DE102011105600A1

DE102011105600A1 - Air spring impact mechanism with split air spring volume

Info

Publication number: DE102011105600A1
Application number: DE102011105600A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG
Current assignee: Wacker Neuson Produktion GmbH and Co KG
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2012-12-27
Also published as: DE202011110340U1; EP2540452A1

Abstract

Ein Luftfederschlagwerk weist ein axial hin- und herbewegbares, von einem Antrieb antreibbares Antriebselement (3) und ein axial hin- und herbewegbares Schlagelement (4) zum Aufschlagen auf ein Werkzeug (5) auf. Zwischen dem Antriebselement (3) und dem Schlagelement (4) ist eine Luftfedereinrichtung angeordnet, durch welche eine Bewegung des Antriebselements (3) auf das Schlagelement (4) übertragbar ist. Die Luftfedereinrichtung weist eine an das Antriebselement (3) angrenzende erste Luftkammer (6a) und eine an die erste Luftkammer (6a) und das Schlagelement (4) angrenzende zweite Luftkammer (6b) auf. Die erste und die zweite Luftkammer (6a, 6b) sind durch ein axial hin- und herbewegbares Trennelement (7) getrennt. Dabei ist eine Bewegbarkeit des Trennelements (7) relativ zu dem Antriebselement (3) durch eine Koppeleinrichtung (8, 9) derartig einseitig begrenzt, dass ein vorgegebener Maximalabstand (M) zwischen dem Trennelement (7) und dem Antriebselement (3) nicht überschreitbar ist.An air spring impact mechanism has an axially reciprocable, drivable by a drive drive element (3) and an axially reciprocable impact element (4) for impacting a tool (5). Between the drive element (3) and the impact element (4) an air spring device is arranged, by means of which a movement of the drive element (3) on the striking element (4) is transferable. The air spring device has a first air chamber (6a) adjoining the drive element (3) and a second air chamber (6b) adjoining the first air chamber (6a) and the striking element (4). The first and the second air chamber (6a, 6b) are separated by an axially reciprocable separating element (7). In this case, a mobility of the separating element (7) relative to the drive element (3) by a coupling device (8, 9) limited on one side such that a predetermined maximum distance (M) between the separating element (7) and the drive element (3) is not exceeded ,

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1 ein Luftfederschlagwerk, das beispielsweise in einem Aufbruch-, Schlag- und/oder Bohrhammer Verwendung finden kann.The invention relates according to claim 1, a Luftfederschlagwerk that can be used, for example, in a departure, impact and / or hammer drill.

Die Verwendung von Luftfederschlagwerken in Aufbruch-, Schlag- und/oder Bohrhämmern ist allgemein bekannt. Bekanntermaßen wird bei einem derartigen Luftfederschlagwerk ein Antriebskolben von einem geeigneten Antrieb, z. B. von einem durch einen Elektromotor betriebenen Kurbeltrieb, in eine oszillierende Axialbewegung versetzt. Die oszillierende Axialbewegung kann dann in eine Stoßbewegung eines Werkzeugs, beispielsweise eines Meißels, umgesetzt werden. Um eine verbesserte Schlagwirkung am Werkzeug zu erreichen und den Antrieb nicht übermäßig starken und verschleißenden Belastungen auszusetzen, wird zwischen dem Antriebskolben und dem Werkzeug ein Schlagkolben angeordnet. Der Antriebskolben und der Schlagkolben können mit Hilfe von Dichtungen, beispielsweise mit Spaltdichtungen, gegeneinander und gegen ein Schlagwerksgehäuse abgedichtet sein, so dass sich bei hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen dem Antriebskolben und dem Schlagkolben durch das eingeschlossene Luftvolumen eine Luftfeder ausbilden kann. Die oszillierende Axialbewegung des Antriebskolbens kann durch die Luftfeder auf den Schlagkolben übertragen werden, so dass der Schlagkolben eine beispielsweise am Werkzeug vorgesehene Aufschlagvorrichtung beaufschlagen kann.The use of air spring impact devices in break-away, impact and / or hammer drills is well known. As is known, in such a Luftfederschlagwerk a drive piston of a suitable drive, for. B. offset from a driven by an electric motor crank mechanism, in an oscillating axial movement. The oscillating axial movement can then be converted into a pushing movement of a tool, for example a chisel. In order to achieve an improved impact on the tool and not subject the drive to excessively strong and wearing loads, a striking piston is arranged between the drive piston and the tool. The drive piston and the percussion piston can be sealed against each other and against a striking mechanism housing with the aid of seals, for example with gap seals, so that an air spring can form at high relative speeds between the drive piston and the percussion piston due to the trapped air volume. The oscillating axial movement of the drive piston can be transmitted by the air spring on the percussion piston, so that the percussion piston can act on a provided for example on the tool impact device.

Grundsätzlich unterscheiden sich Luftfederschlagwerke durch die Gestaltung und Anordnung des Antriebs- und des Schlagkolbens. Unterschieden werden:

– Rohrschlagwerke mit beispielsweise durchmessergleichen, in einem Schlagwerksgehäuse (Schlagwerkrohr) geführten Antriebs- und Schlagkolben;
– Hohlkolbenschlagwerke mit hohlem, einseitig offenem Antriebskolben und darin geführtem Schlagkolben;
– Hohlschlägerschlagwerke mit hohlem, einseitig offenem Schlagkolben und darin geführtem Antriebskolben; und
– zweiseitige Luftfederschlagwerke mit hohlem, den Schlagkolben umschließenden Antriebskolben.

Basically, air spring impact devices differ by the design and arrangement of the drive and the percussion piston. Differences are:

- Pipe impactors with, for example, the same diameter, in a percussion gear housing (percussion tube) out drive and percussion piston;
- Hollow piston impactors with hollow, unilaterally open drive piston and percussion piston guided therein;
- Hohlschläger impact works with hollow, one-sided open percussion piston and guided therein drive piston; and
- Two-sided air spring impact with hollow, the impact piston enclosing drive piston.

Bei den zweiseitigen Luftfederschlagwerken wird die Bewegungsenergie des Antriebskolbens durch zwei getrennte Luftfedern auf den Schlagkolben übertragen, wobei eine Kompression der einen Luftfeder immer eine Dekomprimierung der zweiten Luftfeder bedingt und umgekehrt. Die Funktionsweise zweiseitiger Luftfederschlagwerke unterscheidet sich daher insoweit von der der einseitigen Luftfederschlagwerke. Zweiseitige Luftfederschlagwerke werden daher im Folgenden nicht weiter betrachtet.In the two-sided Luftfeder impact works the kinetic energy of the drive piston is transmitted by two separate air springs on the percussion piston, a compression of an air spring always requires a decompression of the second air spring and vice versa. The functioning of two-sided air spring impact devices therefore differs from that of the one-sided air spring impact devices. Two-sided air spring impact devices are therefore not considered further below.

Bei Rohrschlagwerken, Hohlkolbenschlagwerken und Hohlschlägerschlagwerken wird die durch den Antrieb eingeleitete oszillierende Axialbewegung durch eine einzige, sich zwischen Antriebskolben und Schlagkolben ausbildende Luftfeder übertragen, wie die folgende Beschreibung eines Schlagzyklusses zeigt.In pipe impact, hollow piston impact and Hohlschläger impact works introduced by the drive oscillating axial movement is transmitted through a single, forming between the drive piston and percussion piston air spring, as the following description of a Schlagzyklusses shows.

Wird der Antriebskolben durch den Antrieb beispielsweise aus einer extremen, vom Schlagkolben abgewandten Position (oberer Totpunkt des Antriebskolbens) in Richtung des Schlagkolbens beschleunigt, so kann das zwischen Antriebskolben und Schlagkolben eingeschlossene Luftvolumen komprimiert und eine Luftfeder ausgebildet werden. Über die komprimierte Luftfeder wird ein Schub des Antriebskolbens auf den Schlagkolben übertragen, so dass dieser beispielsweise die am Werkzeug angeordnete Aufschlagvorrichtung oder einen Döpper beaufschlagen kann und den Impuls auf das Werkzeug überträgt.If the drive piston is accelerated by the drive, for example, from an extreme position (top dead center of the drive piston) facing away from the percussion piston in the direction of the percussion piston, the air volume trapped between drive piston and percussion piston can be compressed and an air spring can be formed. About the compressed air spring, a thrust of the drive piston is transmitted to the percussion piston, so that it can act for example, arranged on the tool impactor or an anvil and transmits the pulse to the tool.

