 20 which has the impact end 22 .
- the side element 15b of the impact force deflection element 15 then extends in the axial direction A along the longitudinal axis X with a radially smaller area parallel to the part of the tool shank 20 which has the radial projection 23 .
- the side element 15b of the impact force deflection element 15 protrudes in the axial direction A along the longitudinal axis X beyond the radial projection 23 and ends with its contact surface 15a.
- the impact force storage element 18 is formed with a surface pointing in the opposite axial direction B along the longitudinal axis X, which forms the second contact surface 18c radially on the inside and the first contact surface 18a radially on the outside.
- the side element 15b of the impact force deflection element 15 extends in the axial direction A along the longitudinal axis X only with the radially larger area of the first exemplary embodiment parallel to that part of the tool shank 20 which has the impact end 22, and then ends directly with its contact surface 15a .
- a side element 18b of the impact force storage element 18 now extends in the opposite axial direction B along the longitudinal axis X, correspondingly parallel to that part of the tool shank 20 which has the chisel tip 21, cf. figure 2 , so that the same distance e as in the first embodiment between the two contact surfaces 15a, 18a of the two side elements 15b, 18b is reached.
- the two contact surfaces 18a, 18c of the impact force storage element 18 are formed separately from one another.
- the impact force deflection element 15 does not extend at all in the axial direction A along the longitudinal axis X parallel to that part of the tool shank 20 which has the radial projection 23 .
- the side element 18b of the impact force storage element 18 extends far enough in the counter-axial direction B along the longitudinal axis X parallel to the tool 2 .
- a guide element 19 for the tool insertion end 22a in the form of a chisel bushing 19 is arranged radially between the side element 18b of the impact force storage element 18 and the tool 2, which serves to guide the tool insertion end 22a.
- the two contact surfaces 18a, 18c of the impact force storage element 18 are formed separately from one another.
- the side surfaces 15b, 18b can be designed in the form of individual webs 15b, 18b, which are preferably provided in pairs. In the schematic sectional views of figures 1 and 3 to 12 a pair of side surfaces 15b, 18b can therefore be shown in each case, it being possible for the individual webs 15b, 18b to be arranged at a uniform distance from one another in the circumferential direction.
- the webs 15b, 18b can be positioned in such a way that the contact surfaces 15a, 18a of the impact force deflection element 15 and of the impact force storage element 18 can touch one another along the longitudinal axis X.
- the side surfaces 15b, 18b can each be in the form of a hexagonal or polyhedral radial body 15b, 18b, which is closed in the circumferential direction around the longitudinal axis X. This can also be done through the schematic sectional views of the figures 1 and 3 to 12 be shown.
- the side surfaces 15b, 18b can be designed differently.
- the impact force diversion element 15 can have a completely cylindrical side surface 15b and the side surface 18b of the impact force storage element 18 can be formed by at least one pair of webs 18b.
- the radially larger area of the side element 15b of the impact force storage element 15 of the figure 3 be designed as a cylindrical body, which is adjoined by radially smaller webs 15b in the axial direction A along the longitudinal axis X.
- the impact force diversion element 15 can have webs 15b as side elements 15b and the side element 18b of the impact force storage element 18 can be designed as a cylindrical body 18b.
- the side surfaces 15b, 18b can be in the form of independent, detachable elements that can be used if necessary in order to enable the impact energy to be transferred from the impact force deflection element 15 to the impact force storage element 18.
- figure 7 shows a schematic sectional view of the hammer device 1 according to the invention according to the first embodiment with tool 2 in a first step of a caulking blow.
- figure 8 shows the representation of the figure 7 in a second step of the stem stroke.
- figure 9 shows the representation of the figure 7 in a third step of the stem stroke.
- the hammer device 1 is pressed against a workpiece 3 in the form of a rock 3 in the axial direction A along the longitudinal axis X by the force C of an operator.
- the tool 2 within the hammer device 1 is pressed by the rock 3 against the impact force deflection element 15 and this is pressed against the separating element 14a.
- the operator has to axially adjust the retaining cap 16, e.g. rotated it by approx.
- figure 10 shows a schematic sectional view of the hammer device 1 according to the invention according to the first embodiment with tool 2 in a first step of a pulling blow.
- figure 11 shows the representation of the figure 10 in a second step of the pull stroke.
- figure 12 shows the representation of the figure 10 in a third step of the pulling stroke.
- figure 13 shows the representation of the figure 10 in a fourth step of the pulling stroke.
- the operator pulls the hammer device 1 away from the workpiece 3 as rock 3 with a force C′ in the opposite axial direction B along the longitudinal axis X, in which the tool 2 as a chisel 2 is stuck.
- the radial projection 23 lies with its contact surface 23a, cf. figures 2 and 4 , on the corresponding second contact surface 18c of the impact force storage element 18, cf figure 4 , at.
- This elastic storage of the kinetic energy leads to a deflection of the impact force storage element 18 in the axial direction A (not shown), so that a distance f' is set between the surface of the separating element 14a pointing in the axial direction A and the radially outer area of the impact force redirecting element 15 .
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hammereinrichtung, vorzugsweise eine handgeführte Hammereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Hammersystem mit einer derartigen Hammereinrichtung und mit einem Werkzeug gemäß des Patentanspruchs 13.
- Es sind verschiedene Anwendungen bekannt, bei denen ein Werkzeug in ein Material getrieben werden soll. Beispielsweise ist es seit Urzeiten bekannt, dass ein Meißel oder ein vergleichbares Werkzeug mittels eines Hammers von einem Bediener von Hand in ein Gestein oder dergleichen getrieben werden kann. Dies ist auch heute noch bekannt, jedoch werden üblicherweise Vorrichtungen wie z.B. Drucklufthämmer z.B. im Bergbau, im Straßenbau und bei sonstigen Bauarbeiten und insbesondere bei Abbrucharbeiten verwendet, welche zwar von Hand von einem Bediener geführt werden können, jedoch z.B. mittels Druckluft, Strom, hydraulisch oder benzinbetrieben angetrieben werden. Derartige Vorrichtungen können auch von einer Maschine wie z.B. von einem Bagger in der Ausführungsart eines Hydraulikhammers geführt werden.
- Ein Drucklufthammer funktioniert üblicherweise derart, dass durch einen Kompressor außerhalb des Drucklufthammers Luft verdichtet und über einen ausreichend robusten Schlauch zum Drucklufthammer hingeführt wird. Dort gelangt die Druckluft im Betrieb bei Betätigung eines Ventils durch den Bediener über einen Ventilmechanismus und über eine Steuerung in den Arbeitszylinder des Drucklufthammers. Ein Kolben wird durch die einströmende verdichtete Luft in Richtung Meißelspitze beschleunigt und trifft dort auf ein Schlagstück, welches üblicherweise als Amboss bezeichnet wird, oder auf das Werkzeug direkt. Durch das rasche Abbremsen des Kolbens wird der Impuls auf das Schlagstück oder bei Ausführung ohne Schlagstück direkt auf das Werkzeug übertragen. Die Schlagenergie gelangt so auf das Werkzeug wie z.B. den Meißel, welches hierdurch nach vorne, d.h. entlang der Längsachse in axialer Richtung von dem Kolben bzw. von dem Schlagstück weg, in das Werkstück hineingetrieben werden kann. Die Rückholung des Kolbens in die Ausgangslage erfolgt durch umgesteuerte Luft aus einer oder aus mehreren Bohrungen auf der dem Werkzeug zugewandten Zylinderseite. Die Kombination aus einer hohen Impulsenergieübertragung, kleiner Meißelspitze und dem Ansetzen des Drucklufthammers kann eine enorme Schlagkraft ergeben, welche auf das Werkstück ausgeübt werden kann.
- Nachteilig ist bei der Verwendung von Drucklufthämmern und anderen derartigen Hammereinrichtungen, dass ein Schlag bzw. ein Impuls lediglich in eine axiale Richtung entlang der Längsachse ausgeführt werden kann. Dies schränkt die Nutzung von Hammereinrichtungen auf Anwendungen ein, welche lediglich ein Schlagen bzw. ein Hämmern in die axiale Richtung erfordern.
- Nachteilig ist ferner, dass es bei Drucklufthämmern und anderen derartigen Hammereinrichtungen dazu kommen kann, dass durch einen axialen Schlag das Werkzeug wie z.B. der Meißel im Werkstück wie z.B. in einem Gestein durch Klemmen festgesetzt werden kann, so dass der Meißel nicht mehr bewegt werden kann. Wird dann der Drucklufthammer unter Anpressdruck des Bedieners oder durch eine Vorrichtung wie z.B. durch eine Maschine wie z.B. durch einen Bagger weiter betrieben, so verstärkt dies in der Regel die bestehende Klemmwirkung. Zieht der Bediener oder die Vorrichtung am schlagenden Hammer, so unterbricht er die Übertragung der Schlagenergie vom Kolben auf das Werkstück, aber bewirkt damit keine signifikante Verbesserung zum Losbrechen des klemmenden Werkzeugmeißels. Auch kann sich der Drucklufthammer hierdurch selbst beschädigen, da der Kolben ungedämpfte Schläge gegen das eigene Zylinder- oder Schlagwerksgehäuse ausübt.
- Das "Befreien" des festgesetzten Werkzeugs kann dann z.B. nur unvorteilhaft durch Hebeln des Hammers mit oder ohne gleichzeitige Schlagwirkung erfolgen, um die Klemmwirkung des klemmenden Materials zu verringern und ein Ziehen des Werkzeugs insgesamt wieder zu ermöglichen.
- Nachteilig ist zudem, dass diese hebelnden Befreiungsversuche in Bezug auf das geklemmte Werkzeug sowohl das Werkzeug sehr stark, häufig bis zum Bruch, beanspruchen als auch den Hammer selbst stark verschleißen können. Der Verschleiß kann insbesondere die Werkzeughalteverriegelung des Hammers betreffen.
- Im äußersten Fall muss das Befreien des festgesetzten Werkzeugs durch andere Werkzeuge erfolgen. Während dieser Zeit des Festklemmens kann der Drucklufthammer nicht zur Nutzung zur Verfügung stehen.
- Ferner muss die Bearbeitung des Werkstücks an dieser Stelle während dieser Zeit unterbrochen werden.
- Die
DE 10 2016 101 675 A1 beschreibt eine Hammereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem Schlagwerk, welches ausgebildet ist, in axialer Richtung entlang der Längsachse auf ein Werkzeug schlagend wirken zu können. Die Hammereinrichtung weist wenigstens ein Schlagkraftspeichermittel auf, welches ausgebildet ist, eine Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung über das Werkzeug zumindest teilweise speichernd aufzunehmen und zumindest teilweise als eine Schlagkraft in gegenaxialer Richtung wieder an das Werkzeug in entgegengesetzter Richtung abzugeben. Auf diese Weise kann nicht nur ein Schlagen des Werkzeugs vom Bediener als die Hammereinrichtung handhabende Person weg, sondern auch ein Schlagen des Werkzeugs zum Bediener hin ermöglicht werden. Dies kann dazu dienen, ein Werkstück von hinten zu bearbeiten und zum Bediener hin zu treiben. Als Anwendungsfall kann z.B. ein in axialer Richtung festgesetztes Objekt in gegenaxialer Richtung durch das Werkzeug wieder gelöst werden. - Dabei wird das Schlagkraftspeichermittel durch ein lösbares Halteelement der Hammereinrichtung derart gehalten, dass das Schlagkraftspeichermittel in durchgängigem oder zeitweisem Kontakt mit dem Schlagwerk stehen oder derart in axialer Richtung zum Schlagwerk beabstandet sein kann, dass eine Übertragung der Schlagkraft vom Schlagwerk auf das Schlagkraftspeichermittel vollständig vermieden werden kann. Hierdurch kann entweder ein rein axialer Schlag des Werkzeugs wie bisher bekannt und zuvor beschrieben erfolgen oder dessen Schlagkraft kann teilweise bis vollständig über das Schlagkraftspeichermittel in einen gegenaxialen Rückschlag des Werkzeugs umgewandelt werden.
