Schwingungen erzeugendes Handwerk

Abstract

 Das Handwerkzeug mit einem Gehäuse (1) und darin angeordneter, Schwingungen erzeugender Antriebseinrichtung weist einen mit dem Gehäuse (1) parallel zur Hauptschwingungsachse zwischen zwei Anschlägen begrenzt verschiebbar verbundenen Handgriff (2) auf. Der in Vorschubrichtung des Handwerkzeuges angeordnete Anschlag des Handgriffes (2) istals Elektromagnet (6) ausgebildet. Der aus einem Joch (6a), einem Anker (6b) sowie einer Magnetspule (6c) bestehende Elektromagnet (6) ist so ausgelegt, dass er praktisch unabhängig von der Stellung des Handgriffes (2) gegenüber dem Gehäuse (1) eine konstante, regelbare Kraft sowohl auf den Handgriff (2) als auch auf das Gehäuse (1) ausübt. Die Kraft des Elektromagneten (6) ist regelbar, so dass beispielsweise eine Anpassung an die von der Lage des Handwerkzeuges abhängigen Verhältnisse möglich ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Bohr-, Meisselhammer und dgl. mit Schwingungen erzeugender, in einem Gehäuse angeordneter Antriebseinrichtung und einem mit dem Gehäuse parallel zur Hauptschwingungsachse zwischen zwei Anschlägen begrenzt verschiebbar verbundenen Handgriff.

[0002] Bohr- und/oder Meisselhämmer mit Schwingungen erzeugender Antriebseinrichtung werden hauptsächlich im Baugewerbe für Bohr- und Abbauarbeiten eingesetzt. Die Schwingungen können elektromechanisch, dh mittels eines Elektromotors und eines mechanischen oder elektropneumatischen Schlagwerkes, pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch erzeugt werden und dienen beispielsweise der Beaufschlagung eines Bohr- oder Meisselwerkzeuges. Infolge der Reaktionskräfte werden diese Schwingungen bei den bekannten Handwerkzeugen über die Handgriffe auch auf die Bedienungsperson übertragen. Die sich im Betrieb ergebende Wechselbelastung der Gelenke und Muskeln kann bei der Bedienungsperson mit der Zeit zu gesundheitlichen Schäden führen. Je nach Art und Arbeitslage des Werkzeuges muss von der Bedienungsperson eine mehr oder weniger grosse Kraft zum Nachführen des Gerätes aufgebracht werden. Durch die dieser Anpresskraft überlagerten Schwingungen erfolgt zudem nach kurzer Zeit eine starke Ermüdung der Bedienungsperson.

[0003] Um die Uebertragung der Schwingungen vom Handwerkzeug auf die Bedienungsperson zu mindern, ist es bekannt, den Handgriff parallel zur Hauptschwingungsachse verschiebbar gegen die Kraft von Federelementen am Gehäuse abzustützen. Obwohl solche Federelemente zu einer gewissen Dämpfungswirkung führen, ist es bisher nicht gelungen, die Uebertragung der Schwingungen auf den Handgriff wirksam zu verhindern. Ein wesentlicher Nachteil dieser Federelemente besteht darin, dass sie eine bestimmte Eigenfrequenz aufweisen. Somit kann es beispielsweise bei sich im Betrieb ändernder Frequenz der Antriebseinrichtung zu Resonanzerscheinungen kommen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohr- und/ oder Meisselhammer mit Schwingungen erzeugender Antriebseinrichtung zu schaffen, bei dem die Uebertragung der Schwingungen vom Gehäuse auf den Handgriff wirksam verhindert wird.

[0005] Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der in Vorschubrichtung angeordnete Anschlag des Handgriffes als Elektromagnet mit entgegen der Vorschubrichtung wirkender Kraft ausgebildet ist.