Durch den Aufschlag des Werkzeugs auf das bearbeitete Material prallt der Schläger zurück. Durch diesen Rückstoß, der abhängig von der Energie des Aufschlags und vom Härtegrad des bearbeiteten Werkstücks ist, kann der Schlagkolben in eine Rückbewegung in Richtung des Antriebskolbens versetzt werden.The impact of the tool on the machined material causes the bat to rebound. By this recoil, which is dependent on the energy of the impact and the degree of hardness of the machined workpiece, the percussion piston can be set in a return movement in the direction of the drive piston.

Die Rückbewegung des Schlagkolbens kann zusätzlich durch eine Rückbewegung des Antriebskolbens verstärkt werden, wenn der Antriebskolben durch den Antrieb aus einer extremen, dem Schlagkolben zugewandten Position (unterer Totpunkt des Antriebskolbens) in Richtung seines oberen Totpunkts bewegt wird. Durch die Rückbewegung des Antriebskolbens kann ein Unterdruck in dem zwischen Antriebskolben und Schlagkolben eingeschlossenen Luftvolumen entstehen und sich dadurch eine gedehnte Luftfeder ausbilden, die eine Saugwirkung auf den Schlagkolben ausüben und dessen Rückbewegung verstärken kann. Die Geschwindigkeit, mit der der Schlagkolben in Richtung des Antriebskolbens bewegt wird, und auch die Distanz, die er dabei zurücklegt, hängen dabei einerseits vom Rückstoß und andererseits von der Saugwirkung der Luftfeder ab.The return movement of the percussion piston can be additionally reinforced by a return movement of the drive piston when the drive piston is moved by the drive from an extreme, the percussion piston facing position (bottom dead center of the drive piston) in the direction of its top dead center. By the return movement of the drive piston, a negative pressure in the trapped between the drive piston and percussion piston air volume can arise and thereby form a stretched air spring, which can exert a suction effect on the percussion piston and strengthen its return movement. The speed with which the percussion piston is moved in the direction of the drive piston, and also the distance that it travels depend on the one hand on recoil and on the other hand on the suction effect of the air spring.

Nachdem der Antriebskolben seinen oberen Totpunkt erreicht hat, wird ein weiterer Schlagzyklus eingeleitet, bei dem der Antriebskolben erneut in Richtung des Schlagkolbens bewegt wird und den Schlagkolben über die Luftfeder in Richtung der Aufschlagvorrichtung bzw. des Werkzeugs bewegt.After the drive piston has reached its top dead center, another beating cycle is initiated, in which the drive piston is moved again in the direction of the percussion piston and moves the percussion piston via the air spring in the direction of the impact device or the tool.

Die Schlagenergie, mit der der Schlagkolben in dem weiteren Schlagzyklus das Werkzeug beaufschlagen kann, wird durch die Geschwindigkeit des Schlagkolbens beim Aufschlag und durch seine Masse bestimmt. Die Geschwindigkeit des Schlagkolbens beim Aufschlag hängt ihrerseits von der Geschwindigkeit des Schlagkolbens bei der Rückbewegung (Schlägerrückgeschwindigkeit) und von dem Zeitpunkt der maximalen Luftfederkompression ab, da der Schlagkolben im weiteren Schlagzyklus durch den Antriebskolben mittels der komprimierten Luftfeder über die in der Rückbewegung zurückgelegte Distanz beschleunigt werden kann. Die Schlägerrückgeschwindigkeit ist daher bestimmend für die erreichbare Schlagenergie. The impact energy with which the percussion piston can act on the tool in the further impact cycle is determined by the velocity of the percussion piston at impact and by its mass. The velocity of the percussion piston upon impact in turn depends on the speed of the percussion piston during the return movement (racket return speed) and on the time of maximum air spring compression since the percussion piston in the further percussion cycle is accelerated by the drive piston by the compressed air spring over the distance traveled in the return movement can. The racket return speed is therefore determinative of the achievable impact energy.

Die Schlägerrückgeschwindigkeit hängt von der Energieaufnahmefähigkeit des zu bearbeitenden Untergrunds bzw. Gesteins ab. Nimmt der zu bearbeitende Untergrund wenig Energie auf, prallt der Schlagkolben mit einer hohen Rückgeschwindigkeit zurück. Derartige Untergründe werden mit einer hohen Rückstoßziffer gekennzeichnet. Nimmt hingegen der Untergrund viel Energie auf, prallt der Schlagkolben mit einer geringen Rückgeschwindigkeit zurück. Derartige Untergründe werden mit einer niedrigen Rückstoßziffer gekennzeichnet. Im Extremfall kann der Schlagkolben auf dem Werkzeug liegen bleiben, ohne zurückgestoßen zu werden.The racket return speed depends on the energy absorption capacity of the substrate or rock to be processed. If the substrate to be processed consumes little energy, the percussion piston rebounds at a high reverse speed. Such substrates are marked with a high recoil number. If, on the other hand, the underground absorbs a lot of energy, the percussion piston rebounds at a low reverse speed. Such substrates are marked with a low recoil number. In extreme cases, the percussion piston can remain on the tool without being pushed back.

Weiterhin hängt die Schlägerrückgeschwindigkeit von dem Unterdruck der Luftfeder beim Ansaugen des Schlägers ab. Dieser Unterdruck ist entscheidend bei einem schwachen oder nicht vorhandenen Rückstoß beispielsweise auf einem Untergrund mit einer niedrigen Rückstoßziffer. Der Unterdruck in der Luftfeder und damit die Rücksaugkraft hängen dabei in hohem Maß von der Geometrie der Luftfeder ab, beispielsweise von dem Kolbenhub, von der Fläche und von der Länge der Luftfeder.Furthermore, the racket return speed depends on the negative pressure of the air spring when sucking the racket. This negative pressure is critical in a weak or non-existent recoil, for example, on a background with a low recoil number. The negative pressure in the air spring and thus the Rücksaugkraft depend greatly on the geometry of the air spring from, for example, the piston stroke, the surface and the length of the air spring.

Um ein ausreichendes Schlagverhalten bekannter einseitiger Luftfederschlagwerke zu erreichen, muss daher eine Gestaltung der Luftfeder bzw. eine Luftfedergeometrie und eine Gestaltung des Schlagkolbens auf die Rückstoßziffern der zu bearbeitenden Untergründe angepasst werden.In order to achieve a sufficient impact behavior of known one-sided air spring impact devices, therefore, a design of the air spring or an air spring geometry and a design of the percussion piston must be adapted to the recoil numbers of the substrates to be processed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Luftfederschlagwerk anzugeben, das eine verbesserte Schlagenergie für die Bearbeitung von Untergründen mit verschiedenen Rückstoßziffern bereitstellt.The invention is therefore an object of the invention to provide an air spring impact that provides improved impact energy for the treatment of substrates with different recoil numbers.

Diese Aufgabe wird durch ein Luftfederschlagwerk gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.This object is achieved by an air spring impact mechanism according to claim 1. Further developments of the invention can be found in the dependent claims.

Ein Luftfederschlagwerk weist ein axial hin- und herbewegbares, von einem Antrieb antreibbares Antriebselement, ein axial hin- und herbewegbares Schlagelement zum Aufschlagen auf ein Werkzeug und eine zwischen dem Antriebselement und dem Schlagelement wirkende bzw. angeordnete Luftfedereinrichtung auf, wobei eine Bewegung des Antriebselement. auf das Schlagelement durch die Luftfedereinrichtung übertragbar ist. Die Luftfedereinrichtung weist eine an das Antriebselement angrenzende erste Luftkammer und eine an die erste Luftkammer und das Schlagelement angrenzende zweite Luftkammer auf, wobei zwischen der ersten und der zweiten Luftkammer ein axial hin- und herbewegbares Trennelement angeordnet ist. Eine Bewegbarkeit des Trennelements relativ zum Antriebselement ist durch eine Koppeleinrichtung derart einseitig begrenzt, dass ein vorgegebener Maximalabstand zwischen dem Trennelement und dem Antriebselement nicht überschreitbar ist.An air spring impact mechanism has an axially reciprocable, drivable by a drive drive element, an axially reciprocable striker for striking a tool and acting between the drive element and the impact element or arranged air spring device, wherein a movement of the drive element. is transferable to the striking element by the air spring device. The air spring device has a first air chamber adjoining the drive element and a second air chamber adjoining the first air chamber and the striking element, wherein an axially reciprocable separating element is arranged between the first and the second air chamber. A mobility of the separating element relative to the drive element is bounded on one side by a coupling device such that a predetermined maximum distance between the separating element and the drive element can not be exceeded.