- Auf diese Weise ist die Hammereinrichtung der
DE 10 2016 101 675 A1 zwar geeignet, bei einer entsprechenden Einstellung des lösbaren Halteelements einen axialen Schlag des Schlagwerks teilweise oder vollständig in einen gegenaxialen Rückschlag des Werkzeugs umzuwandeln, um von hinten gegen ein Werkstück schlagen zu können. Jedoch muss ein festgesetztes Werkzeug auch bei einer derartigen Hammereinrichtung durch andere Techniken oder Werkzeuge gelöst werden, weil bei der Hammereinrichtung derDE 10 2016 101 675 A1 ebenso wie bei den zuvor beschriebenen bekannten Drucklufthämmern stets eine axiale Schlagkraftübertragung vom Schlagwerk auf das Werkzeug erfolgt, so dass bei einem feststeckenden Werkzeug keine Bewegung des Werkzeugs erzeugt werden kann. - Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hammereinrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, so dass auch auf ein festgesetztes Werkzeug der Hammereinrichtung eine Schlagkraft in gegenaxialer Richtung übertragen werden kann. Insbesondere soll eine Hammereinrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitgestellt werden, so dass ein feststeckendes Werkzeug der Hammereinrichtung durch eine Schlagkraft der Hammereinrichtung in gegenaxialer Richtung beaufschlagt werden kann, um das Werkzeug wieder zu lösen. Alternativ oder zusätzlich soll eine alternative Möglichkeit zur Hammereinrichtung der
DE 10 2016 101 675 A1 geschaffen werden, ein Schlagkraftspeicherelement mit kinetischer Energie aufzuladen, so dass eine Bewegung eines Werkzeugs ausschließlich in gegenaxialer Richtung bewirkt werden kann, die es ermöglicht, durch starre Ankoppelung von zu lösenden Objekten an das Werkzeug, z.B. mittels geeigneter Haken- oder Greifelemente, diese rein zugschlagend aus Materialien zu lösen bzw. zu entfernen oder Kräfte zu entfalten. Ferner sollen gezielte Vibrationen mit erregenden Kräften in axialer und/oder gegenaxialer Richtung erzielbar sein. - Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hammereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Hammersystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
- Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Hammereinrichtung wie z.B. einen Drucklufthammer. Vorzugsweise kann diese Hammereinrichtung handgeführt sein, d.h. von einer Person als Bediener in einer Hand bzw. mit beiden Händen gehalten und geführt werden. Die Hammereinrichtung kann jedoch auch durch eine Vorrichtung wie z.B. durch eine Maschine wie z.B. durch einen Bagger geführt werden. Ferner ist ein Einsatz bei Hammersystemen im Bereich der Erdgasförderung, der Erdölförderung, der Geothermie und grundsätzlich bei Tiefbohranwendungen denkbar, da auch hier kombinierte axiale und fallweise gegenaxiale Schlagfunktionalitäten von Interesse sind.
- Die Hammereinrichtung weist ein Schlagwerk auf, welches ausgebildet ist, in axialer Richtung entlang der Längsachse auf ein Werkzeug schlagend wirken zu können. Das Werkzeug kann in einer Werkzeugaufnahme der Hammereinrichtung z.B. mittels eines Halteelements aufgenommen werden, wie weiter unten näher beschrieben werden wird. Das Werkzeug kann dabei austauschbar oder dauerhaft aufgenommen werden. Das Werkzeug kann vorzugsweise ein Meißel sein, um z.B. eine schlagende Zertrümmerung von z.B. Gestein, Mauerwerk, Beton, Asphalt oder dergleichen bewirken zu können.
- Die Hammereinrichtung weist ferner wenigstens ein Schlagkraftspeicherelement auf, welches ausgebildet ist, eine Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung entlang der Längsachse zumindest teilweise speichernd aufzunehmen und zumindest teilweise als eine Schlagkraft des Schlagwerks in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse wieder an das Werkzeug abzugeben. Unter einem Schlagkraftspeicherelement wird dabei jedes Mittel verstanden, welches in der Lage ist, kinetische Energie in axialer Richtung aufzunehmen und zumindest teilweise, vorzugsweise möglichst vollständig, wieder in gegenaxialer Richtung abzugeben. Das Schlagkraftspeicherelement kann vorzugsweise ein elastisches Mittel sein, welches die kinetische Energie des Schlagwerks aus der axialen Richtung in die gegenaxiale Richtung umlenken kann.
- Die axiale Richtung bezeichnet dabei eine der beiden Richtungen entlang der Längsachse der Hammereinrichtung; die gegenaxiale Richtung bezeichnet die entgegengesetzte Richtung entlang der Längsachse der Hammereinrichtung.
- Die Hammereinrichtung weist darüber hinaus ein Schlagkraftumleitungselement auf, welches ausgebildet ist und derart im Kraftfluss zwischen dem Schlagwerk und dem Schlagkraftspeicherelement angeordnet ist oder angeordnet werden kann, so dass die Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung unter zumindest teilweiser, vorzugsweise vollständiger, Umgehung des Werkzeugs zumindest teilweise speichernd an das Schlagkraftspeicherelement abgegeben werden kann.
- Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass ein Werkzeug einer Hammereinrichtung durch Schläge mit einer Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung in ein Werkstück bzw. in ein zu bearbeitendes Material getrieben (Stemmschlag) und hierdurch ggfs. festgesetzt werden kann. Um das festgesetzte Werkzeug zu befreien, d.h. wieder freizusetzen, könnte ein Bediener bzw. eine Maschine wie z.B. ein Bagger, welcher bzw. welche die Hammereinrichtung führen und zur Bearbeitung des Werkstücks in axialer Richtung entlang der Längsachse zum Werkstück hindrücken kann, die Hammereinrichtung zum Freisetzen des Werkzeugs in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse von dem Werkstück weg ziehen. Hierbei können jedoch zum einen die Zugkräfte nicht ausreichend sein, um das Werkzeug der Hammereinrichtung zu befreien. Zum anderen können die zur Befreiung erforderlichen Zugkräfte die Hammereinrichtung beschädigen.
- Daher kann es vorteilhaft sein, stattdessen Schläge in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse auf das festgesetzte Werkzeug auszuüben, um die festklemmende Wirkung der vorangegangenen Schläge in axialer Richtung entlang der Längsachse wieder aufzuheben. Dies ist jedoch üblicherweise aus der Richtung der Werkzeugspitze nicht möglich, weil die Werkzeugspitze im Werkstück feststeckt.
- Erfindungsgemäß können jedoch seitens der Hammereinrichtung selbst Schläge in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse auf das Werkzeug ausgeübt werden, um dieses z.B. aus einer feststeckenden Lage innerhalb eines Werkstücks zu befreien (Zugschlag). Hierzu kann mittels des Schlagkraftumleitungselements die Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung entlang der Längsachse an dem Werkzeug vorbei in das Schlagkraftspeicherelement geleitet werden, so dass die Schlagkraft dort gespeichert und in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse wieder abgegeben werden kann. Dabei kann die gespeicherte Energie sowohl teilweise wieder zurück an das Schlagkraftumleitungselement und an das Werkzeug als auch vollständig und ausschließlich an das Werkzeug abgegeben werden.
- Auf diese Weise kann erfindungsgemäß die Schlagkraft des Schlagwerks unter Umgehung des Werkzeugs an diesem vorbei auf das Schlagkraftspeicherelement geleitet und durch dieses in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse auf das Werkzeug teilweise oder vollständig übertragen werden, so dass das Werkzeug in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse angetrieben werden kann. Hierdurch kann ein Werkzeug, welches durch die Benutzung der Hammereinrichtung festgesetzt wurde, auch durch die Hammereinrichtung selbst wieder freigesetzt werden. Somit kann auf weitere mühevolle oder unsachgemäße Techniken, Werkzeuge und sonstige Hilfsmittel verzichtet werden, um das festgesetzte Werkzeug zu befreien. Dies kann den Aufwand dieser Maßnahme reduzieren und insbesondere die eingesetzten Mittel vor Fehlbenutzung oder unnötigem Verschleiß oder sogar vor Bruch bewahren und in erheblichem Maße die Zeit der Unterbrechung der Bearbeitung des Werkstücks an dieser Stelle deutlich reduzieren.
- Vorteilhaft ist weiterhin, dass diese Wirkung auch bei einem in der Richtung entlang der Längsachse beweglichen Werkzeug genutzt werden kann, um hierdurch eine Bewegung in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse auf alternative Art und Weise wie aus der Hammereinrichtung der
DE 10 2016 101 675 A1 bekannt zu erzeugen. Steckt jedoch das Werkzeug fest, z.B. durch Festklemmen in einem Werkstück, so stellt die Umleitung der Schlagkraft durch das Schlagkraftumleitungselement an dem feststeckenden Werkzeug vorbei die einzige bekannte Möglichkeit dar, das Schlagkraftspeicherelement auch in dieser Lage mit kinetischer Energie aufzuladen und hierdurch befreiende Schläge in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse auf das Werkstück auszuüben. Bei der Hammereinrichtung derDE 10 2016 101 675 A1 ist dies nicht möglich, weil es dort an der Möglichkeit der Umgehung des Werkzeugs fehlt. - Das Schlagkraftumleitungselement kann dabei durchgängig zwischen dem Schlagwerk und dem Werkzeug angeordnet sein, so dass in diesem Fall z.B. durch eine variable Beabstandung des Schlagkraftumleitungselements zum Schlagkraftspeicherelement z.B. durch den Bediener ausgewählt werden kann, ob durch das Schlagkraftumleitungselement eine Übertragung der axialen Schlagkraft des Schlagwerks auf das Werkzeug und bzw. oder auf das Schlagkraftspeicherelement erfolgen soll, wie weiter unten näher beschrieben werden wird. Alternativ kann das Schlagkraftumleitungselement jedoch auch außerhalb des Kraftflusses zwischen dem Schlagwerk und dem Werkzeug angeordnet sein, falls das Werkzeug von dem Schlagwerk mittels eines Stemmschlags direkt schlagend auf das Werkstück getrieben werden soll.
- Zur Ausübung eines reinen Zugschlages kann das Schlagkraftumleitungselement z.B. durch den Bediener z.B. mittels Längsverstellung eines Halteelements entlang der Längsachse in einen direkten Kontakt mit dem Schlagwerk auf der einen Seite und mit dem Schlagkraftspeicherelement auf der gegenüberliegende Seite gebracht werden, sodass ein Kraftfluss von dem Schlagwerk über das Schlagkraftumleitungselement an dem Werkzeug vorbei auf das Schlagkraftspeicherelement bewirkt werden kann, um das Werkzeug dann nach Entladung des Schlagkraftspeicherelements von hinten, d.h. in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse, schlagend anzutreiben. Alternativ ist es auch vorstellbar, das Schlagkraftumleitungselement zur Ausübung eines reinen Zugschlages bei Bedarf z.B. seitlich zur Längsachse in den Kraftfluss zwischen dem Schlagwerk und dem Werkzeug einzuführen, um diese Funktion zu schaffen.
- Dabei kann die Umleitung der axialen Schlagkraft des Schlagwerks mittels des Schlagkraftumleitungselements vollständig an dem Werkzeug vorbei zum einen als eine rückschlagende Funktion eines Werkzeugs, welches in der Hammereinrichtung aufgenommen ist, verwendet werden, um ein feststeckendes Werkzeug rückschlagend aus dem Werkstück zu befreien. Zum anderen kann die rückschlagende Funktion eines Werkzeugs verwendet werden, um eine Kraftausübung des Werkzeugs auf ein Werkstück in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse wie z.B. zum Lösen von Bolzen, Nägeln, festgefahrenen Meißeln, Bohrgestänge oder dergleichen zu erreichen, wie hinsichtlich der Hammereinrichtung der
DE 10 2016 101 675 A1 dort beschrieben. In diesem Fall kann das Werkzeug in starrer Ausführung an das zu lösende Bauteil angekoppelt werden, so dass eine gute Führung des Werkzeugs bei der Handhabung zum Lösen von Werkstücken bewirkt werden kann. - Ferner besteht die Möglichkeit, die axiale Schlagkraft teilweise auf das Werkzeug auszuüben, so dass dieser Anteil der Schlagkraft eines Schlages des Schlagwerks auf ein Werkstück in axialer Richtung entlang der Längsachse übertragen werden kann, und gleichzeitig die axiale Schlagkraft teilweise speichernd auf das Schlagkraftspeicherelement zu übertragen, so dass anschließend dieser Anteil der Schlagkraft des Schlages des Schlagwerks in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse genutzt werden kann, z.B. um das Werkzeug sicher wieder aus dem Werkstück entfernen zu können. Hierdurch kann eine weitere Funktion geschaffen werden, um ein Feststecken des Werkzeugs im Werkstück durch Stemmschläge präventiv zu verhindern, indem jedem Stemmschlag ein Zugschlag folgt. Dabei kann es zu bevorzugen sein, einen größeren Teil bis sogar den wesentlichen Anteil der kinetischen Energie eines Schlages des Schlagwerks dem Werkzeug direkt für den Stemmschlag zuzuführen und lediglich einen vergleichsweise geringen Anteil der kinetischen Energie des Schlages des Schlagwerks für den Zugschlag zur Verfügung zu stellen. Dies kann die Bearbeitung des Werkstücks wirkungsvoller werden lassen, wobei gleichzeitig die Möglichkeit der Vermeidung des Feststeckens genutzt werden kann.
- Vorteilhaft ist bei dieser Möglichkeit auch, dass über die Beabstandung des Schlagkraftumleitungselements zum Schlagkraftspeicherelement die durchgeführte Stemmschlagtiefe beeinflusst werden kann. Hierdurch kann es ermöglichst werden, die Stemmschlagtiefe für eine exakte Bearbeitung eines Werkstücks vorzugeben. Dies kann die Qualität der Bearbeitung erhöhen.