[0006] Die Kraft eines Elektromagneten ist abhängig vom verketteten magnetischen Fluss und lässt sich somit über die Stromstärke des die Magnetspule durchfliessenden elektrischen Stromes in weiten Bereichen von aussen beeinflussen. Elektromagnete werden für die Betätigung von Ventilen, elektrischen Schaltern und dgl. sehr häufig verwendet und sind deshalb in grossen Serien wirtschaftlich herstellbare Massenprodukte.

[0007] Um die Uebertragung der Schwingungen vom Gehäuse auf den Handgriff möglichst vollständig zu verhindern, ist zweckmässigerweise die Kraft des Elektromagneten innerhalb eines Teilbereiches des Verschiebeweges des Handgriffes konstant. Da es sich sehr oft um Schwingungen von hoher Frequenz handelt, ist der innerhalb einer Schwingung erfolgende Verschiebeweg des Gehäuses relativ klein und kann beispielsweise Bruchteile von Millimetern betragen.

[0008] Wie erwähnt, ist die erforderliche Anpresskraft des Gerätes abhängig von der Arbeitslage des Gerätes und von der Art der mit dem Handwerkzeug zu verrichtenden Arbeit. Um für die jeweilige Arbeitsstellung eine definierte Lage des Handgriffes gegenüber dem Gehäuse zu erreichen, ist vorteilhafterweise die Kraft des Elektromagneten in Abhängigkeit von der Stellung des Handgriffes regelbar. Um dies zu ermöglichen, ist ein Regelkreis erforderlich, der beispielsweise über ein Signal eines Wegmesssystems des Handgriffes gegenüber dem Gehäuse gesteuert wird. So kann der Abstand zwischen dem Handgriff und dem Gehäuse beispielsweise bei geringer Anpresskraft gross und bei hoher Anpresskraft klein sein.

[0009] Um eine vom Weg unabhängige konstante Magnetkraft zu erreichen, wird zweckmässigerweise der Elektromagnet mit im wesentlichen konstant bleibendem Gleichstrom betrieben. Da vom Netz abhängige, elektrisch betriebene Handwerkzeuge meist mittels Wechselstrom betrieben werden, ist dafür eine an sich bekannte Gleichrichter-Schaltung sowie eine Konstantstrom-Schaltung erforderlich. Beispielsweise bei netzunabhängigen, mittels aufladbarer Batterien betriebenen Geräten kann die vorhandene Spannung der Batterien auch direkt für den Betrieb der Elektromagnete verwendet werden.

[0010] Bei dynamischer Bewegung des Ankers gegenüber dem Joch werden in den Eisenteilen des Magneten Wirbelströme induziert. Da diese Wirbelströme die Charakteristik und somit auch die Schwingungsisolation beeinträchtigen, müssen die Wirbelströme möglichst vermieden werden. Dies kann vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, dass der Elektromagnet ein geblechtes Joch aufweist. Elektromagnete mit geblechtem Joch sind zwar an sich bekannt. Diese werden jedoch meist mittels Wechselstrom betrieben. Das Blechen des Joches erfolgt dabei, um Verluste und Erwärmungen der Eisenteile infolge der durch den Wechselstrom auftretenden Wirbelströme zu vermeiden.

[0011] Eine weitere zweckmässige Möglichkeit, um Wirbelströme zu vermeiden, besteht darin, dass der Elektromagnet einen geblechten Anker aufweist. Elektromagnete mit geblechtem Anker sind an sich ebenfalls bekannt und werden meist mittels Wechselstrom betrieben. Beim Betrieb des Elektromagneten mittels Gleichstrom dient jedoch das Blechen des Ankers und/oder des Jochs dem Vermeiden von infolge der dynamischen Bewegung auftretenden Wirbelströme.

[0012] Um eine möglichst gute Schwingungs-Isolation zu erreichen, ist es notwendig, dass der Elektromagnet eine annähernd horizontale Kraft/Weg-Kennlinie, d.h. eine vom Weg unabhängige, konstante Kraft aufweist. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Geometrie des Ankers und des Jochs erreicht werden. Um Verluste durch Reibung infolge Berührens des Ankers mit dem Joch und dgl. zu vermeiden, ist eine genaue Führung des Ankers im Joch erforderlich.