Der Antrieb kann einen Motor, wie beispielsweise einen Elektro- oder ein Verbrennungsmotor aufweisen. Das durch den Antrieb erzeugte Antriebsmoment kann in bekannter Weise beispielsweise über einen Kurbeltrieb oder ein Taumelgetriebe auf das Antriebselement übertragen werden und dieses in eine axiale Oszillationsbewegung versetzen.The drive may include a motor, such as an electric or an internal combustion engine. The drive torque generated by the drive can be transmitted in a known manner, for example via a crank mechanism or a wobble gear to the drive element and put this in an axial oscillation movement.

Die axiale Oszillationsbewegung des Antriebselements kann durch die Luftfedereinrichtung auf das Schlagelement übertragen werden, so dass dieses ebenfalls in eine axiale Oszillationsbewegung versetzt wird. Die axiale Oszillationsbewegung des Schlagelements kann zum Aufschlagen des Schlagelements auf das Werkzeug, beispielsweise auf eine an einem Ende des Werkzeugs vorgesehene Aufschlagvorrichtung oder einen Döpper, genutzt werden.The axial oscillatory movement of the drive element can be transmitted by the air spring device to the striking element, so that this is also set in an axial oscillation movement. The axial oscillatory movement of the impact element can be used to impact the impact element on the tool, for example on an impact device or an anvil provided at one end of the tool.

In einem Bewegungszyklus der axialen Hin- und Herbewegung Ist der Antriebskolben durch den Antrieb von einem oberen Totpunkt (Extremposition in Richtung des Antriebs bzw. entgegengesetzt dem Schlagelement) in einen unteren Totpunkt (Extremposition in Richtung des Schlagelements) und anschließend wieder in den oberen Totpunkt bewegbar.In a movement cycle of the axial reciprocating motion, the drive piston can be moved by the drive from a top dead center (extreme position in the direction of the drive or opposite to the striking element) into a bottom dead center (extreme position in the direction of the striking element) and then back into top dead center ,

Bei einer Bewegung des Antriebselements vom oberen Totpunkt in Richtung des unteren Totpunkts kann sich beispielsweise dann, wenn das Schlagelement stillsteht, sich langsamer als das Antriebselement bewegt oder sich auf das Antriebselement zu bewegt, in der Luftfedereinrichtung und insbesondere in der ersten und zweiten Luftkammer ein Druck aufbauen, durch den das eingeschlossene Luftvolumen komprimiert wird. Eine weitgehend gleichmäßige Kompression des eingeschlossenen Luftvolumens der ersten und zweiten Luftkammer wird dabei durch das axial hin- und herbewegbare Trennelement ermöglicht, das in diesem Teilabschnitt des Bewegungszyklusses axial sowohl relativ zum Antriebselement als auch relativ zum Schlagelement bewegbar ist. Die in der ersten und zweiten Luftkammer eingeschlossenen Luftvolumina können so gemeinsam als eine kombinierte, einheitliche Luftfeder wirken und einen Schub des Antriebselements auf das Schlagelement übertragen. Das Schlagelement kann hierdurch in Richtung des Werkzeugs und insbesondere in Richtung eines Aufschlagpunktes am Werkzeug bzw. der Aufschlagvorrichtung bewegt werden.Upon movement of the drive element from top dead center toward bottom dead center, for example, when the striking element is stationary, it moves more slowly than the drive element or moves toward the drive element, in the air spring device and in particular in the first and second air chambers build up, through which the trapped air volume is compressed. A largely uniform compression of the trapped air volume of the first and second air chamber is thereby by the axially back and allows movable separating element, which is movable axially in this portion of the Bewegungszyklusses both relative to the drive element and relative to the striking element. The trapped in the first and second air chambers air volumes can thus act together as a combined, uniform air spring and transmit a thrust of the drive element to the striking element. The striking element can thereby be moved in the direction of the tool and in particular in the direction of a point of impact on the tool or the impact device.

Durch das Zusammenwirken der in der ersten und zweiten Luftkammer eingeschlossen Luftvolumina als kombinierte Luftfeder kann eine weiche und damit Rückstoß-tolerante Übertragung des Schubs des Antriebselements auch bei einer hohen Geschwindigkeit des Antriebselements auf das Schlagelement erreicht werden. Das Schlagelement kann daher mit hoher Schlagenergie auf das Werkzeug aufschlagen.By the interaction of the air volumes included in the first and second air chambers as a combined air spring, a soft and thus recoil-tolerant transmission of the thrust of the drive element can be achieved even at a high speed of the drive element on the striking element. The impact element can therefore hit the tool with high impact energy.

Nach dem Aufschlag kann das Schlagelement durch einen Rückstoß des Werkzeugs zurückgestoßen und in eine Bewegung vom Aufschlagpunkt in Richtung des Antriebselements versetzt werden. Das Antriebselement kann in diesem Moment noch in einer Bewegung in Richtung seines unteren Totpunkts sein, diesen erreicht haben oder durch den Antrieb bereits in eine Bewegung zu seinem oberen Totpunkt gezwungen worden sein.After the impact, the impact member may be repelled by a recoil of the tool and be placed in a movement from the impact point in the direction of the drive element. The drive element may be in this moment still in a movement in the direction of its bottom dead center, have reached this or have already been forced by the drive in a movement to its top dead center.

Nach einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Antriebselements und/oder durch eine Abschwächung des Rückstoßes des Schlagelements kann sich der Abstand zwischen einer an die erste Luftkammer angrenzenden Stirnfläche des Antriebselements und einer an die zweite Luftkammer angrenzenden Stirnfläche des Schlagelements zunehmend vergrößern, wobei die in der ersten und der zweiten Luftkammer befindliche, beim Aufschlag noch komprimierte Luft zunehmend entspannt wird.After a reversal of the direction of movement of the drive element and / or by a weakening of the recoil of the impact element, the distance between an adjacent to the first air chamber end face of the drive element and an adjacent to the second air chamber end face of the impact element can increase, wherein in the first and the second air chamber located at the impact still compressed air is increasingly relaxed.

Solange in der ersten Luftkammer Überdruck herrscht, kann sich die erste Luftkammer wegen des relativ zum Antriebs- und zum Schlagelement (noch) frei bewegbaren Trennelements ausdehnen. Durch die Ausdehnung kann der vorgegebene Maximalabstand zwischen dem Antriebselement und dem Trennelement erreicht werden.As long as there is overpressure in the first air chamber, the first air chamber can expand because of the separating element that can still be moved freely relative to the drive element and to the striking element. Due to the expansion of the predetermined maximum distance between the drive element and the separating element can be achieved.

Bei Erreichen des Maximalabstands kann die Koppeleinrichtung das Trennelement mit dem Antriebselement koppeln. Hierdurch kann die Bewegbarkeit des Trennelements relativ zum Antriebselement einseitig begrenzt und eine weitere Ausdehnung des in der ersten Luftkammer befindlichen Luftvolumens verhindert werden. in diesem Moment kann in der ersten Luftkammer im Wesentlichen Umgebungsdruck herrschen. Durch das Koppeln des Antriebselements mit dem Trennelement kann die Bewegung des Antriebskolbens auf das Trennelement übertragen werden.When the maximum distance is reached, the coupling device can couple the separating element with the drive element. As a result, the mobility of the separating element relative to the drive element can be limited on one side and a further expansion of the air volume located in the first air chamber can be prevented. At this moment, essentially ambient pressure can prevail in the first air chamber. By coupling the drive element with the separating element, the movement of the drive piston can be transmitted to the separating element.

Da das in der zweiten Luftkammer befindliche Luftvolumen nicht begrenzt ist, kann sich durch die Rückbewegung des Trennelements in der zweiten Luftkammer eine saugende Luftfeder ausbilden, wobei durch den Sog die Bewegung des Trennelements auf das Schlagelement übertragen werden kann. Das Schlagelement wird daher durch die in der zweiten Luftkammer ausgebildete Luftfeder in Richtung seines oberen Totpunkts zurückgesaugt.Since the air volume located in the second air chamber is not limited, can form by the return movement of the separating element in the second air chamber, a sucking air spring, which can be transmitted to the striking element by the suction, the movement of the separating element. The striking element is therefore sucked back by the air spring formed in the second air chamber in the direction of its top dead center.