- In jedem Fall ist die erfindungsgemäße Hammereinrichtung jedoch vorzugsweise ausgebildet, die Funktionen des teilweisen und bzw. oder des vollständigen Zugschlags zusätzlich zum Stemmschlag anzubieten. Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäße Hammereinrichtung vorzugsweise ausgebildet, sowohl alleinige Stemmschläge auf ein Werkstück in axialer Richtung entlang der Längsachse als auch alleinige Zugschläge auf ein Werkstück von hinten in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse sowie auf ein in einem Werkstück feststeckendes Werkzeug ausüben zu können. Ferner kann vorzugsweise zusätzlich die Möglichkeit geschaffen werden, einen Schlag des Schlagwerks in einen Stemmschlag mit anschließendem Zugschlag umzusetzen. Auf diese Art und Weise kann die erfindungsgemäße Hammereinrichtung wie bisher bekannt zur Ausübung von reinen Stemmschlägen verwendet und durch die optionale Möglichkeit zur Ausübung von vollständigen oder teilweisen Zugschlägen sowie vorzugsweise ferner von kombinierten Stemm-/Zugschlägen um zusätzliche Funktionen erweitert werden.
- Die zumindest teilweise bzw. wahlweise Umgehung des Werkzeugs hinsichtlich des Kraftflusses zwischen dem Schlagwerk und dem Schlagkraftspeicherelement durch das Schlagkraftumleitungselement kann dabei durch jeden Körper erfolgen, welcher angeordnet und ausgebildet ist, eine kinetische Energie eines axialen Schlags des Schlagwerks teilweise oder vollständig anstelle des Werkzeugs auf das Schlagkraftspeicherelement zu übertragen, so dass ein zuvor beschriebener Zugschlag ausgeübt werden kann.
- Dieser Körper bzw. eine Mehrzahl von Körpern, wie weiter unten näher beschrieben werden wird, kann dabei als einteiliger oder einstückiger Bestandteil des Schlagkraftumleitungselements und bzw. oder als Bestandteil des Schlagkraftspeicherelements oder als hiervon separates und in Richtung entlang der Längsachse zumindest abschnittsweise dazwischen angeordnetes Element ausgebildet sein. Eine Einteiligkeit sowie eine separate Ausbildung kann dabei eine separate Herstellung des Körpers ermöglichen, was die Herstellung vereinfachen kann. Auch können hierdurch unterschiedliche Materialien für den Körper, das Schlagkraftumleitungselement und bzw. oder das Schlagkraftspeicherelement verwendet werden, was den Gestaltungsspielraum der Körper und Elemente erhöhen kann. Eine Einstückigkeit kann die Herstellung vereinfachen, weil der Körper bereits vor der Montage als Bestandteil des Schlagkraftumleitungselements bzw. des Schlagkraftspeicherelements ausgebildet sein kann, was wenigstens einen Montageschritt sparen sowie die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Körper und dem Element verbessern kann. Letzteres kann die Langlebigkeit der Verbindung gerade aufgrund der impulsartigen Belastungen durch die Schlagkräfte erhöhen.
- Vorzugsweise kann ein Werkzeug von der Hammereinrichtung entlang der Längsachse aufgenommen werden und der Körper ist entlang der Längsachse beabstandet, insbesondere radial beabstandet, angeordnet. Hierdurch kann eine Kraftübertragung und eine Kraftleitung außenseitig an dem Werkzeug vorbei erfolgen, wodurch eine möglichst gleichmäßige Kraftübertragung erreicht werden kann. Dies kann insbesondere bei der Verwendung von mehreren um die Längsachse herum, vorzugsweise in Umfangsrichtung, verteilten Körpern bzw. bei einem um die Längsachse herum, vorzugsweise in Umfangsrichtung, geschlossenen Körper bewirkt werden.
- Vorzugsweise ist das Schlagwerk mittels Druckluft, mittels Druckfluid, mittels eines kraftstoffbetriebenen Antriebs wie z.B. mittels eines Benzinmotors und bzw. oder elektromechanisch betreibbar. Hierdurch können verschiedene Varianten von Antriebsmitteln genutzt werden. Bei mit Druckluft oder mit Druckfluid betriebenen Schlagwerken kann eine Schlagfunktion auf das Werkzeug in axialer Richtung entlang der Längsachse mittels eines bewegbaren Kolbens oder Schlagwerks und in der gegenaxialen Richtung entlang der Längsachse durch mindestens ein beim vorangegangenen Schlag aufgeladenes Schlagkraftspeicherelement bewirkbar sein.
- Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schlagkraftumleitungselement ausgebildet, in der Richtung entlang der Längsachse auf einer Seite die Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung entlang der Längsachse aufzunehmen, und das Schlagkraftumleitungselement ist ferner ausgebildet, in der Richtung entlang der Längsachse auf der gegenüberliegenden Seite die Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung entlang der Längsachse an das Werkzeug und bzw. oder an das Schlagkraftspeicherelement abzugeben. Auf diese Weise kann über das Schlagkraftumleitungselement eine Verteilung der aufgenommenen axialen Schlagkraft dahingehend erfolgen, dass die axiale Schlagkraft entweder vollständig an ein aufgenommenes Werkzeug oder vollständig an das Schlagkraftspeicherelement weitergeleitet werden kann. Hierdurch kann entweder ein reiner Stemmschlag oder ein reiner Zugschlag durch das Werkzeug ausgeübt werden. Alternativ kann auch eine Verteilung der axialen Schlagkraft auf das Werkzeug und auf das Schlagkraftspeicherelement erfolgen, was zur Ausübung zuerst eines Stemmschlags des Werkzeugs mit paralleler Aufladung des Schlagkraftspeicherelements und anschließendem Zugschlag in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse (kombinierter Stemm- /Zugschlag) führen kann, wie zuvor bereits beschrieben.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bzw. sind das Schlagkraftumleitungselement und bzw. oder das Schlagkraftspeicherelement zumindest abschnittsweise in der Richtung entlang der Längsachse ausgebildet, sich zumindest abschnittsweise an dem Werkzeug, vorzugsweise parallel, vorbei zu erstrecken. Auf diese Weise kann eine räumliche Umgehung des Werkzeugs durch entweder nur das Schlagkraftumleitungselement oder nur das Schlagkraftspeicherelement oder teilweise sowohl durch das Schlagkraftumleitungselement als auch durch das Schlagkraftspeicherelement erreicht werden, so dass durch einen berührenden Kontakt zwischen dem Schlagkraftumleitungselement und dem Schlagkraftspeicherelement eine Übertragung der kinetischen Energie eines Schlags des Schlagwerks in axialer Richtung entlang der Längsachse erfolgen kann, um das Schlagkraftspeicherelement mit dieser kinetischen Energie aufzuladen, welche anschließend wieder in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse abgegeben werden kann.
- Durch den zurückgelegten Weg bis zum berührenden Kontakt berührenden Kontakts, welcher durch das Maß des Abstands zwischen dem Schlagkraftumleitungselement und dem Schlagkraftspeicherelement in der Richtung entlang der Längsachse bzw. durch die Vermeidung eines derartigen Abstands erreicht werden kann, kann das Maß der Übertragung der kinetischen Energie ggfs. beeinflusst werden, um im ersten Fall einen kombinierten Stemmschlag mit anschließendem Zugschlag und im zweiten Fall einen reinen Zugschlag ausführen zu können.
- Wird dieser berührende Kontakt zur Durchführung eines Stemmschlags des Werkzeugs vermieden, kann auch eine Übertragung der kinetischen Energie eines Schlags des Schlagwerks in axialer Richtung entlang der Längsachse von dem Schlagkraftumleitungselement auf das Schlagkraftspeicherelement vermieden werden, was erforderlich sein kann, um die maximale kinetische Energie eines Schlags des Schlagwerks auf das Werkzeug zu übertragen. Dies kann durch einen entsprechend großen Abstand zwischen dem Schlagkraftumleitungselement und dem Schlagkraftspeicherelement in der Richtung entlang der Längsachse erreicht werden.
- Es kann vorteilhaft sein, wenn sich das Schlagkraftumleitungselement und bzw. oder das Schlagkraftspeicherelement vorzugsweise parallel an dem Werkzeug vorbei erstrecken, um die zuvor beschriebenen Eigenschaften auf einem möglichst geringen Bauraum realisieren zu können.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bzw. weisen das Schlagkraftumleitungselement und bzw. oder das Schlagkraftspeicherelement zumindest abschnittsweise wenigstens einen Steg, vorzugsweise eine Mehrzahl von Stegen, auf, welcher bzw. welche sich zumindest abschnittsweise an dem Werkzeug, vorzugsweise parallel, vorbei erstreckt bzw. erstrecken. Auf diese Weise kann eine Kraftübertragung an dem Werkzeug vorbei mittels eines möglichst geringen Bauraums erfolgen. Dies kann insbesondere bei der Verwendung lediglich eines Stegs der Fall sein. Dabei kann unter einem Steg ein sich in der Richtung entlang der Längsachse erstreckender Körper verstanden werden, welcher in Umfangsrichtung des Werkzeugs betrachtet lediglich abschnittsweise vorhanden ist. Dies kann für die Erreichung der zuvor beschriebenen Eigenschaften ausreichend sein. Dabei kann der Steg vollständig als Bestandteil des Schlagkraftumleitungselements oder vollständig als Bestandteil des Schlagkraftspeicherelements oder teilweise als jeweiliger Bestandteil oder als eigenständiges Bauteil bzw. als eigenständige Bauteile ausgebildet sein. Ferner kann der Steg aus den bereits zuvor erläuterten Gründen einteilig und vorzugsweise einstückig mit dem Schlagkraftumleitungselement bzw. mit dem Schlagkraftspeicherelement ausgebildet sein.
- Vorzugsweise eine Mehrzahl von Stegen zu verwenden kann vorteilhaft sein, weil hierdurch in Umfangsrichtung um die Längsachse herum eine gleichmäßigere Kräfteübertragung und Kräfteverteilung erfolgen kann. Hierdurch können auch die impulsartigen Belastungen zwischen den Kontaktpartnern gleichmäßiger verteilt werden. Dies kann das Schlagkraftumleitungselement und das Schlagkraftspeicherelement schonen und dessen Langlebigkeit erhöhen. Ferner können hierdurch z.B. Verkantungen des Schlagkraftumleitungselements und bzw. oder des Schlagkraftspeicherelements vermieden werden.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Schlagkraftumleitungselement und bzw. oder das Schlagkraftspeicherelement zumindest abschnittsweise wenigstens ein Paar, vorzugsweise eine Mehrzahl von Paaren, einander diametral zur Längsachse gegenüberliegender Stege auf, welches bzw. welche sich zumindest abschnittsweise an dem Werkzeug, vorzugsweise parallel, vorbei erstreckt bzw. erstrecken. Durch ein Paar von Stegen können die zuvor bereits beschriebenen Vorteile von mehreren Stegen genutzt werden. Diese Stege des Paares einander diametral zur Längsachse gegenüberliegend anzuordnen kann jedoch dazu beitragen, mit möglichst wenigen Stegen zugunsten des reduzierten Bauraums dennoch eine möglichst gleichmäßige Kräfteübertragung und Kraftverteilung zu erreichen, so dass die zuvor beschriebenen hiermit einhergehenden Vorteile erreicht werden können. Dies gilt entsprechend für die Verwendung von mehreren Paaren einander diametral zur Längsachse gegenüberliegender Stege, wobei diese Paare von Stegen vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt und zueinander beabstandet sein können, um diese Vorteile bei möglichst geringer Anzahl von Stegpaaren weiter zu erhöhen.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bzw. weisen das Schlagkraftumleitungselement und bzw. oder das Schlagkraftspeicherelement zumindest abschnittsweise wenigstens einen in Umfangsrichtung um die Längsachse geschlossenen Körper, vorzugsweise wenigstens einen ringförmigen Körper und bzw. oder einen eckigen, vorzugsweise sechseckigen, Körper, auf, welcher sich zumindest abschnittsweise an dem Werkzeug, vorzugsweise parallel, vorbei erstreckt.
- Durch einen derartigen Körper kann eine entsprechend gleichmäßige Kräfteverteilung und Kräfteübertragung in Umfangsrichtung erfolgen. Ferner kann ein sehr stabiler Körper für die impulsartige Kraftübertragung geschaffen werden, so dass z.B. auf seitliche Führungselemente in Umfangsrichtung zwischen einzelnen Stegen verzichtet werden kann. Auch kann bei einer einteiligen Ausbildung die Montage vereinfacht werden, weil lediglich ein einziger Körper an dem Schlagkraftumleitungselement und bzw. oder an dem Schlagkraftspeicherelement montiert werden muss.