[0013] Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden. Diese zeigt ein Handwerkzeug, teilweise im Schnitt dargestellt.

[0014] Das Handwerkzeug besteht im wesentlichen aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten Gehäuse und einem damit verschiebbar verbundenen, insgesamt mit 2 bezeichneten Handgriff. Das Gehäuse 1 weist handgriffseitig einen Ansatz la und der Handgriff 2 einen entsprechenden, mit dem Ansatz la zusammenwirkenden Führungswulst 2a auf. Der Handgriff 2 ist somit mit dem Gehäuse 1 parallel zur Hauptschwingungsachse begrenzt verschiebbar verbunden. Die Verbindung des Handgriffes 2 mit dem Gehäuse 1 erfolgt über zwei Sechskantschrauben 3 aus magnetisch nicht leitendem Material, welche in Innengewinde 1b des Gehäuses 1 eingeschraubt sind. Der Handgriff 2 weist eine Zuleitung 4 sowie einen zur Betätigung des Handwerkzeuges dienenden Schalter 5 auf. Im Handgriff 2 sind zwei insgesamt mit 6 bezeichnete Elektromagnete angeordnet. Die Elektromagnete 6 bestehen aus einem Joch 6a, einem gegenüber dem Joch 6a verschiebbar geführten Anker 6b und einer den Anker umgebenden Magnetspule 6c. Das Joch 6a ist über Senkschrauben 7 mit dem Handgriff 2 verbunden. Der Anker 6b ist mittels der Sechskantschrauben 3 mit dem Gehäuse 1 verbunden und wird über ebenfalls magnetisch nicht leitende Distanzhülsen 8 zwischen dem Kopf der Sechskantschraube 3 und dem Gehäuse 1 eingespannt. Die Elektromagnete 6 werden mit im wesentlichen konstant bleibendem Gleichstrom betrieben. Unterhalb des unteren Elektromagneten 6 ist ein Messtaster 9 angeordnet. Der Messtaster 9 misst den Abstand s zwischen dem Gehäuse 1 und dem Handgriff 2. Das dabei entstehende Signal wird auf einen Regler 10 geleitet, der die Stromstärke des die Magnetspulen 6c durchfliessenden, elektrischen Stromes regelt. Diese Regelung kann beispielsweise so erfolgen, dass mit grösser werdender Anpresskraft der Abstand s kleiner und der Strom in den Magnetspulen 6c grösser wird. Innerhalb des durch die Schwingungen erzeugten Weges des Gehäuses 1 bleibt die Kraft der Elektromagnete 6 jedoch weitgehend konstant. Die Stromstärke des die Magnetspulen 6c durchfliessenden Stromes bzw. die erforderliche Anpresskraft kann beispielsweise auch von aussen entsprechend der vorgesehenen Arbeitslage des Handwerkzeuges eingestellt werden.

[0015] Das Verbinden des Joches 6a der Elektromagnete 6 mit dem Handgriff 2 und des Ankers 6b mit dem Gehäuse 1 ist rein willkürlich und könnte ebensogut umgekehrt sein. Die Aufteilung der erforderlichen Magnetkraft auf zwei parallel zueinander angeordnete Elektromagnete 6 ist ebenfalls nicht zwingend und wurde in der dargestellten Konstruktion lediglich aus Platzgründen gewählt.

Ansprüche

1. Bohr-, Meisselhammer und dgl. mit Schwingungen erzeugender, in einem Gehäuse angeordneter Antriebseinrichtung und einem mit dem Gehäuse parallel zur Hauptschwingungsachse zwischen zwei Anschlägen begrenzt verschiebbar verbundenen Handgriff, dadurch gekennzeichnet, dass der in Vorschubrichtung angeordnete Anschlag des Handgriffes (2) als Elektromagnet (6) mit entgegen der Vorschubrichtung wirkender Kraft ausgebildet ist.

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

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

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

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

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

Zeichnung