Durch die alleinige Sogwirkung der im Vergleich zur kombinierten Luftfeder kurzen, in der zweiten Luftkammer ausgebildeten Luftfeder kann ein effektives Zurücksaugen auch dann erreicht werden, wenn beispielsweise der Rückstoß des Schlagelements auf einem Untergrund mit niedriger Rückstoßziffer gering ausfällt.Due to the sole suction effect of the short in comparison to the combined air spring, formed in the second air chamber air spring, an effective suckback can be achieved even if, for example, the recoil of the striking element low on a background with low recoil number.

Es ist möglich, dass bei einer Komprimierung der Luftvolumina in der ersten und zweiten Luftkammer Luft durch Leckage entweicht. Hierdurch kann im Moment des Koppelns der Koppeleinrichtung beispielsweise anstelle des Umgebungsdrucks ein leichter Unterdruck in der ersten Luftkammer vorliegen. Eine derartige Leckage kann durch einen Luftausgleich ausgeglichen werden. Ein Luftausgleich kann beispielsweise mittels geeignet angeordneter Spaltöffnungen z. B. dann geschehen, wenn sich Antriebselement und/oder das Schlagelement in der unteren Stellung, z. B. in oder nahe ihrem unteren Totpunkt, befinden.It is possible that when compressing the volumes of air in the first and second air chambers air escapes through leakage. As a result, at the moment of coupling the coupling device, for example, instead of the ambient pressure, there may be a slight negative pressure in the first air chamber. Such leakage can be compensated by an air balance. An air balance, for example, by means of suitably arranged stomata z. B. happen when the drive element and / or the impact element in the lower position, z. In or near their bottom dead center.

In einer Ausführungsform weist die Koppeleinrichtung ein mit dem Trennelement gekoppeltes Sperrelement auf. Beispielsweise kann das Sperrelement einen Vorsprung, eine Nase, einen Sperrkörper, eine Sperrscheibe oder ähnliches aufweisen und beispielsweise durch eine Koppelstange oder durch ein Drahtseil mit dem Trennelement gekoppelt sein.In one embodiment, the coupling device has a blocking element coupled to the separating element. For example, the blocking element may have a projection, a nose, a blocking body, a locking disk or the like and be coupled to the separating element, for example, by a coupling rod or by a wire rope.

Die Bewegbarkeit des Trennelements relativ zum Antriebselement kann in dieser Ausführungsform durch einen einseitig wirkenden Formschluss des Sperrelements mit dem Antriebselement begrenzt werden. Dieser Formschluss kann beispielsweise durch ein Aufsetzen der Aufsetzplatte bzw. des Aufsetzklotzes auf dem Antriebselement erreicht werden, wenn der vorbestimmte Maximalabstand zwischen Trennelement und Antriebselement erreicht ist. Das Aufsetzen kann bewirken, dass auch bei einem weiteren, auf das Trennelement und/oder das Antriebselement jeweils entgegengesetzt wirkenden Zug eine weitere Auseinanderbewegung des Trennelements und des Antriebselements und damit eine Vergrößerung der ersten Luftkammer verhindert wird. Der Formschluss wirkt nur einseitig, da beispielsweise ein Aufeinanderzubewegen des Trennelements und des Antriebselements durch den Formschluss nicht bewirkt wird bzw. werden muss.The mobility of the separating element relative to the drive element can be limited in this embodiment by a one-sided positive engagement of the locking element with the drive element. This positive connection can be achieved for example by placing the mounting plate or Aufsetzklotzes on the drive element when the predetermined maximum distance between the separating element and the drive element is reached. The placement may cause a further movement apart of the separating element and the drive element and thus an enlargement of the first air chamber even in a further, respectively acting on the separating element and / or the drive element opposite train is prevented. The form fit only acts on one side, since, for example, a movement toward one another of the separating element and of the drive element is not effected or must be due to the positive connection.

Das Antriebselement und/oder das Sperrelement können in dieser Ausführungsform derart gestaltet sein, dass der einseitig wirkende Formschluss begünstigt wird. Beispielsweise kann das Antriebselement eine Fläche aufweisen, auf der das als Aufsetzplatte gestaltete Sperrelement aufsetzen kann, oder eine Ausnehmung, die der Gestalt des Sperrelements entspricht.The drive element and / or the blocking element can be designed in this embodiment such that the one-sided positive locking is favored. For example, the drive element may have a surface on which the stop element designed as a stopper can seat, or a recess which corresponds to the shape of the stopper element.

In einer weiteren Ausführungsform kann in einem Ruhezustand des Luftfederschlagwerks, beispielsweise bei stillstehendem Antrieb, das Volumen der zweiten Luftkammer im Wesentlichen geringer als das Volumen der ersten Luftkammer sein. Da sich die Luftvolumina der ersten und der zweiten Luftkammer während eines Schlagzyklusses wegen der Relativbewegungen zwischen Antriebselement, Schlagelement und Trennelement ändern, kann das Volumen im Ruhezustand betrachtet werden. Beispielsweise kann in dem Ruhezustand das Schlagelement sich im theoretischen Schlagpunkt, beispielsweise mit Auflage auf der Aufschlagvorrichtung, und der Schläger sich im unteren Totpunkt befinden. Weiterhin kann im Ruhezustand in der ersten und zweiten Luftkammer im Wesentlichen Umgebungsdruck herrschen.In a further embodiment, the volume of the second air chamber may be substantially less than the volume of the first air chamber in a rest state of the air spring impact mechanism, for example, when the drive is stopped. Since the air volumes of the first and second air chambers during a Schlagzyklusses change due to the relative movements between the drive element, impact element and separating element, the volume can be considered at rest. For example, in the resting state, the impact element may be at the theoretical impact point, for example with support on the impact device, and the beater may be at bottom dead center. Furthermore, in the idle state, substantially ambient pressure prevails in the first and second air chambers.

Beispielsweise kann das Volumen der ersten Luftkammer im Wesentlichen zwei- oder dreimal so groß sein wie das der zweiten Luftkammer. Diese Größenordnung ist jedoch beispielhaft zu verstehen, andere Ausgestaltungen können je nach Geometrie der Luftkammern, Masse des Antriebs- und des Schlagkolbens, Beschaffenheit des Werkzeugs und Beschaffenheit der zu bearbeitenden Untergründe möglich sein.For example, the volume of the first air chamber may be substantially two or three times as large as that of the second air chamber. However, this order of magnitude is to be understood as an example, other embodiments may be possible depending on the geometry of the air chambers, mass of the drive and the percussion piston, nature of the tool and nature of the substrates to be processed.

Weist die zweite Luftkammer ein geringes Volumen auf, kann sie in der oben beschriebenen zweiten Phase mit Kopplung des Trennelements an das Antriebselement besonders effektiv wirken. Insbesondere kann sich bei einem kleinen Luftvolumen in der zweiten Luftkammer ein starker Sog ausbilden, so dass eine hohe Schlägerrückgeschwindigkeit erreicht und damit ein Schlag mit hoher Schlagenergie vorbereitet werden kann.If the second air chamber has a small volume, it can be particularly effective in the above-described second phase with coupling of the separating element to the drive element. In particular, with a small volume of air in the second air chamber, a strong suction can form, so that a high racket return speed can be achieved and thus a blow with high impact energy can be prepared.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der ersten und zweiten Luftkammer können die Vorteile einer kurzen Luftfeder beim Rücksaugen des Schlagelements mit denen einer langen Luftfeder bei der Schlagvorbereitung und bei einem starken Rückstoß kombiniert werden. So ist bei Dekompression der Luftfedern beispielsweise in der oben beschriebenen zweiten Phase ein kraftvolles Rücksaugen möglich, wohingegen bei Kompression der Luftfedern eine effektive Übertragung des Schubs und damit eine höhere Einzelschlagenergie sowie eine hohe Toleranz gegenüber verschieden starken Rückstößen und damit eine Schonung des Bedieners und eines das Luftfederschlagwerk aufweisenden Arbeitsgeräts erreicht wird. Weiterhin werden durch die gemeinsame Wirkung der Luftfedern in der ersten und der zweiten Luftkammer geringere Vibrationen erreicht. Zudem herrscht in den beiden Luftkammern ein geringerer Maximaldruck bei der Luftfederkompression, der geringere Betriebstemperaturen bedingt und die Dichtungen weniger belastet. Folglich treten geringere Luftverluste beispielsweise bei einer Undichtigkeit einer der Luftkammern auf.With such a configuration of the first and second air chambers, the advantages of a short air spring when sucking back the striking element can be combined with those of a long air spring in the impact preparation and in a strong recoil. Thus, in decompression of the air springs, for example in the second phase described above, a powerful suckback possible, whereas in compression of the air springs effective transmission of the thrust and thus a higher single impact energy and high tolerance to different strong rebounds and thus a protection of the operator and the Air striker having working device is achieved. Furthermore, lower vibrations are achieved by the joint action of the air springs in the first and the second air chamber. In addition, there is a lower maximum pressure in the two air chambers in the air spring compression, the lower operating temperatures caused and the seals less loaded. Consequently, lower air losses occur, for example, in the event of a leak in one of the air chambers.