- Dabei kann der Körper vollständig als Bestandteil des Schlagkraftumleitungselements oder vollständig als Bestandteil des Schlagkraftspeicherelements oder teilweise als jeweiliger Bestandteil oder als eigenständiges Bauteil bzw. als eigenständige Bauteile ausgebildet sein. Ferner kann der Körper aus den bereits zuvor erläuterten Gründen einteilig und vorzugsweise einstückig mit dem Schlagkraftumleitungselement bzw. mit dem Schlagkraftspeicherelement ausgebildet sein.
- Den Körper ringförmig auszubilden kann vorteilhaft sein, um einen möglichst kostengünstigen Körper zu schaffen, welcher z.B. als Drehzeit hergestellt werden kann. Alternativ kann jedoch auch ein eckiger und insbesondere ein sechseckiger, d.h. hexagonaler, Körper verwendet werden, welcher mit seiner Innenkontur das Werkzeug verdrehsicher aufnehmen kann. Ein eckiger Körper kann dabei aufwendiger zu fertigen und damit teurer sein, so doch eine Verdrehung des Werkzeugs um die Längsachse verhindern. Hierzu weist die Hammereinrichtung vorzugsweise eine Werkzeugaufnahme auf, welche korrespondierend eckig ausgebildet ist.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Schlagkraftumleitungselement in der Richtung entlang der Längsachse dem Schlagkraftspeicherelement zugewandt eine Kontaktfläche auf und das Schlagkraftspeicherelement weist in der Richtung entlang der Längsachse dem Schlagkraftumleitungselement zugewandt eine erste Kontaktfläche auf, wobei die Kontaktfläche des Schlagkraftumleitungselements ausgebildet ist, die Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung entlang der Längsachse durch Berührung auf die erste Kontaktfläche des Schlagkraftspeicherelements übertragen zu können. Auf diese Weise kann eine ausreichende flächige Übertragungsmöglichkeit geschaffen werden, um den Impuls der axialen Schlagkraft des Schlagwerks von dem Schlagkraftumleitungselement auf das Schlagkraftspeicherelement zu übertragen. Dabei können die beiden Kontaktflächen vorzugsweise derart zueinander angeordnet sein, d.h. ihre Überdeckung bei Berührung in der Richtung entlang der Längsachse derart dimensioniert sein, dass die impulsartige Schlagkraft der jeweiligen Anwendung wirkungsvoll übertragen werden kann. Gleichzeitig können die Kontaktflächen ausreichend groß dimensioniert sein, dass auch bei längerem Gebrauch eine Langlebigkeit der Kontaktflächen bzw. deren Elemente erreicht werden kann.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Schlagkraftspeicherelement in der Richtung entlang der Längsachse dem Werkzeug zugewandt eine zweite Kontaktfläche auf, wobei die zweite Kontaktfläche des Schlagkraftspeicherelements ausgebildet ist, die Schlagkraft des Schlagwerks in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse durch Berührung auf eine Kontaktfläche des Werkzeugs, vorzugsweise auf eine Kontaktfläche eines radialen Vorsprungs des Werkzeugs, übertragen zu können. Hierdurch können gegenüber dem Werkzeug die gleichen Eigenschaften und Vorteile erreicht werden wie zuvor beschrieben.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schlagkraftspeicherelement ausgebildet, in einer ersten Stellung gegenüber dem Schlagkraftumleitungselement in der Richtung entlang der Längsachse derart beabstandet zu sein, so dass die Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung nicht aufgenommen werden kann, und das Schlagkraftspeicherelement ist ferner ausgebildet, in einer zweiten Stellung gegenüber dem Schlagkraftumleitungselement in der Richtung entlang der Längsachse derart nahe angeordnet zu sein, so dass die Schlagkraft des Schlagwerks in axialer Richtung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, von dem Schlagkraftumleitungselement aufgenommen werden kann. Auf diese Weise kann eine erste Stellung eingenommen werden, um einen reinen Stemmschlag wie bisher bekannt ausführen zu können. Ferner kann eine weitere Stellung eingenommen werden, um einen kombinierten Stemmschlag mit anschließendem Zugschlag oder vorzugsweise einen reinen Zugschlag ausführen zu können. Vorzugsweise kann in einer zweiten Stellung ein kombinierter Stemmschlag mit anschließendem Zugschlag und in einer dritten Stellung ein reiner Zugschlag ausgeführt werden. Hierdurch kann ein Umschalten zwischen diesen Funktionen durch den Bediener erfolgen, um diese Funktionen bedarfsgerecht wahlweise nutzen zu können.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Schlagkraftspeicherelement mittels einer Drehbewegung um die Längsachse zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung in der Richtung entlang der Längsachse hin und her bewegt werden, wobei die Drehbewegung vorzugweise um weniger als eine volle Umdrehung um die Längsachse, besonders vorzugsweise um ca. eine halbe Umdrehung um die Längsachse, ausgeführt werden kann. Auf diese Weise kann ein sehr einfaches und bzw. oder intuitives Umschalten zwischen den zuvor beschriebenen Funktionen durch den Bediener erfolgen. Dies gilt insbesondere für eine handgeführte Hammereinrichtung. Dabei kann es besonders einfach und bzw. intuitiv für den Bediener sein, die Drehbewegung über lediglich einen vergleichsweise geringen Winkelbereich wie z.B. weniger als 360° als volle Umdrehung bzw. um ca. 180° als halbe Umdrehung um die Längsachse ausführen zu müssen, um ein Umschalten zwischen zwei Funktionen bewirken zu können. Gerade bei einer lediglich halben Umdrehung um die Längsachse kann diese ohne Umgreifen der Hand ausgeführt werden, was die Art des Umschaltens besonders einfach gestalten kann.
- Dabei kann durch die Drehbewegung z.B. über ein Gewinde mit einer entsprechenden Steigung ein Abstand zwischen dem Schlagkraftumleitungselement und dem Schlagkraftspeicherelement in der Richtung entlang der Längsachse bewirkt werden. Je größer dabei die Steigung des Gewindes ist, desto geringer muss das Maß der Drehbewegung um die Längsachse sein, um eine Abstandsänderung in der Richtung entlang der Längsachse zu bewirken. Alternativ kann auch eine rein translatorische Annäherung des Schlagkraftumleitungselements in Richtung des Schlagkraftspeicherelements entlang der Längsachse erfolgen, wobei die einzunehmende Stellung dann vorzugsweise durch eine Arretierung fixiert werden kann.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schlagkraftspeicherelement ausgebildet, mittels eines Halteelements an einem Gehäusekörper der Hammereinrichtung gehalten zu werden, wobei das Halteelement samt Schlagkraftspeicherelement in der Richtung entlang der Längsachse gegenüber dem Gehäusekörper verstellbar, vorzugsweise um die Längsachse verdrehbar, ausgebildet ist und bzw. oder wobei das Schlagkraftspeicherelement in der Richtung entlang der Längsachse gegenüber dem Halteelement verstellbar, vorzugsweise um die Längsachse verdrehbar, ausgebildet ist.
- Durch ein Halteelement wie z.B. durch eine Haltekappe kann ein Abschluss der Hammereinrichtung in der Richtung entlang der Längsachse zum Werkstück hin erfolgen, durch welche hindurch das aufgenommene Werkzeug geführt werden kann. Dabei kann das Halteelement vorzugsweise abnehmbar und besonders vorzugsweise abschraubbar sein, um das Werkzeug aufnehmen zu können. Das Werkzeug kann vorzugsweise einen Bund in Form eines radialen Rands bzw. eines radialen Vorsprungs aufweisen, um bei der Ausführung von Stemmschlägen durch den radialen Vorsprung innerhalb des Halteelements gehalten zu werden, d.h. nicht durch die Schlagkraft aus der Hammereinrichtung herausgetrieben zu werden.
- Ein derartiges oder sonstiges Halteelement kann dazu verwendet werden, das Schlagkraftspeicherelement zu halten, wobei entweder das Halteelement samt Schlagkraftspeicherelement gegenüber dem Gehäusekörper der Hammereinrichtung oder das Schlagkraftspeicherelement gegenüber dem Halteelement der Hammereinrichtung zumindest entlang der Längsachse derart beweglich sein können, so dass durch diese Relativbewegung der Abstand entlang der Längsachse zwischen dem Schlagkraftumleitungselement und dem Schlagkraftspeicherelement z.B. durch den Bediener verstellt werden kann. Dies kann grundsätzlich durch eine Relativbewegung der entsprechenden Bewegungspartner der Hammereinrichtung in der Richtung entlang der Längsachse erfolgen. Vorzugsweise kann diese Abstandsänderung in der Richtung entlang der Längsachse durch eine separate Drehbewegung entweder der Haltekappe oder des Schlagkraftspeicherelements erreicht werden, wobei auch eine kombinierte Drehbewegung beider Elemente sowie eine kombinierte Dreh- und translatorische Bewegung in der Richtung entlang der Längsachse möglichst ist, welche sowohl alleinig durch die Haltekappe oder das Schlagkraftspeicherelement sowie durch beide Körper teilweise oder vollständig gemeinsam ausgeführt werden kann.
- Dabei kann es zu bevorzugen sein, das Schlagkraftspeicherelement feststehend in der Haltekappe anzuordnen und die Abstandsänderung zwischen dem Schlagkraftumleitungselement und dem Schlagkraftspeicherelement in der Richtung entlang der Längsachse durch eine, vorzugsweise ungefähr halbe, Drehbewegung der Haltekappe um die Längsachse auszuführen, so dass ein Bediener zwischen zwei der zuvor beschriebenen Funktionen, vorzugsweise zwischen den drei zuvor beschriebenen Funktionen, durch eine einfache, intuitive und direkte Handbewegung umschalten kann.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schlagkraftspeicherelement elastisch rückstellend, vorzugsweise inkompressibel elastisch rückstellend, ausgebildet, wobei das Schlagkraftspeicherelement vorzugsweise einen Elastomerkörper aufweist, besonders vorzugsweise aus einem Elastomerkörper besteht, und bzw. oder vorzugsweise eine metallische Feder, besonders vorzugsweise eine metallische Schraubenfeder, aufweist, vorzugsweise aus dieser besteht. Auf diese Weise kann eine Speicherung und Abgabe der aufgenommenen kinetischen Energie eines Schlags in entgegengesetzter Richtung entlang der Längsachse umgesetzt werden. Insbesondere kann ein elastisch rückstellendes Schlagkraftspeicherelement seine Energie schnell und verlustarm entgegen der vorangegangenen Schlagrichtung zurück an das Werkzeug wieder abgeben. Dabei kann der Wirkungsgrad erhöht werden, indem ein nahezu inkompressibles Schlagkraftspeicherelement verwendet wird.
- Mittels eines Elastomerkörpers, welcher auch als Elastomerfeder bezeichnet werden kann, oder einer metallischen Feder kann die Funktion einer Schlagkraftspeicherung und Abgabe in entgegengesetzter Richtung umgesetzt werden. Elastomerkörper können dabei einfach hergestellt und durch die Wahl des Materials auf die gewünschte Shore-Härte eingestellt werden, um die gewünschte Schlagkraftspeicherung für den jeweiligen Anwendungsfall bereitzustellen. Auch können metallische Federn durch ihre Geometrie, Werkstoffauswahl etc. auf die gewünschte Federkonstante eingestellt werden. Insbesondere können für eine Einfederung in Richtung entlang der Längsachse Schraubendruckfedern verwendet werden. Es können auch mehrere Elastomerkörper und bzw. oder mehrere metallische Federn gemeinsam eingesetzt werden. Auch kann mindestens ein Elastomerkörper mit mindestens einer metallischen Feder gemeinsam als Schlagkraftspeicherelement eingesetzt werden.
- Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Hammersystem mit einer Hammereinrichtung wie zuvor beschrieben und mit einem Werkzeug, wobei das Werkzeug ausgebildet ist, die Schlagkraft des Schlagwerks der Hammer-einrichtung in axialer Richtung entlang der Längsachse, vorzugsweise über ein einer Werkzeugspitze axial gegenüberliegendes Werkzeugeinsteckende, besonders vorzugsweise über ein einer Werkzeugspitze axial gegenüberliegendes Werkzeugeinsteckende eines Werkzeugschafts, aufzunehmen, wobei das Werkzeug wenigstens einen radialen Vorsprung aufweist, welcher ausgebildet ist, die Schlagkraft des Schlagwerks der Hammereinrichtung in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse zumindest teilweise von dem Schlagkraftspeicherelement der Hammereinrichtung aufzunehmen. Auf diese Weise kann ein Werkzeug bereitgestellt werden, welches die Umsetzung der zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile einer erfindungsgemäßen Hammereinrichtung ermöglichen kann. Ein derartiges Werkzeug kann genutzt werden, einige oder alle zuvor beschrieben möglichen Funktionen der Hammereinrichtung wie alleiniger Stemmschlag, alleiniger Zugschlag sowie kombinierter Stemmschlag mit anschließendem Zugschlag ausführen zu können.
- Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der radiale Vorsprung in der Richtung entlang der Längsachse eine dem Schlagkraftspeicherelement der Hammereinrichtung zugewandte Kontaktfläche auf, wobei die Kontaktfläche des radialen Vorsprungs ausgebildet ist, die Schlagkraft des Schlagwerks der Hammereinrichtung in gegenaxialer Richtung entlang der Längsachse von dem Schlagkraftspeicherelement der Hammereinrichtung aufzunehmen. Für die Dimensionierung dieser Kontaktfläche gilt entsprechend, was zuvor bereits hinsichtlich der Kontaktflächen des Schlagkraftumleitungselements und bzw. oder des Schlagkraftspeicherelements beschrieben wurde.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Werkzeug ein Werkzeugende zur Bearbeitung eines Werkstücks auf, wobei das Werkzeugende auswechselbar ausgebildet ist. Das Werkzeugende zur Bearbeitung eines Werkstücks kann auch als Werkzeugspitze bezeichnet werden. Insbesondere kann das Werkzeugende bzw. die Werkzeugspitze gegenüber einem Schaft des Werkzeugs auswechselbar ausgebildet sein. Vorzugsweise kann das Werkzeugende bzw. die Werkzeugspitze durch eine Schraubbewegung an dem Schaft des Werkzeugs befestigt bzw. von diesem entfernt werden. Auf diese Art und Weise wird es ermöglicht, das entsprechende Ende des Werkzeugs bzw. des Werkzeugschafts je nach gewünschter Funktion mit einem passenden Werkzeugende bzw. mit einer passenden Werkzeugspitze zu versehen, so dass das Werkzeug vielfältig eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann für einen Stemmschlag eine Meißelspitze verwendet werden, welche für einen Zugschlag gegen einen Haken getauscht werden kann. Auch können je nach Aufgabe unterschiedliche Meißelspitzen (Meißelspitzenbits) bzw. Haken verwendet werden. Das Werkzeug an sich kann hierdurch als universeller Wechseladapter betrachtet werden, welcher der Verbindung zwischen der auswechselbaren Werkzeugspitze und der Hammereinrichtung dient und je nach Aufgabe umgerüstet und eingesetzt werden kann.
- Vorteilhaft kann hierbei auch sein, dass bei einem Verschleiß des Werkzeugendes bzw. der Werkzeugspitze lediglich diese ausgewechselt werden muss, das Werkzeug an sich jedoch weiterverwendet werden kann. Dies kann die Betriebskosten reduzieren sowie die Verfügbarkeit erhöhen.
- Mehrere Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
- Figur 1
- eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Hammereinrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels ohne Werkzeug;
- Figur 2
- eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs;
- Figur 3
- eine Detaildarstellung der
Figur 1 mit aufgenommenem Werkzeug; - Figur 4
- eine vergrößerte Darstellung der
Figur 3 ; - Figur 5
- eine Detaildarstellung vergleichbar der
Figur 3 für eine erfindungsgemäße Hammereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit Werkzeug; - Figur 6
- eine Detaildarstellung vergleichbar der
Figur 3 für eine erfindungsgemäße Hammereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit Werkzeug; - Figur 7
- eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Hammereinrichtung gemäß des ersten Ausführungsbeispiels mit Werkzeug in einem ersten Schritt eines Stemmschlags;
- Figur 8
- die Darstellung der
Figur 7 in einem zweiten Schritt des Stemmschlags; - Figur 9
- die Darstellung der
Figur 7 in einem dritten Schritt des Stemmschlags; - Figur 10
- eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Hammereinrichtung gemäß des ersten Ausführungsbeispiels mit Werkzeug in einem ersten Schritt eines Zugschlags;
- Figur 11
- die Darstellung der
Figur 10 in einem zweiten Schritt des Zugschlags; - Figur 12
- die Darstellung der
Figur 10 in einem dritten Schritt des Zugschlags; und - Figur 13
- die Darstellung der
Figur 10 in einem vierten Schritt des Zugschlags. -
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Hammereinrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ohne Werkzeug 2. Die Hammereinrichtung 1 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer Längsachse X, zu der eine radiale Richtung R senkrecht orientiert ist. Dabei kann eine der beiden Richtungen entlang der Längsachse X als axiale Richtung A und die entgegengesetzte Richtung entlang der Längsachse X als gegenaxiale Richtung B bezeichnet werden.Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 2. - Die Hammereinrichtung 1 lässt sich in einen feststehenden Gehäuseteil 10, welcher auch als Gehäusekörper 10 bezeichnet werden kann, und in einen verstellbaren Gehäuseteil 16, welcher auch als Halteelement 16 oder als Haltekappe 16 bezeichnet werden kann, unterteilen. Dabei kann die Haltekappe 16 gegenüber dem Gehäusekörper 10 entlang der Längsachse X bewegt werden, wie weiter unten noch erläutert werden wird. Der Gehäusekörper 10, die Haltekappe 16 sowie alle weiteren diesen zugeordneten Elemente der Hammereinrichtung 1 sind vorzugsweise zylindrisch und rotationssymmetrisch zur Längsachse X ausgebildet.
- In den hier betrachteten Ausführungsbeispielen ist die Hammereinrichtung 1 als handgeführte Hammereinrichtung 1 und vorzugsweise als Drucklufthammer 1 ausgebildet. Daher weist der Gehäusekörper 10 an seinem einen Ende entlang der Längsachse X einen Handgriff 11 auf, der von einem Bediener, der den Drucklufthammer 1 von Hand führt, mit einer Hand gegriffen werden kann. Vom Handgriff 11 weg erstreckt sich entlang der Längsachse X in der axialen Richtung A als Bestandteil des Gehäusekörpers 10 eine Schlagwerkaufnahme 12, welche auch als Schlagwerkgehäuse 12 bezeichnet werden kann. In der Schlagwerkaufnahme 12 ist das Schlagwerk 13 angeordnet, welches auch als Schlagkolben 13 oder als Schlagstück 13 bezeichnet werden kann. Im Falle der Umsetzung der Hammereinrichtung 1 als Drucklufthammer 1 wird das Schlagwerk 13 durch Druckluft betrieben, welche von außerhalb des Drucklufthammers 1 z.B. seitens eines Kompressors über einen Schlauch zugeführt werden kann (nicht dargestellt).
- An die Schlagwerkaufnahme 12 schließt sich als weiterer Bestandteil des Gehäusekörpers 10 entlang der Längsachse X in der axialen Richtung A eine Werkzeugaufnahme 14 an, welche auch als Werkzeuggehäuse 14 bezeichnet werden kann. Innerhalb der Werkzeugaufnahme 14 kann ein Werkzeug 2, wie z.B. in der
Figur 2 dargestellt, aufgenommen werden. Der Übergangsbereich zwischen der Schlagwerkaufnahme 12 und der Werkzeugaufnahme 14 ist radial enger ausgebildet und stellt ein Trennelement 14a der beiden Aufnahmen 12, 14 dar. Das Trennelement 14a dient in der axialen Richtung A als Anschlagsfläche entlang der Längsachse X für den radial äußeren Teil des Schlagwerks 13 sowie in der gegenaxialen Richtung B als Anschlagfläche entlang der Längsachse X für den radial äußeren Teil eines Schlagkraftumleitungselements 15, welches weiter unten beschrieben werden wird. Durch eine radial innenseitige Durchgangsöffnung des Trennelement 14a, welche sich entlang der Längsachse X erstreckt, können sich die beiden radial inneren Bereich des Schlagwerks 13 und des Schlagkraftumleitungselements 15 hindurch kräfteübertragend berühren. - Das Werkzeug 2 ist in diesem Fall als Meißel 2 ausgebildet und weist einen zylindrischen Werkzeugschaft 20 auf, welcher sich entlang der Längsachse X erstreckt, siehe
Figur 2 . Alternativ könnte auch ein hexagonaler Werkzeugschaft 20 verwendet werden. Der Werkzeugschaft 20 weist an seinem Ende in axialer Richtung A ein Werkzeugende 21 auf, welches als Werkzeugspitze 21 in Form einer Meißelspitze 21 ausgebildet ist, welche durch Ab- bzw. Aufschrauben auswechselbar ist. An seinem entlang der Längsachse X der Meißelspitze 21 gegenüberliegenden Ende weist der Werkzeugschaft 20 ein Werkzeugeinsteckende 22 als Schlagende 22 auf, welches eine Schlagfläche 22a besitzt. Ist das Werkzeug 2 in der Werkzeugaufnahme 14 der Hammereinrichtung 1 aufgenommen, so kann das Schlagwerk 13 der Hammereinrichtung 1 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X Schläge auf die Schlagfläche 22a des Schlagendes 22 des Werkzeugs 2 ausüben und hierdurch die Meißelspitze 21 des Werkzeugs 2 in ein Werkstück 3 wie z.B. in eine Steinwand 3, eine Betonwand 3, ein Gestein 3 oder dergleichen hineintreiben, siehe z.B.Figuren 7 bis 13 . Weitere Details des Werkzeugs 2 werden weiter unten beschrieben. - Auf das aufgenommene Werkzeug 2 können somit bei Betrieb der Hammereinrichtung 1 Schläge D bzw. Schlagkräfte D des Schlagwerks 13 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X ausgeübt werden, um das Werkzeug 2 mittels Stemmschlägen schlagend auf ein Werkstück 3 wirken zu lassen, wie weiter unten näher erläutert werden wird, vgl.
Figuren 7 bis 9 . Mit anderen Worten kann kinetische Energie impulsartig von dem Schlagwerk 13 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X wiederholend auf das Werkzeug 2 übertragen werden, welche dann auf das Werkstück 3 weitergeleitet werden kann, um dieses z.B. zu zertrümmern. - Bei bekannten Hammereinrichtungen 1 ist es dabei üblich, dass das Schlagwerk 13 direkt schlagend auf das Werkzeug 2 wirken kann. Hierdurch kann jedoch zum einen lediglich eine Kraftübertragung in axialer Richtung A entlang der Längsachse X erfolgen, so dass lediglich Stemmschläge ausgeübt werden können. Ferner kann ein in einem Werkstück 3 feststeckendes Werkzeug 2 lediglich weiter mit Schlagkräften D beaufschlagt werden, ohne dass diese zu einer Bearbeitung des Werkstücks 3 führen können. Auch muss ein feststeckendes Werkzeug 2 durch weitere Werkzeuge oder hebelnde Handhabungstechniken aufwändig gelöst werden.
- Um diese Nachteile bekannter Hammereinrichtungen 1 zu überwinden, weist die erfindungsgemäße Hammereinrichtung 1 ein Schlagkraftumleitungselement 15 auf, welches auch als Schiebewerkzeugaufnahme 15 bezeichnet werden kann. Das Schlagkraftumleitungselement 15 ist innerhalb der Werkzeugaufnahme 14 derart in Richtung entlang der Längsachse X angeordnet, so dass die Schlagkraft D des Schlagwerks 13 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X bei Bedarf an dem Werkzeug 2 vorbei geleitet und dem Werkzeug 2 nach Richtungsumkehr mittels eines Schlagkraftspeicherelements 18 in gegenaxialer Richtung B als Schlagkraft D' entlang der Längsachse X zugeführt werden kann. Zu diesem Zweck weist das Schlagkraftumleitungselement 15 einen radial inneren Teil auf, welcher entlang der Längsachse X in die Durchgangsöffnung des Trennelement 14a hineinragend ausgebildet ist, um im Falle eines Schlags des korrespondierenden zylindrischen radial inneren Teils des Schlagwerks 13 kraftübertragend berührt zu werden und hierdurch die Schlagkraft D aufzunehmen, siehe z.B.
Figur 1 . - In diesem Fall kann über das Schlagkraftumleitungselement 15 eine Aufteilung der aufgenommenen kinetischen Energie eines Schlags D des Schlagwerks 13 zwischen dem Werkzeug 2 und dem zuvor bereits erwähnten Schlagkraftspeicherelement 18 erfolgen, welches auch als Rückschlagfederelement 18 bezeichnet und vorzugsweise durch einen Elastomerkörper 18 als Elastomerfeder 18 oder durch eine metallische Feder 18, insbesondere durch eine metallische Schraubenfeder 18, realisiert werden kann. Auch können mehrere gleiche oder unterschiedliche Schlagkraftspeicherelemente 18 miteinander kombiniert eingesetzt werden. In den hier betrachteten Ausführungsbeispielen wird eine zylindrische Elastomerfeder 18 als Schlagkraftspeicherelement 18 verwendet, durch welche hindurch das Werkzeug 2 geführt werden kann.
- Das Schlagkraftspeicherelement 18 wird dabei von der Haltekappe 16 umfasst und gehalten, so dass das Schlagkraftspeicherelement 18 innerhalb der Haltekappe 16 sowie innerhalb der Werkzeugaufnahme 14 angeordnet ist. Die Haltekappe 16 weist eine Durchlassöffnung 17 auf, durch die ein in der Werkzeugaufnahme 14 aufgenommenes Werkzeug 2 hindurch nach außen geführt werden kann. Dabei ist die Durchlassöffnung 17 derart ausgebildet, so dass das Werkzeug 2 innerhalb der Werkzeugaufnahme 14 gehalten werden kann, indem ein radialer Vorsprung 23 des Werkzeugschafts 20 des Werkzeugs 2, vgl.