In einer Ausführungsform ist das Sperrelement auf der dem Trennelement entgegengesetzten Seite des Antriebselements angeordnet. Hierdurch kann bei einer Ausdehnung der ersten Luftkammer und bei einem Erreichen des vorgegebenen Maximalabstands zwischen Trennelement und Antriebselement das Sperrelement auf dem Antriebselement aufsetzen und mit diesem einen einseitig wirkenden Formschluss bilden. Die Bewegung des Antriebselements kann nun über den einseitig wirkenden Formschluss durch die Koppeleinrichtung auf das Trennelement übertragen werden.In one embodiment, the blocking element is arranged on the side of the drive element which is opposite to the separating element. As a result, upon an expansion of the first air chamber and upon reaching the predetermined maximum distance between the separating element and the drive element, the blocking element can be placed on the drive element and form a one-sided positive fit with it. The movement of the drive element can now be transmitted to the separating element via the one-way positive locking by the coupling device.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Trennelement beispielsweise in einem Führungszylinder zum axialen Führen des Antriebselements und/oder des Schlagelements geführt werden. Beispielsweise kann das Trennelement durch eine im Wesentlichen dicht in den Führungszylinder eingepasste Trennscheibe, welche zwischen dem Antriebselement und dem Schlagelement angeordnet ist, gebildet sein. Durch die Trennscheibe werden die erste und die zweite Luftkammer im Wesentlichen dicht voneinander getrennt.In a further embodiment, the separating element can be guided, for example, in a guide cylinder for axially guiding the drive element and / or the striking element. For example, the separating element may be formed by a cutting disc which is substantially tightly fitted in the guide cylinder and which is arranged between the drive element and the striking element. The separating disk substantially separates the first and second air chambers from each other.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Antriebselement innerhalb eines Hohlzylinders angeordnet sein. In dieser Ausführungsform kann das Trennelement durch einen Boden des Hohlzylinders gebildet sein und das Sperrelement einen im Innenraum des Hohlzylinders angeordneten Vorsprung aufweisen. Dabei kann die Kopplung des Trennelements, also des Bodens des Hohlzylinders, mit dem im Innenraum des Hohlzylinders angeordneten Sperrelement durch eine Umwandung des Hohlzylinders gebildet sein. Dies ermöglicht eine robuste Verbindung des Sperrelements mit dem Trennelement.In a further embodiment, the drive element can be arranged within a hollow cylinder. In this embodiment, the separating element can be formed by a bottom of the hollow cylinder and the blocking element have a projection arranged in the interior of the hollow cylinder. In this case, the coupling of the separating element, ie the bottom of the hollow cylinder, may be formed with the arranged in the interior of the hollow cylinder blocking element by a conversion of the hollow cylinder. This allows a robust connection of the blocking element with the separating element.

In dieser Ausführungsform findet eine Bewegung des Antriebselements vollständig im Innenraum des Hohlzylinders statt. Der Hohlzylinder selbst ist axial relativ zum Antriebselement beweglich. Die Bewegbarkeit des Hohlzylinders relativ zum Antriebselement ist einseitig durch das Sperrelement begrenzt. Beispielsweise kann der Vorsprung ein Auseinanderbewegen des Antriebselements und des Hohlzylinders durch einen einseitig wirkenden Formschluss verhindern.In this embodiment, a movement of the drive element takes place completely in the interior of the hollow cylinder. The hollow cylinder itself is axially movable relative to the drive element. The mobility of the hollow cylinder relative to the drive element is unilaterally by the blocking element limited. For example, the projection can prevent a disengagement of the drive element and the hollow cylinder by a one-sided positive locking.

In einer Ausführungsform kann in einer Schubphase, in der das Antriebselement durch den Antrieb in Richtung des Schlagelements bewegt wird, in der ersten Luftkammer eine erste Luftfeder und in der zweiten Luftkammer eine zweite Luftfeder ausgebildet sein. Dabei wird ein Schub des Antriebselements über die erste Luftfeder auf das Trennelement und von dem Trennelement über die zweite Luftfeder auf das Schlagelement übertragen. Ein Schub des Antriebselements in Richtung des Schlagelements wird hierbei durch die gemeinsame Wirkung der beiden Luftfedern auf das Schlagelement übertragen.In one embodiment, in a push phase, in which the drive element is moved by the drive in the direction of the impact element, in the first air chamber, a first air spring and in the second air chamber, a second air spring may be formed. In this case, a thrust of the drive element via the first air spring is transmitted to the separating element and from the separating element via the second air spring on the striking element. A thrust of the drive element in the direction of the striking element is in this case transmitted by the joint effect of the two air springs on the striking element.

In einer Ausführungsform kann in einer Zugphase, in der das Antriebselement durch den Antrieb von dem Schlagelement wegbewegt wird, ein Zug des Antriebselements über die Koppeleinrichtung auf das Trennelement und von dem Trennelement über die zweite Luftfeder auf das Schlagelement übertragbar sein. Sobald der vorgegebene Maximalabstand zwischen dem Trennelement und dem Antriebselement erreicht ist, wirkt die Koppeleinrichtung, die das Trennelement mit dem Antriebselement einseitig koppelt. Die Bewegung des Antriebselements kann daher über die vergleichsweise kurze zweite Luftfeder effektiv auf das Schlagelement übertragen werden.In one embodiment, in a traction phase in which the drive element is moved away from the impact element by the drive, a train of the drive element can be transmitted to the separating element via the coupling device and to the striking element from the separating element via the second air spring. As soon as the predetermined maximum distance between the separating element and the drive element is reached, the coupling device which unilaterally couples the separating element to the drive element acts. The movement of the drive element can therefore be effectively transmitted to the striker via the comparatively short second air spring.

In einer weiteren Ausführungsform weist ein Arbeitsgerät ein Rohrschlagwerk, ein Hohlkolbenschlagwerk oder ein Hohlschlägerschlagwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche auf. Auch hier wirken bei einer Kompression die in der ersten und zweiten Luftkammer gebildeten Luftfedern gemeinsam, während bei einer Dekompression die Ausdehnung der in der ersten Luftkammer gebildeten Luftfeder durch die einseitige Kopplung des Trennelements mit dem Antriebselement begrenzt ist.In a further embodiment, a working device has a pipe impact mechanism, a hollow piston impact mechanism or a hollow impact impactor according to one of the preceding claims. Again, in a compression, the air springs formed in the first and second air chambers act together, while in a decompression, the expansion of the air spring formed in the first air chamber is limited by the one-sided coupling of the separating element with the drive element.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:These and further features of the invention are explained in more detail below by means of examples with the aid of the accompanying figures. Show it:

1 ein Luftfederschlagwerk mit einer durch eine Trennscheibe in eine erste Luftkammer und eine zweite Luftkammer getrennten Luftfedereinrichtung in einer Zugphase; 1 an air spring impact mechanism with a separated by a cutting disc in a first air chamber and a second air chamber air spring device in a pulling phase;

2 das Luftfederschlagwerk aus 1 in einer Schubphase; 2 the air spring impact 1 in a boost phase;

3 ein Luftfederschlagwerk mit Anordnung eines Antriebskolbens in einem eine erste und eine zweite Luftkammer trennenden Hohlzylinder; 3 an air spring impactor with arrangement of a drive piston in a first and a second air chamber separating the hollow cylinder;

4 das Luftfederschlagwerk aus 1, wobei die Trennscheibe durch ein Zugelement mit einem Antriebskolben gekoppelt ist; 4 the air spring impact 1 wherein the cutting disc is coupled by a tension member with a drive piston;

5 ein Hohlschlägerschlagwerk mit einem in einen Schlagkolben eingepassten Antriebskolben und einer durch eine Trennscheibe in eine erste und eine zweite Luftkammer getrennten Luftfedereinrichtung; und 5 a Hohlschlägerschlagwerk with a fitted in a percussion piston driving piston and separated by a cutting disc in a first and a second air chamber air spring device; and

6 ein Hohlkolbenschlagwerk mit einem in einen Antriebskolben eingepasst Schlagkolben und einer durch eine Trennscheibe in eine erste und eine zweite Luftkammer getrennten Luftfedereinrichtung. 6 a hollow piston impaction with a fitted into a drive piston percussion piston and separated by a cutting disc in a first and a second air chamber air spring device.

Im Folgenden beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Komponenten, die eine entsprechende Funktion in den gezeigten Luftfederschlagwerken erfüllen.Hereinafter, like reference numerals refer to the same or similar components that perform a corresponding function in the air spring impact devices shown.

1 zeigt schematisch ein Luftfederschlagwerk, in welchem ein Antriebsmoment eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) über einen Kurbeltrieb 1 auf einen in einem Führungszylinder 2 geführten, axial hin- und herbewegbaren Antriebskolben 3 übertragbar ist. Der Kurbeltrieb 1 kann beispielsweise eine durch eine Motorwelle antreibbare Exzenterscheibe mit daran befestigtem Pleuel aufweisen. Durch die Übertragung des Antriebsmoments kann der Antriebskolben 3 in eine axiale Oszillationsbewegung zwischen einem in Richtung des Kurbeltriebs 1 befindlichen oberen Totpunkt und einen in entgegengesetzter Richtung befindlichen unteren Totpunkt des Antriebskolbens 3 versetzt werden. Die axiale Oszillationsbewegung des Antriebskolbens 3 kann durch eine Luftfedereinrichtung auf einen ebenfalls in dem Führungszylinder 2 geführten Schlagkolben 4 übertragen werden, so dass dieser ebenfalls eine axiale Oszillationsbewegung ausführt. Durch den Schlagkolben 4 kann ein Werkzeug 5 wie z. B. ein Meißel oder ein Bohrer beaufschlagt werden, welches beispielsweise zur Bearbeitung eines Untergrundes eingesetzt werden kann. 1 schematically shows an air spring impact mechanism, in which a drive torque of a drive motor (not shown) via a crank mechanism 1 on one in a guide cylinder 2 guided axially reciprocating drive piston 3 is transferable. The crank mechanism 1 For example, it can have an eccentric disc which can be driven by a motor shaft and has a connecting rod fastened thereto. By transmitting the drive torque of the drive piston 3 in an axial oscillatory movement between one in the direction of the crank mechanism 1 located top dead center and a located in the opposite direction bottom dead center of the drive piston 3 be offset. The axial oscillation movement of the drive piston 3 can by an air spring device on a likewise in the guide cylinder 2 guided percussion piston 4 be transmitted so that it also performs an axial oscillatory movement. Through the percussion piston 4 can be a tool 5 such as B. a chisel or a drill are acted upon, which can be used for example for processing a substrate.

Die Luftfedereinrichtung weist in der in 1 gezeigten Ausführungsform eine erste Luftkammer 6a und eine zweite Luftkammer 6b auf. Die erste Luftkammer 6a grenzt an eine vorderseitige Stirnseite des Antriebskolbens 3, während die zweite Luftkammer an eine rückseitige Stirnseite des Schlagkolbens 4 angrenzt. Beide Luftkammern 6a, 6b sind angrenzend zueinander durch eine in dem Führungszylinder axial bewegbare Trennscheibe 7 getrennt.The air spring device has in the in 1 shown embodiment, a first air chamber 6a and a second air chamber 6b on. The first air chamber 6a Adjacent to a front end face of the drive piston 3 while the second air chamber to a back face of the percussion piston 4 borders. Both air chambers 6a . 6b are adjacent to each other by an axially movable in the guide cylinder cutting disc 7 separated.

Die Trennscheibe 7, die ebenfalls im Führungszylinder 2 geführt ist und in diesem die erste Luftkammer 6a im Wesentlichen dicht von der zweiten Luftkammer 6b trennt, ist mit einer Koppelstange 8 und einem daran befestigten Sperrkörper 9 mit dem Antriebskolben 3 gekoppelt. Hierdurch wird ein vorgegebener Maximalabstand M zwischen dem Antriebskolben 3 und der Trennscheibe 7 begrenzt. Eine Bewegbarkeit der Trennscheibe 7 relativ zum Antriebskolben 3 ist folglich einseitig begrenzt, da die Trennscheibe 7 in der in 1 gezeigten Position nicht weiter vom Antriebskolben 3 wegbewegt werden kann.The cutting disc 7 who are also in the lead cylinder 2 is guided and in this the first air chamber 6a essentially close to the second air chamber 6b is with a coupling rod 8th and a locking body attached thereto 9 with the drive piston 3 coupled. This will be a predetermined maximum distance M between the drive piston 3 and the cutting disc 7 limited. A mobility of the cutting disc 7 relative to the drive piston 3 is therefore unilaterally limited because the cutting disc 7 in the in 1 shown position not further from the drive piston 3 can be moved away.

1 zeigt die Ausführungsform in einer Zugphase, in der der Antriebskolben 3 durch den Kurbeltrieb 1 von dem Schlagkolben 4 wegbewegt, also nach oben bewegt wird. Im dargestellten Teilabschnitt des Bewegungszyklusses wird ein durch den Kurbeltrieb 1 auf den Antriebskolben 3 übertragener Zug über den mit dem Antriebskolben 3 einen einseitigen Formschluss bildenden Sperrkörper 9 und die damit verbundene Koppelstange 8 auf die Trennscheibe 7 übertragen. Das in der ersten Luftkammer 6a eingeschlossene Luftvolumen wirkt daher dann nicht mehr als Luftfeder. Der auf die Trennscheibe 7 übertragene Zug kann zu einer Ausdehnung des in der zweiten Luftkammer 6b befindlichen Luftvolumens führen, wodurch sich in der zweiten Luftkammer 6b ein Sog und damit eine Luftfeder ausbildet. Über die in der zweiten Luftkammer 6b gebildete Luftfeder kann der Zug auf den Schlagkolben 4 übertragen werden und diesen in Richtung des Antriebskolbens 3 nach oben bewegen. 1 shows the embodiment in a pulling phase, in which the drive piston 3 through the crank mechanism 1 from the percussion piston 4 moved away, so is moved up. In the illustrated section of the Bewegungszyklusses is a through the crank mechanism 1 on the drive piston 3 transmitted train over the with the drive piston 3 a one-sided positive connection forming blocking body 9 and the associated coupling rod 8th on the cutting disc 7 transfer. That in the first air chamber 6a trapped air volume therefore no longer acts as an air spring. The on the cutting disc 7 transmitted train may cause an expansion of the second air chamber 6b lead air volume, resulting in the second air chamber 6b a suction and thus an air spring is formed. About in the second air chamber 6b formed air spring can train on the percussion piston 4 be transferred and this in the direction of the drive piston 3 move upwards.

Durch das im Vergleich zu einem Gesamtvolumen der Luftkammern 6a und 6b geringe Volumen der zweiten Luftkammer 6b kann der Zug effektiv auf den Schlagkolben 4 übertragen werden. Es bildet sich der Unterdruck auch bei geringem Kolbenhub schnell aus. Folglich kann auch bei einem geringen von dem Werkzeug 5 auf den Schlagkolben 4 übertragenen Rückstoß der Schlagkolben 4 effektiv in Richtung des Antriebskolbens 3 bewegt werden.By compared to a total volume of air chambers 6a and 6b low volume of the second air chamber 6b The train can effectively hit the percussion piston 4 be transmitted. It forms the negative pressure quickly even with low piston stroke. Consequently, even at a low level of the tool 5 on the percussion piston 4 transferred recoil of the percussion piston 4 effectively in the direction of the drive piston 3 to be moved.