Figur 2 , zumindest abschnittsweise radial größer als die Durchlassöffnung 17 der Haltekappe 16 ausgebildet ist. Hierdurch kann das Werkzeug 2 durch die Schläge D des Schlagwerks 13 der Hammereinrichtung 1 nicht aus dieser herausgetrieben werden, da der radiale Vorsprung 23 des Werkzeugschafts 20 von innen in axialer Richtung A entlang der Längsachse X gegen die Haltekappe 16 anschlagen und hierdurch in axialer Richtung A entlang der Längsachse X blockiert werden kann. - Das Schlagkraftspeicherelement 18 ist entlang der Längsachse X in Verlängerung des Schlagkraftumleitungselements 15 an einem aufgenommenen Werkzeug 2 vorbei angeordnet. Dabei kann zwischen dem Schlagkraftumleitungselement 15 und dem Schlagkraftspeicherelement 18 entlang der Längsachse X ein Abstand e eingenommen werden, indem die Haltekappe 16, welche das Schlagkraftspeicherelement 18 feststehend aufnimmt, durch eine Dreh- bzw. Schraubbewegung von vorzugsweise ca. 180° um die Längsachse X herum gegenüber dem Gehäusekörper 10 entlang der Längsachse X bewegt wird. Dies kann bei einhändig geführten Hammereinrichtungen 1 mit Faustgriff durch die zweite Hand des Bedieners erfolgen, welche die Haltekappe 16 halten und gleichzeitig drehen kann. Der verstellbare Abstand e zwischen dem Schlagkraftumleitungselement 15 und dem Schlagkraftspeicherelement 18 entlang der Längsachse X kann dabei dem Abstand zwischen dem Gehäusekörper 10 und der Haltekappe 16 entsprechen.
- Über die Veränderung des Abstands e ist es für den Bediener möglich, die Wirkung des Schlagkraftumleitungselements 15 wie folgt einzustellen:
- Wird der verstellbare Abstand e derart groß gewählt, dass ein Kontakt zwischen dem Schlagkraftumleitungselement 15 und dem Schlagkraftspeicherelement 18 bei einem Schlag D des Schlagwerks 13 sicher vermieden werden kann, so wird wie bisher bekannt die Schlagkraft D des Schlagwerks 13 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X vom Schlagwerk 13 über einen radial innenliegenden Bereich des Schlagkraftumleitungselements 15 direkt auf das aufgenommene Werkzeug 2 übertragen. Dabei wird die Hammereinrichtung 1 vom Bediener in axialer Richtung A entlang der Längsachse X auf das Werkstück 3 gedrückt, um dieses zu bearbeiten. Hierdurch wird das Werkzeug 2, welches sonst entlang der Längsachse X in einem gewissen Maße lose beweglich ist, durch den Kontakt mit dem Werkstück 3 möglichst nahe an das Schlagwerk 13 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X herangedrückt, so dass das Werkzeug 2 die Schlagkraft D des Schlagwerks 13 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X vom Schlagwerk 13 über das Schlagkraftumleitungselement 15 möglichst direkt aufnehmen kann. Gleichzeitig wird die dem Werkzeug 2 abgewandte Seite des radial äußeren Bereichs des Schlagkraftumleitungselements 15 entlang der Längsachse X in gegenaxialer Richtung B gegen das Trennelement 14a gedrückt, so dass das Werkzeug 2 durch die Kraft C des Bedieners auf das Werkstück 3 gedrückt werden kann. Hierdurch kann ein Stemmschlag wie bisher bekannt ausgeübt werden, vgl.
Figuren 7 bis 9 . - Wird der verstellbare Abstand e zu Null gewählt, kommt es zu einem Kontakt zwischen dem Schlagkraftumleitungselement 15 und dem Schlagkraftspeicherelement 18 entlang der Längsachse X, so dass ein Schlag D des Schlagwerks 13 sofort eine Schlagenergieübertragung auf das Schlagkraftspeicherelement 18 bewirkt. Da das Werkzeug 2 der Hammereinrichtung 1 stets entlang der Längsachse X relativ beweglich zur Hammereinrichtung 1 im Schlagkraftumleitungselement 15 aufgenommen wird, liegt der radiale Vorsprung 23 des Werkzeugs 2 bei Einsatz der Kraft C' des Bedieners zu sich hin vor Schlagausführung an der ersten Kontaktfläche 18a des Schlagkraftspeicherelements 18 an und nicht am Schlagkraftumleitungselement 15. In diesem Fall wird die Schlagkraft D des Schlagwerks 13 über das Schlagkraftumleitungselement 15 vollständig entlang der Längsachse X am Werkzeug 2 vorbei auf das Schlagkraftspeicherelement 18 übertragen. Auf diese Weise kann die kinetische Energie des Schlags D des Schlagwerks 13 von dem Schlagkraftumleitungselement 15 speichernd auf das Schlagkraftspeicherelement 18 übertragen werden.
Anschließend kann die gespeicherte kinetische Energie des Schlagkraftspeicherelements 18 als Schlagkraft D' in gegenaxialer Richtung B entlang der Längsachse X wieder abgegeben werden. Da in diesem Moment das Schlagwerk 13 nicht mehr auf das Schlagkraftumleitungselement 15 wirkt und das Schlagkraftumleitungselement 15 entlang der Längsachse X in einem gewissen Maße, d.h. um einen Abstand f', in die gegenaxiale Richtung B lose beweglich ist, wird der Hauptanteil der freigesetzten kinetischen Energie des umgekehrten Schlags nicht wieder vom Schlagkraftumleitungselement 15 aufgenommen. Vielmehr wird die Hammereinrichtung 1 vom Bediener durch die Kraft C' in gegenaxialer Richtung B entweder vom Werkstück 3 weggezogen, um z.B. ein feststeckendes Werkzeug 2 zu befreien, oder von rückseitig zu einem Werkstück 3 hingezogen, um das Werkstück 3 mit dem Werkzeug 2 entlang der Längsachse X von hinten zu bearbeiten. In beiden Fällen bewirkt die Kraft C' des Bedieners in gegenaxialer Richtung B, dass das Werkzeug 2 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X an dem Schlagkraftspeicherelement 18 an der ersten Kontaktfläche 18c anliegt, siehe z.B.Figuren 4 und13 , und somit die dort gespeicherte kinetische Energie erhalten kann. Hierdurch kann eine Schlagkraft D' des Schlagwerks 13 in gegenaxialer Richtung B entlang der Längsachse X auf das Werkstück 3 ausgeübt werden. Somit kann zum einen ein Zugschlag wie aus derDE 10 2016 101 675 A1 bekannt auf alternative Art und Weise ausgeführt werden. Zum anderen kann ein Zugschlag auf ein feststeckendes Werkzeug 2 auf bisher unbekannte Art und Weise ausgeübt werden, vgl.Figuren 10 bis 13 . - Als weitere Möglichkeit kann der verstellbare Abstand e entlang der Längsachse X zwischen den beiden zuvor beschrieben extremen Einstellungen gewählt werden, so dass bei einem Andrücken der Hammereinrichtung 1 durch den Bediener an das Werkstück 3 die kinetische Energie des Schlags D des Schlagwerks 13 teilweise und vorzugsweise größtenteils für einen Stemmschlag wie zuvor beschrieben verwendet werden kann, jedoch parallel ein Teil der kinetischen Energie des Schlags D des Schlagwerks 13 an dem Werkzeug 2 vorbei in das Schlagkraftspeicherelement 18 eingeleitet und anschließend für einen zumindest geringen Zugschlag verwendet werden kann. Hierdurch kann ein Stemmschlag mit einem Zugschlag innerhalb desselben Schlags D des Schlagwerks 13 kombiniert werden, um z.B. ein Feststecken des Werkzeugs 2 in dem Werkstück 3 durch den anschließenden Zugschlag zu vermeiden. Dabei kann über die Wahl des verstellbaren Abstands e vom Bediener das Maß der Aufteilung der kinetischen Energie zwischen Stemmschlaganteil und Zugschlaganteil vorgegeben werden.
-
Figur 3 zeigt eine Detaildarstellung derFigur 1 mit aufgenommenem Werkzeug 2.Figur 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung derFigur 3 . DieFiguren 3 und 4 betreffen das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hammereinrichtung 1 derFigur 1 . Dargestellt wird hierbei eine Situation zur Durchführung eines Stemmschlags kurz nach einem Schlag des Schlagwerks 13 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X. In diesem Fall ist das Schlagwerk 13 entlang der Längsachse X zu der ihm zugewandten Seite des Schlagkraftumleitungselements 15 bereits etwas beabstandet, da sich das Schlagwerk 13 nach der Schlagabgabe schon auf dem Umkehrweg befindet. Gleichzeitig wird ein sich radial erstreckender Bereich des Schlagkraftumleitungselements 15 in der gegenaxialen Richtung B entlang der Längsachse X gegen einen sich radial nach innen erstreckenden Vorsprung des Gehäusekörpers 10, welcher die Schlagwerkaufnahme 12 entlang der Längsachse X von der Werkzeugaufnahme 14 trennt, geschoben. - Das Schlagkraftspeicherelement 18, welches in der Haltekappe 16 integrierend aufgenommen ist, ist hierbei entlang der Längsachse X um den verstellbaren Abstand e derart zu dem Schlagkraftumleitungselement 15 beabstandet, dass ein berührender Kontakt vermieden werden kann. Hierdurch kann die kinetische Energie eines Schlags D des Schlagwerks 13 in der axialen Richtung A direkt über das Schlagkraftumleitungselement 15 auf eine Schlagfläche 22a des Schlagendes 22 des Werkzeugs 2 übertragen und in ein Werkstück 3 eingeleitet werden, ohne, dass es zu einer Energieeinleitung in das Schlagkraftspeicherelement 18 kommt.
- Es ist alternativ ebenso umsetzbar, das Schlagkraftspeicherelement 18 entlang der Längsachse X beweglich innerhalb der Haltekappe 16 anzuordnen. Bei Nutzung des verstellbaren Abstands e kann es dann während einer Schlagenergieübertragung zwar zu einer Berührung zwischen Schlagkraftumleitungselement 15 und Schlagkraftspeicherelement 18 kommen, jedoch kann infolge der axialen Beweglichkeit des Schlagkraftspeicherelements 18 mit der Bewegungsweite e und aufgrund der mangelnden axialen Abstützung des Schlagkraftspeicherelements 18 an der Haltekappe 16 keine Energie speichernd aufgenommen werden.
- Wird dieser verstellbare Abstand e bzw. der eingeräumte Beweglichkeitsbereich e zwischen dem Schlagkraftumleitungselement 15 und dem Schlagkraftspeicherelement 18 entlang der Längsachse X jedoch auf null reduziert und gleichzeitig die Hammereinrichtung 1 durch den Bediener in gegenaxialer Richtung B entlang der Längsachse X zu sich hin gezogen, vgl.
Figuren 10 bis 13 , so stehen das Schlagkraftumleitungselement 15 und das Schlagkraftspeicherelement 18 durchgehend in Kontakt und der radiale Vorsprung 23 des Werkzeugschafts 20 des Werkzeugs 2 liegt an dem Schlagkraftspeicherelement 18 an, so dass eine Übertragung der kinetischen Energie von dem Schlagwerk 13 über das Schlagkraftumleitungselement 15 an dem Werkzeug 2 vorbei in axialer Richtung A entlang der Längsachse X in das Schlagkraftspeicherelement 18 und von dort in gegenaxialer Richtung B entlang der Längsachse X in das Werkzeug 2 erfolgen kann. - Hierzu weist das Schlagkraftumleitungselement 15 eine dem Schlagkraftspeicherelement 18 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X zugewandte Kontaktfläche 15a auf, welche bei einem entsprechend geringen Abstand e in berührendem Kontakt mit einer korrespondierenden ersten Kontaktfläche 18a des Schlagkraftspeicherelements 18 stehen kann. Über den Kontakt dieser beiden Kontaktflächen 15a, 18a kann eine Kraftübertragung in axialer Richtung A entlang der Längsachse X erfolgen. Zwischen diesen beiden Kontaktflächen 15a, 18a wird der verstellbare Abstand e zwischen dem Schlagkraftumleitungselement 15 und dem Schlagkraftspeicherelement 18 eingenommen.
- Für die entsprechende Kraftübertragung von dem Schlagkraftspeicherelement 18 auf das Werkzeug 2 weist der radiale Vorsprung 23 des Werkzeugschafts 20 eine entsprechenden Kontaktfläche 23a auf, welche bei einem entsprechend geringen Abstand e in berührendem Kontakt mit einer korrespondierenden zweiten Kontaktfläche 18c des Schlagkraftspeicherelements 18 stehen kann. Über den Kontakt dieser beiden Kontaktflächen 18c, 23a kann eine Kraftübertragung in gegenaxialer Richtung B erfolgen.