2 zeigt das Luftfederschlagwerk aus 1 in einer Schubphase, in der der Antriebskolben 3 durch den Kurbeltrieb 1 in Richtung des Schlagkolbens geschoben wird. Der einseitige Formschluss des Sperrelements 9 mit dem Antriebskolben 3 wirkt hierbei nicht bzw. wird gelöst, so dass der Antriebskolben 3 ungehindert in Richtung der Trennscheibe 7 und des Schlagkolbens 4 bewegt werden kann. Hierdurch wird das in den beiden Luftkammern 6a, 6b befindliche Luftvolumen komprimiert und der Schub auf den Schlagkolben 4 übertragen. 2 shows the air spring impact mechanism 1 in a push phase, in which the drive piston 3 through the crank mechanism 1 is pushed in the direction of the percussion piston. The one-sided positive connection of the locking element 9 with the drive piston 3 does not act or is released, so that the drive piston 3 unhindered in the direction of the cutting disc 7 and the percussion piston 4 can be moved. This will do this in the two air chambers 6a . 6b Air volume compressed and the thrust on the percussion piston 4 transfer.

In dem in 2 gezeigten weiteren Teilabschnitt des Bewegungszyklusses ist daher die Trennscheibe 7 nicht durch den Sperrkörper 9 und die Koppelstange 8 mit dem Antriebskolben gekoppelt. Die in der ersten und der zweiten Luftkammer 6a, 6b ausgebildeten Luftfedern werden komprimiert und wirken zusammen, wodurch eine effektive Übertragung des Schubs auf den Schlagkolben 4 und damit die Vorbereitung eines kraftvollen Aufschlags des Schlagkolbens 4 auf das Werkzeug 5 erreicht wird.In the in 2 shown further portion of the Bewegungszyklusses is therefore the cutting disc 7 not through the locking body 9 and the coupling rod 8th coupled with the drive piston. The in the first and the second air chamber 6a . 6b trained air springs are compressed and act together, thereby effectively transferring the thrust to the percussion piston 4 and thus the preparation of a powerful serve of the percussion piston 4 on the tool 5 is reached.

Durch das im Vergleich zum Volumen der zweiten Luftkammer 6b hohe Gesamtvolumen der Luftkammern 6a und 6b kann ein Rückstoß wirksam abgefangen und der Schub des Antriebskolbens 3 effektiv auf den Schlagkolben 4 übertragen werden. Folglich kann beispielsweise ein starker, von dem Werkzeug 5 auf den Schlagkolben 4 übertragener Rückstoß effektiv gedämpft und zur Schlagvorbereitung genutzt werden.By compared to the volume of the second air chamber 6b high total volume of air chambers 6a and 6b a recoil can be effectively intercepted and the thrust of the drive piston 3 effective on the percussion piston 4 be transmitted. Consequently, for example, a strong, from the tool 5 on the percussion piston 4 transmitted recoil effectively damped and used for blow preparation.

Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform eines Luftfederschlagwerks ist der Antriebskolben 3 innerhalb eines Hohlzylinders 10 axial beweglich angeordnet. Der Hohlzylinder 10 ist seinerseits ebenfalls axial beweglich in dem Führungszylinder 2 angeordnet. Der Antriebskolben 3 ist daher zum Hohlzylinder 10 relativ bewegbar. Diese relative Bewegbarkeit ist jedoch einseitig begrenzt durch als Anschläge dienende Vorsprünge 11a, 11b, welche innerhalb des Hohlzylinders 10 angeordnet sind. Die Vorsprünge 11a, 11b können auch einheitlich als Ring ausgebildet sein.At the in 3 shown embodiment of an air spring impact mechanism is the drive piston 3 inside a hollow cylinder 10 arranged axially movable. The hollow cylinder 10 is in turn also axially movable in the guide cylinder 2 arranged. The drive piston 3 is therefore the hollow cylinder 10 relatively movable. However, this relative mobility is limited on one side by serving as stops projections 11a . 11b which is inside the hollow cylinder 10 are arranged. The projections 11a . 11b can also be uniformly formed as a ring.

Innerhalb des Hohlzylinders 10, zwischen einem Boden des Hohlzylinders 10 und dem Antriebskolben 3 befindet sich die erste Luftkammer 6a, welche durch den Boden des Hohlzylinders 10 von der zwischen dem Boden des Hohlzylinders 10 und dem Schlagkolben 4 befindlichen zweiten Luftkammer 6b getrennt ist. Der Boden des Hohlzylinders 10 bildet somit ein Trennelement zwischen der ersten Luftkammer 6a und der zweiten Luftkammer 6b.Inside the hollow cylinder 10 , between a bottom of the hollow cylinder 10 and the drive piston 3 is the first air chamber 6a passing through the bottom of the hollow cylinder 10 from between the bottom of the hollow cylinder 10 and the percussion piston 4 located second air chamber 6b is disconnected. The bottom of the hollow cylinder 10 thus forms a separating element between the first air chamber 6a and the second air chamber 6b ,

Die Vorsprünge 11a, 11b begrenzen die Bewegbarkeit des Bodens des Hohlzylinders 10 zum Antriebskolben 3 in der Art, dass auch hier ein vorgegebener Maximalabstand zwischen dem Boden des Hohlzylinders 10 und dem Antriebskolben 3 nicht überschritten werden kann.The projections 11a . 11b limit the mobility of the bottom of the hollow cylinder 10 to the drive piston 3 in the way that also here a predetermined maximum distance between the bottom of the hollow cylinder 10 and the drive piston 3 can not be exceeded.

Im dargestellten Moment des Bewegungsablaufs, in dem der Antriebskolben 3 durch den Kurbeltrieb 1 vom Schlagkolben 4 weg bewegt wird, ist der maximale Abstand zwischen dem Antriebskolben 3 und dem Boden des Hohlzylinders 10 noch nicht erreicht. In den Luftkammern 6a und 6b kann nach Überdruck herrschen. Sobald der Maximalabstand erreicht wird, kann in der ersten und zweiten Luftkammer 6a, 6b im Wesentlichen Umgebungsdruck herrschen. Die Vorsprünge 11a, 11b können dann mit dem Antriebskolben 3 einseitig wirkende Formschlüsse bilden, durch die die Bewegung des Antriebskolbens 3 auf den Hohlzylinder 10 übertragen werden kann. In der zweiten Luftkammer 6b kann dann durch Dekomprimierung des eingeschlossenen Luftvolumens eine kurze Luftfeder ausgebildet werden, durch die die Bewegung des Antriebskolbens 3 effektiv auf den Schlagkolben 4 übertragbar ist.In the illustrated moment of the movement, in which the drive piston 3 through the crank mechanism 1 from the percussion piston 4 is moved away, is the maximum distance between the drive piston 3 and the bottom of the hollow cylinder 10 not reached yet. In the air chambers 6a and 6b can prevail overpressure. Once the maximum distance is reached, in the first and second air chamber 6a . 6b essentially ambient pressure prevail. The projections 11a . 11b can then with the drive piston 3 form one-sided form-fitting, through which the movement of the drive piston 3 on the hollow cylinder 10 can be transferred. In the second air chamber 6b can then be formed by decompressing the trapped air volume, a short air spring, through which the movement of the drive piston 3 effective on the percussion piston 4 is transferable.

Die in 4 gezeigte Ausführungsform entspricht in weiten Teilen der in 1 gezeigter. Allerdings ist hier die Trennscheibe 7 durch ein Zugelement 12 wie beispielsweise ein Drahtseil mit dem Antriebskolben 3 gekoppelt. Das Zugelement 12 begrenzt in dieser Ausführungsform einseitig die Bewegbarkeit der Trennscheibe 7 relativ zum Antriebskolben 3, wodurch in dem gezeigten Teilabschnitt des Bewegungszyklusses der Antriebskolben 3 mit der Trennscheibe 7 gekoppelt ist. In einem weiteren Teilabschnitt des Bewegungszyklusses, beispielsweise einer Schubphase des Antriebskolbens 3 in Richtung des Schlagkolbens 4, besteht diese Kopplung nicht, so dass die Trennscheibe 7 relativ und beidseitig zum Antriebskolben 3 bewegbar ist.In the 4 embodiment shown corresponds in large part to in 1 shown. However, here is the blade 7 by a tension element 12 such as a wire rope with the drive piston 3 coupled. The tension element 12 limited in this embodiment, on one side, the mobility of the blade 7 relative to the drive piston 3 , whereby in the section of the movement cycle shown the drive piston 3 with the cutting disc 7 is coupled. In a further subsection of the movement cycle, for example a pushing phase of the drive piston 3 in the direction of the percussion piston 4 , this coupling does not exist, so the cutting disc 7 relative and on both sides to the drive piston 3 is movable.