- Die Kontaktflächen 15a, 18a, 18c, 23a sind dabei derart ausgebildet, dass die jeweilige kinetische Energie sicher und möglichst schonend für das Schlagkraftumleitungselement 15, das Schlagkraftspeicherelement 18 und das Werkzeug 2 übertragen werden kann. Hierdurch können entsprechend robuste Materialien für die Kontaktpartner verwendet werden. Auch können die Kontaktflächen 15a, 18a, 18c, 23a entsprechend großflächig dimensioniert sein. Dies kann die Langlebigkeit der Kontaktflächen 15a, 18a, 18c, 23a erhöhen.
- Um bei der Kraftübertragung zur Bewirkung eines Zugschlags das Werkzeug 2 im Kraftfluss umgehen zu können, sind das Schlagkraftumleitungselement 15 und bzw. oder das Schlagkraftspeicherelement 18 derart ausgebildet, dass sie bei einem entsprechend geringen Abstand e in berührendem Kontakt miteinander an dem Werkzeug 2 vorbei stehen können.
- Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel z.B. der
Figur 3 erstreckt sich das Schlagkraftumleitungselement 15 mittels eines Seitenelements 15b in der axialen Richtung A entlang der Längsachse X mit einem radial größeren Bereich parallel an dem Teil des Werkzeugschafts 20 vorbei, welcher das Schlagende 22 aufweist. Anschließend erstreckt sich das Seitenelement 15b des Schlagkraftumleitungselements 15 in der axialen Richtung A entlang der Längsachse X mit einem radial kleineren Bereich parallel an dem Teil des Werkzeugschafts 20 vorbei, welcher den radialen Vorsprung 23 aufweist. Dabei ragt das Seitenelement 15b des Schlagkraftumleitungselements 15 in der axialen Richtung A entlang der Längsachse X über den radialen Vorsprung 23 hinaus und schließt mit seiner Kontaktfläche 15a ab. Das Schlagkraftspeicherelement 18 ist in diesem Fall mit einer in gegenaxialer Richtung B entlang der Längsachse X zeigenden Fläche ausgebildet, welche radial innenseitig die zweite Kontaktfläche 18c und radial außenseitig die erste Kontaktfläche 18a ausbildet. - Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der
Figur 5 erstreckt sich das Seitenelement 15b des Schlagkraftumleitungselements 15 in der axialen Richtung A entlang der Längsachse X lediglich mit dem radial größeren Bereich des ersten Ausführungsbeispiels parallel an dem Teil des Werkzeugschafts 20 vorbei, welcher das Schlagende 22 aufweist, und schließt dann direkt mit seiner Kontaktfläche 15a ab. Im Gegenzug erstreckt sich nun ein Seitenelement 18b des Schlagkraftspeicherelements 18 in der gegenaxialen Richtung B entlang der Längsachse X entsprechend parallel an dem Teil des Werkzeugschafts 20 vorbei, welcher die Meißelspitze 21 aufweist, vgl.Figur 2 , so dass der gleiche Abstand e wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Kontaktflächen 15a, 18a der beiden Seitenelemente 15b, 18b erreicht wird. Hierdurch werden die beiden Kontaktflächen 18a, 18c des Schlagkraftspeicherelements 18 separat voneinander ausgebildet. - Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der
Figur 6 erstreckt sich das Schlagkraftumleitungselement 15 gar nicht in der axialen Richtung A entlang der Längsachse X parallel an dem Teil des Werkzeugschafts 20 vorbei, welcher den radialen Vorsprung 23 aufweist. Dafür erstreckt sich das Seitenelement 18b des Schlagkraftspeicherelements 18 entsprechend weit in gegenaxialer Richtung B entlang der Längsachse X parallel an dem Werkzeug 2 vorbei. Zusätzlich ist ein Führungselement 19 für das Werkzeugeinsteckende 22a in Form einer Meißelbuchse 19 radial zwischen dem Seitenelement 18b des Schlagkraftspeicherelements 18 und dem Werkzeug 2 angeordnet, welches der Führung des Werkzeugeinsteckendes 22a dient. Auch in diesem Fall werden die beiden Kontaktflächen 18a, 18c des Schlagkraftspeicherelements 18 separat voneinander ausgebildet. - In allen drei Ausführungsbeispielen können die Seitenflächen 15b, 18b in Form von einzelnen Stegen 15b, 18b ausgebildet sein, welche vorzugsweise paarweise vorgesehen sind. In den schematischen Schnittdarstellungen der
Figuren 1 und3 bis 12 kann daher jeweils ein Paar von Seitenflächen 15b, 18b dargestellt sein, wobei die einzelnen Stege 15b, 18b gleichmäßig in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sein können. Die Stege 15b, 18b können dabei derart positioniert sein, so dass die Kontaktflächen 15a, 18a des Schlagkraftumleitungselements 15 und des Schlagkraftspeicherelements 18 einander entlang der Längsachse X berühren können. Alternativ können die Seitenflächen 15b, 18b jeweils in Form eines hexagonalen oder vielflächigen radialen Körpers 15b, 18b ausgebildet sein, welcher in Umfangsrichtung um die Längsachse X herum geschlossen ausgebildet ist. Auch dies kann durch die schematischen Schnittdarstellungen derFiguren 1 und3 bis 12 dargestellt sein. - Ferner können die Seitenflächen 15b, 18b unterschiedlich ausgebildet sein. So kann das Schlagkraftumleitungselement 15 z.B. eine vollständig zylindrisch ausgebildete Seitenfläche 15b aufweisen und die Seitenfläche 18b des Schlagkraftspeicherelements 18 kann durch wenigstens ein Paar von Stegen 18b gebildet werden. Auch kann der radial größere Bereich des Seitenelements 15b des Schlagkraftspeicherelements 15 der
Figur 3 als ein zylindrischer Körper ausgebildet sein, an den sich radial kleinere Stege 15b in axialer Richtung A entlang der Längsachse X anschließen. Ebenso kann das Schlagkraftumleitungselement 15 Stege 15b als Seitenelemente 15b aufweisen und das Seitenelement 18b des Schlagkraftspeicherelements 18 kann als zylindrischer Körper 18b ausgebildet sein. Darüber hinaus sind weitere derartige Kombinationen möglich. Auch ist es möglich, dass die Seitenflächen 15b, 18b jeweils als eigenständige lösbare Elemente ausgebildet sind, welche bei Bedarf eingesetzt zu werden, um die Schlagenergieübertragung vom Schlagkraftumleitungselement 15 auf das Schlagkraftspeicherelement 18 zu ermöglichen. - Die Nutzung einer erfindungsgemäßen Hammereinrichtung 1 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels soll nun für einen Stemmschlag anhand der
Figuren 7 bis 9 näher erläutert werden.Figur 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Hammereinrichtung 1 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels mit Werkzeug 2 in einem ersten Schritt eines Stemmschlags.Figur 8 zeigt die Darstellung derFigur 7 in einem zweiten Schritt des Stemmschlags.Figur 9 zeigt die Darstellung derFigur 7 in einem dritten Schritt des Stemmschlags. - In dem ersten Schritt wird die Hammereinrichtung 1 durch die Kraft C eines Bedieners in axialer Richtung A entlang der Längsachse X gegen ein Werkstück 3 in Form eines Gesteins 3 gedrückt. Hierdurch wird das Werkzeug 2 innerhalb der Hammereinrichtung 1 von dem Gestein 3 gegen das Schlagkraftumleitungselement 15 und dieses gegen das Trennelement 14a gedrückt. Zur Ausführung von reinen Stemmschlägen ist die Haltekappe 16 von dem Bediener axial verstellt, z.B. um ca. 180° um die Längsachse X gedreht, worden, wodurch über ein Gewinde zwischen der Werkzeugaufnahme 14 und der Haltekappe 16 ein Abstand e bzw. eine Bewegungsweite e zwischen dem Schlagkraftumleitungselement 15 und dem Schlagkraftspeicherelement 18 entlang der Längsachse X eingenommen wird, welcher einen energieübertragenden Kontakt zwischen dem Schlagkraftumleitungselement 15 und dem Schlagkraftspeicherelement 18 im Betrieb entlang der Längsachse X verhindern kann.
- Wird nun in dem ersten Schritt eines Stemmschlags der
Figur 7 eine Schlagkraft D vom Schlagwerk 13 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X ausgeübt, so wird diese Schlagkraft D in dem zweiten Schritt derFigur 8 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X vollständig auf das Schlagkraftumleitungselement 15 und in dem dritten Schritt derFigur 9 weiter entlang der Längsachse X auf das Werkzeug 2 übertragen, so dass ein Stemmschlag auf das Gestein 3 ausgeübt wird. - Die alternative Nutzung einer erfindungsgemäßen Hammereinrichtung 1 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels für einen Zugschlag auf ein in einem Werkstück 3 feststeckendes Werkzeug 2 soll nun anhand der
Figuren 10 bis 12 näher erläutert werden.Figur 10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Hammereinrichtung 1 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels mit Werkzeug 2 in einem ersten Schritt eines Zugschlags.Figur 11 zeigt die Darstellung derFigur 10 in einem zweiten Schritt des Zugschlags.Figur 12 zeigt die Darstellung derFigur 10 in einem dritten Schritt des Zugschlags.Figur 13 zeigt die Darstellung derFigur 10 in einem vierten Schritt des Zugschlags. - Für einen derartigen Zugschlag wird die Hammereinrichtung 1 vom Bediener mit einer Kraft C' in die gegenaxiale Richtung B entlang der Längsachse X von dem Werkstück 3 als Gestein 3 weg gezogen, in dem das Werkzeug 2 als Meißel 2 feststeckt. Hierdurch liegt der radiale Vorsprung 23 mit seiner Kontaktfläche 23a, vgl.
Figuren 2 und4 , an der korrespondierenden zweiten Kontaktfläche 18c des Schlagkraftspeicherelements 18, vgl. z.B.Figur 4 , an. Zuvor wurde durch eine Drehung der Haltekappe 16 um die Längsachse X das Schlagkraftspeicherelement 18 mit dem zylindrischen Seitenelement 15b des Schlagkraftumleitungselements 15, vgl. z.B.Figur 3 , entlang der Längsachse X in Kontakt gebracht, so dass die Kontaktfläche 15a des Schlagkraftumleitungselements 15, vgl. z.B.Figur 4 , und die radial außenseitige Kontaktfläche 18a des Schlagkraftspeicherelements 18, vgl. z.B.Figur 4 , entlang der Längsachse X aneinander anliegen, vgl.Figur 10 . - Wird nun in dem ersten Schritt eines derartigen Zugschlags der
Figur 10 eine Schlagkraft D vom Schlagwerk 13 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X ausgeübt, so wird diese Schlagkraft D in dem zweiten Schritt derFigur 11 in axialer Richtung A entlang der Längsachse X vollständig auf das Schlagkraftumleitungselement 15 übertragen. In diesem Fall wird die aufgenommene Schlagkraft D in axialer Richtung A entlang der Längsachse X über das Seitenelement 15b des Schlagkraftumleitungselements 15 parallel zum Werkzeug 2 an diesem vorbei direkt auf das Schlagkraftspeicherelement 18 weitergeleitet, so dass dort in dem dritten Schritt derFigur 12 eine Speicherung der kinetischen Energie erfolgt. Diese elastische Speicherung der kinetischen Energie führt zu einer Einfederung des Schlagkraftspeicherelements 18 in der axialen Richtung A (nicht dargestellt), so dass sich ein Abstand f' zwischen der in axialer Richtung A zeigenden Fläche des Trennelements 14a und dem radial äußeren Bereich des Schlagkraftumleitungselements 15 einstellt. - In dem anschließenden vierten Schritt der
Figur 13 hat das Schlagwerk 13 bereits seinen Schlag D in axialer Richtung A entlang der Längsachse X beendet und befindet sich in einer zum Schlagkraftumleitungselement 15 entlang der Längsachse X beabstandeten eingefederten Position mit einer Federweglänge, welche einem Abstand f entspricht, so dass sich das Schlagkraftumleitungselement 15 in der gegenaxialen Richtung B entlang der Längsachse X um den Abstand f frei bewegen kann. Wird somit die aufgenommene kinetische Energie der Schlagkraft D des Schlagwerks 13 vom Schlagkraftspeicherelement 18 in gegenaxialer Richtung B entlang der Längsachse X abgegeben, so wird diese kinetische Energie als Schlag D' von rückseitig über den radialen Vorsprung 23 auf das Werkzeug 2 übertragen, da der radiale Vorsprung 23 durch die Kraft C' des Bedieners in gegenaxialer Richtung B entlang der Längsachse X am Schlagkraftspeicherelement 18 anliegt während das Schlagkraftumleitungselement 15 aufgrund seiner Bewegungsmöglichkeit um den Abstand f entlang der Längsachse X der kinetischen Energie des Schlagkraftspeicherelements 18 in gegenaxialer Richtung B entlang der Längsachse X ausweichen kann. Auf diese Art und Weise kann ein feststeckendes Werkzeug 2 durch die Hammereinrichtung 1 selbst wieder befreit werden. -
- A
- axiale Richtung entlang der Längsachse X (in Richtung des zu bearbeitenden Materials)
- B
- gegenaxiale Richtung entlang der Längsachse X (in Gegenrichtung des zu bearbeitenden Materials)
- C
- Richtung der Kraft des Bedieners (in Richtung des zu bearbeitenden Materials)
- C'
- Richtung der Kraft des Bedieners (in Gegenrichtung des zu bearbeitenden Materials)
- D
- Richtung des Schlags bzw. der Schlagkraft des Schlagwerks 13
- D'
- Richtung der Kraft, die vom Schlagkraftspeicherelement auf das Werkzeug übertragen wird
- e
- verstellbarer Abstand bzw. eingeräumte Bewegungsweite zwischen Schlagkraftumleitungselement 15 und Schlagkraftspeicherelement 18
- f
- Abstand zwischen Schlagkraftumleitungselement 15 und Trennelement 14a bzw. Einfederweg des Schlagkraftspeicherelements 15
- f'
- maximaler Abstand zwischen Schlagkraftumleitungselement 15 und Trennelement 14a bzw. maximaler Einfederweg des Schlagkraftspeicherelements 15
- R
- radiale Richtung senkrecht zur Längsachse X
- X
- Längsachse
- 1
- (handgeführte) Hammereinrichtung; Drucklufthammer
- 10
- feststehender Gehäuseteil; Gehäusekörper
- 11
- Handgriff
- 12
- Schlagwerkaufnahme; Schlagwerkgehäuse
- 13
- Schlagwerk; Schlagkolben; Schlagstück
- 14
- Werkzeugaufnahme; Werkzeuggehäuse
- 14a
- Trennelement
- 15
- Schlagkraftumleitungselement; Schiebewerkzeugaufnahme; Schiebeadapter
- 15a
- Kontaktfläche des Schlagkraftumleitungselements 15
- 15b
- Seitenelement(e) des Schlagkraftumleitungselements 15; Steg(e); ringförmiger bzw. (sechs)eckiger Körper
- 15c
- Kontaktfläche für Schlagfläche 22a des Werkzeugs 2
- 16
- Halteelement; verstellbarer Gehäuseteil; Haltekappe
- 17
- Durchlassöffnung des Halteelements 16 für Werkzeug 2
- 18
- Schlagkraftspeicherelement; Rückschlagfederelement; Elastomerkörper; (metallische) Feder; (metallische) Schraubenfeder
- 18a
- erste Kontaktfläche des Schlagkraftspeicherelements 18
- 18b
- Seitenelement(e) des Schlagkraftspeicherelements 18; Steg(e); ringförmiger bzw. (sechs)eckiger Körper
- 18c
- zweite Kontaktfläche des Schlagkraftspeicherelements 18
- 19
- Führungselement für Werkzeugeinsteckende 22a; Meißelbuchse
- 2
- Werkzeug; Meißel
- 20
- Werkzeugschaft
- 21
- Werkzeugende; (auswechselbare) Werkzeugspitze; Meißelspitze
- 22
- Werkzeugeinsteckende; Schlagende
- 22a
- Schlagfläche des Werkzeugs 2
- 23
- radialer Vorsprung des Werkzeugschafts 20
- 23a
- Kontaktfläche des radialen Vorsprungs 23
- 3
- Werkstück; zu bearbeitender Körper; Steinwand; Betonwand; Gestein;
Claims (15)
- Hammereinrichtung (1), vorzugsweise handgeführte Hammereinrichtung (1), mit einem Schlagwerk (13), welches ausgebildet ist, in axialer Richtung (A) entlang der Längsachse (X) auf ein Werkzeug (2), vorzugsweise auf einen Meißel (2), schlagend wirken zu können, und wenigstens einem Schlagkraftspeicherelement (18), welches ausgebildet ist, eine Schlagkraft (D) des Schlagwerks (13) in axialer Richtung (A) entlang der Längsachse (X) zumindest teilweise speichernd aufzunehmen und zumindest teilweise als eine Schlagkraft (D') des Schlagwerks (13) in gegenaxialer Richtung (B) entlang der Längsachse (X) wieder an das Werkzeug (2) abzugeben,
gekennzeichnet durch
ein Schlagkraftumleitungselement (15), welches ausgebildet ist und derart im Kraftfluss zwischen dem Schlagwerk (13) und dem Schlagkraftspeicherelement (18) angeordnet ist oder angeordnet werden kann, so dass die Schlagkraft (D) des Schlagwerks (13) in axialer Richtung (A) entlang der Längsachse (X) unter zumindest teilweiser, vorzugsweise vollständiger, Umgehung des Werkzeugs (2) zumindest teilweise speichernd an das Schlagkraftspeicherelement (18) abgegeben werden kann. - Hammereinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Schlagkraftumleitungselement (15) ausgebildet ist, in der Richtung entlang der Längsachse (X) auf einer Seite die Schlagkraft (D) des Schlagwerks (13) in axialer Richtung (A) aufzunehmen, und das Schlagkraftumleitungselement (15) ferner ausgebildet ist, in der Richtung entlang der Längsachse (X) auf der gegenüberliegenden Seite die Schlagkraft (D) des Schlagwerks (13) in axialer Richtung (A) an das Werkzeug (2) und/oder an das Schlagkraftspeicherelement (18) abzugeben. - Hammereinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Schlagkraftumleitungselement (15) und/oder das Schlagkraftspeicherelement (18) zumindest abschnittsweise in der Richtung entlang der Längsachse (X) ausgebildet ist/sind, sich zumindest abschnittsweise an dem Werkzeug (2), vorzugsweise parallel, vorbei zu erstrecken. - Hammereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Schlagkraftumleitungselement (15) und/oder das Schlagkraftspeicherelement (18) zumindest abschnittsweise wenigstens einen Steg (15b, 18b), vorzugsweise eine Mehrzahl von Stegen (15b, 18b), aufweist/aufweisen, welche(r) sich zumindest abschnittsweise an dem Werkzeug (2), vorzugsweise parallel, vorbei erstreckt/erstrecken. - Hammereinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
das Schlagkraftumleitungselement (15) und/oder das Schlagkraftspeicherelement (18) zumindest abschnittsweise wenigstens ein Paar, vorzugsweise eine Mehrzahl von Paaren, einander diametral zur Längsachse (X) gegenüberliegender Stege (15b, 18b) aufweist, welche(s) sich zumindest abschnittsweise an dem Werkzeug (2), vorzugsweise parallel, vorbei erstreckt/erstrecken. - Hammereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Schlagkraftumleitungselement (15) und/oder das Schlagkraftspeicherelement (18) zumindest abschnittsweise wenigstens einen in Umfangsrichtung um die Längsachse (X) geschlossener Körper (15b, 18b), vorzugsweise wenigstens einen ringförmigen Körper (15b, 18b) und/oder einen eckigen, vorzugsweise sechseckigen, Körper (15b, 18b), aufweist/aufweisen, welcher sich zumindest abschnittsweise an dem Werkzeug (2), vorzugsweise parallel, vorbei erstreckt. - Hammereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdas Schlagkraftumleitungselement (15) in der Richtung entlang der Längsachse (X) dem Schlagkraftspeicherelement (18) zugewandt eine Kontaktfläche (15a) aufweist, unddas Schlagkraftspeicherelement (18) in der Richtung entlang der Längsachse (X) dem Schlagkraftumleitungselement (15) zugewandt eine erste Kontaktfläche (18a) aufweist,wobei die Kontaktfläche (15a) des Schlagkraftumleitungselements (15) ausgebildet ist, die Schlagkraft (D) des Schlagwerks (13) in axialer Richtung (A) durch Berührung auf die erste Kontaktfläche (18a) des Schlagkraftspeicherelements (18) übertragen zu können.
- Hammereinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dassdas Schlagkraftspeicherelement (18) in der Richtung entlang der Längsachse (X) dem Werkzeug (2) zugewandt eine zweite Kontaktfläche (18c) aufweist,wobei die zweite Kontaktfläche (18c) des Schlagkraftspeicherelements (18) ausgebildet ist, die Schlagkraft (D') des Schlagwerks (13) in gegenaxialer Richtung (B) durch Berührung auf eine Kontaktfläche (23a) des Werkzeugs (2), vorzugsweise auf eine Kontaktfläche (23a) eines radialen Vorsprungs (23) des Werkzeugs (2), übertragen zu können.
- Hammereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdas Schlagkraftspeicherelement (18) ausgebildet ist, in einer ersten Stellung gegenüber dem Schlagkraftumleitungselement (15) in der Richtung entlang der Längsachse (X) derart beabstandet zu sein, so dass die Schlagkraft (D) des Schlagwerks (13) in axialer Richtung (A) nicht aufgenommen werden kann, unddas Schlagkraftspeicherelement (18) ferner ausgebildet ist, in einer zweiten Stellung gegenüber dem Schlagkraftumleitungselement (15) in der Richtung entlang der Längsachse (X) derart nahe angeordnet zu sein, so dass die Schlagkraft (D) des Schlagwerks (13) in axialer Richtung (A) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, von dem Schlagkraftumleitungselement (15) aufgenommen werden kann.
- Hammereinrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dassdas Schlagkraftspeicherelement (18), vorzugsweise zusammen mit einem das Schlagkraftspeicherelement (18) aufnehmenden Halteelement (16), vorzugsweise mittels einer Drehbewegung um die Längsachse (X), zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung in der Richtung entlang der Längsachse (X) hin und her bewegt werden kann,wobei die Drehbewegung vorzugweise um weniger als eine volle Umdrehung um die Längsachse (X), besonders vorzugsweise um ca. eine halbe Umdrehung um die Längsachse (X), ausgeführt werden kann.
- Hammereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdas Schlagkraftspeicherelement (18) ausgebildet ist, mittels eines Halteelements (16) an einem Gehäusekörper (10) der Hammereinrichtung (1) gehalten zu werden,wobei das Halteelement (16) samt Schlagkraftspeicherelement (18) in der Richtung entlang der Längsachse (X) gegenüber dem Gehäusekörper (10) translatorisch verstellbar, vorzugsweise um die Längsachse (X) verdrehbar, ausgebildet ist, und/oderwobei das Schlagkraftspeicherelement (18) in der Richtung entlang der Längsachse (X) gegenüber dem Halteelement (16) translatorisch verstellbar, vorzugsweise um die Längsachse (X) verdrehbar, ausgebildet ist.
- Hammereinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdas Schlagkraftspeicherelement (18) elastisch rückstellend, vorzugsweise inkompressibel elastisch rückstellend, ausgebildet ist,wobei das Schlagkraftspeicherelement (18) vorzugsweise einen Elastomerkörper (18) aufweist, besonders vorzugsweise aus einem Elastomerkörper (18) besteht, und/oder vorzugsweise eine metallische Feder (18), besonders vorzugsweise eine metallische Schraubenfeder (18), aufweist, vorzugsweise aus dieser besteht.
- Hammersystem,mit einer Hammereinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, undmit einem Werkzeug (2),wobei das Werkzeug (2) ausgebildet ist, die Schlagkraft des Schlagwerks (13) der Hammereinrichtung (1) in axialer Richtung (A), vorzugsweise über ein einer Werkzeugspitze (21) axial gegenüberliegendes Werkzeugeinsteckende (22), besonders vorzugsweise über ein einer Werkzeugspitze (21) axial gegenüberliegendes Werkzeugeinsteckende (22) eines Werkzeugschafts (20), aufzunehmen,wobei das Werkzeug (2) wenigstens einen radialen Vorsprung (23) aufweist, welcher ausgebildet ist, die Schlagkraft (D) des Schlagwerks (13) der Hammereinrichtung (1) in gegenaxialer Richtung (B) zumindest teilweise vom dem Schlagkraftspeicherelement (18) der Hammereinrichtung (1) aufzunehmen.
- Hammersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dassder radiale Vorsprung (23) in der Richtung entlang der Längsachse (X) eine dem Schlagkraftspeicherelement (18) der Hammereinrichtung (1) zugewandte Kontaktfläche (23a) aufweist,wobei die Kontaktfläche (23a) des radialen Vorsprungs (23) ausgebildet ist, die Schlagkraft (D') des Schlagwerks (13) der Hammereinrichtung (1) in gegenaxialer Richtung (B) von dem Schlagkraftspeicherelement (18) der Hammereinrichtung (1) aufzunehmen.
- Hammersystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dassdas Werkzeug (2) ein Werkzeugende (21) zur Bearbeitung eines Werkstücks (3) aufweist,wobei das Werkzeugende (21) auswechselbar ausgebildet ist.
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