In 5 ist eine weitere Ausführungsform in Form eines Hohlschlägerschlagwerks gezeigt. Der Schlagkolben 4 ist in dieser Ausführungsform als Hohlkolben ausgebildet, in dem der Antriebskolben 3 und die mit dem Antriebskolben 3 beispielsweise durch das Zugelement 12 gekoppelte Trennscheibe 7 eingelassen sind. Auch hier ist in dem dargestellten Teilabschnitt des Bewegungszyklusses die Trennscheibe 7 einseitig durch das Zugelement 12 mit dem Antriebskolben 3 derart gekoppelt, dass der durch den Kurbeltrieb 1 auf den Antriebskolben 3 übertragene Zug durch das Zugelement 12 auf die Trennscheibe 7 übertragen wird. Der Zug kann dann durch die sich in der zweiten Luftkammer 6b durch Dekompression ausbildende zweite Luftfeder auf den Schlagkolben 4 übertragen werden. In einem anderen, nicht dargestellten Teilabschnitt des Bewegungszyklusses kann die Kopplung gelöst sein. Die Trennscheibe 7 kann dann relativ und beidseitig zum Antriebskolben bewegt werden und die in den beiden Luftkammern 6a und 6b gebildeten Luftfedern können zusammenwirken.In 5 a further embodiment is shown in the form of a hollow bat impactor. The percussion piston 4 is formed in this embodiment as a hollow piston, in which the drive piston 3 and those with the drive piston 3 for example, by the tension element 12 coupled cutting disc 7 are admitted. Again, in the illustrated subsection of the Bewegungszyklusses the cutting disc 7 on one side by the tension element 12 with the drive piston 3 so coupled that by the crank mechanism 1 on the drive piston 3 transferred train through the tension element 12 on the cutting disc 7 is transmitted. The train can then pass through in the second air chamber 6b by decompression forming second air spring on the percussion piston 4 be transmitted. In another, not shown portion of the Bewegungszyklusses the coupling can be solved. The cutting disc 7 can then be moved relative to both sides of the drive piston and in the two air chambers 6a and 6b formed air springs can interact.

6 zeigt eine weitere Ausführungsform in Form eines Hohlschlägerschlagwerks. Der Antriebskolben 3 ist als Hohlkolben ausgebildet, in dem die Trennscheibe 7 und der Schlagkolben 4 eingelassen sind. Auch in dieser Ausführungsform ist die Trennscheibe 7 mit dem Antriebskolben 3 durch das Zugelement 12 derartig gekoppelt, dass eine Bewegbarkeit der Trennscheibe 7 relativ zu dem Antriebskolben 3 einseitig begrenzt ist. 6 shows a further embodiment in the form of a hollow Schläger impact. The drive piston 3 is designed as a hollow piston, in which the cutting disc 7 and the percussion piston 4 are admitted. Also in this embodiment, the cutting wheel 7 with the drive piston 3 through the tension element 12 coupled in such a way that a mobility of the cutting disc 7 relative to the drive piston 3 is limited on one side.

Durch die in den 1 bis 6 gezeigten Gestaltungen der Luftfedereinrichtungen kann eine effektive Sogwirkung einer kurzen Luftfeder (die in der zweiten Luftkammer 6b durch Dekompression gebildete zweite Luftfeder) mit einer guten Absorptionswirkung und Schubübertragung einer langen Luftfeder (gemeinsame Wirkung der in der ersten und der zweiten Luftkammer 6a, 6b ausgebildeten Luftfedern) kombiniert werden. Diese Gestaltung ermöglicht ein kraftvolles Rücksaugen unabhängig von einer Rückstoßziffer eines bearbeiteten Untergrunds. Folglich ist das resultierende Luftfederschlagwerk toleranter gegenüber verschiedenen Untergründen und insbesondere auch bei Untergründen mit einer niedrigen Rückstoßziffer einsetzbar. Durch die bei Kompression wirkende lange Luftfeder kann ein Rückstoß gut abgefangen und ein Schub des Antriebskolbens 3 auf den Schlagkolben 4 effektiv übertragen werden, wodurch eine hohe Einzelschlagenergie erreicht werden kann. Zudem werden von der langen Luftfeder Vibrationen gut absorbiert und es ergibt sich ein geringerer Maximaldruck, was zu einer geringeren Betriebstemperatur und einer geringeren Belastung der Dichtungen führt. Dies ermöglicht es, das Luftfederschlagwerk beispielsweise mit einer erhöhten Kurbelwellendrehzahl oder einer vergrößerten Schlägermasse zu gestalten. Alternativ kann auch ein leichteres Luftfederschlagwerk angegeben werden, das eine vorgegebene Einzelschlagenergie erreicht.By in the 1 to 6 shown embodiments of the air spring means, an effective suction effect of a short air spring (in the second air chamber 6b formed by decompression second air spring) with a good absorption effect and shear transmission of a long air spring (common effect of the first and the second air chamber 6a . 6b trained air springs) are combined. This design allows a powerful suckback regardless of a recoil number of a machined underground. As a result, the resulting air spring impactor is more tolerant of various surfaces, and particularly applicable to low recoil number substrates. Due to the compression of the long air spring recoil can be well intercepted and a thrust of the drive piston 3 on the percussion piston 4 be transmitted effectively, whereby a high single impact energy can be achieved. In addition, the long air spring absorbs vibrations well and results in a lower maximum pressure, which leads to a lower operating temperature and a lower load on the seals. This makes it possible to design the air spring impactor, for example, with an increased crankshaft speed or an enlarged beater mass. Alternatively, a lighter air spring impact mechanism can be specified which achieves a given single impact energy.

Claims

Air spring impact mechanism with an axially reciprocable, drivable by a drive drive element ( 3 ); an axially reciprocable impact element ( 4 ) for impacting on a tool ( 5 ); and with one between the drive element ( 3 ) and the striking element ( 4 ) acting air spring device ( 6a . 6b ), wherein by the air spring device ( 6a . 6b ) a movement of the drive element ( 3 ) on the striking element ( 4 ) is transferable; wherein the air spring device a to the drive element ( 3 ) adjacent first air chamber ( 6a ) and one to the first air chamber ( 6a ) and the striking element ( 4 ) adjacent second air chamber ( 6b ) having; between the first air chamber ( 6a ) and the second air chamber ( 6b ) an axially reciprocable separating element ( 7 ) is arranged; and wherein a mobility of the separating element ( 7 ) relative to the drive element ( 3 ) by a coupling device ( 8th ) is limited on one side such that a predetermined maximum distance (M) between the separating element ( 7 ) and the drive element ( 3 ) can not be exceeded.

Air spring impact mechanism according to claim 1, wherein during a subsection of a movement cycle of the drive element ( 3 ) the separating element ( 7 ) by the coupling device ( 8th ) with the drive element ( 3 ) and during a further subsection of the movement cycle the separating element ( 7 ) not by the coupling device ( 8th ) with the drive element ( 3 ) Is coupled.

Air spring impact mechanism according to one of the preceding claims, wherein the coupling device ( 8th ) with the separating element ( 7 ) coupled blocking element ( 9 ) having; and the mobility of the separating element ( 7 ) by a one-sided positive engagement of the locking element ( 9 ) with the drive element ( 3 ) is limited.

Air spring impact mechanism according to one of the preceding claims, wherein in a rest state, a volume of the second air chamber ( 6b ) is less than a volume of the first air chamber ( 6a ).

Air spring impact mechanism according to one of the preceding claims, wherein the blocking element ( 9 ) on the separating element ( 7 ) opposite side of the drive element ( 3 ) is arranged.

Air spring impact mechanism according to one of the preceding claims, wherein the separating element ( 7 ) in a guide cylinder ( 2 ) for axially guiding the drive element ( 3 ) and / or the striking element ( 4 ) to be led.

Air spring impact mechanism according to one of the preceding claims, wherein the drive element ( 3 ) within a hollow cylinder ( 10 ), the separating element ( 7 ) through a bottom of the hollow cylinder ( 10 ) is formed, and the blocking element ( 11a . 11b ) one in the interior of the hollow cylinder ( 10 ) has arranged projection.

Air spring impact mechanism according to one of the preceding claims, wherein in a push phase in which the drive element ( 3 ) by the drive in the direction of the striking element ( 4 ), in the first air chamber ( 6a ) a first air spring and in the second air chamber ( 6b ) is formed a second air spring, and a thrust of the drive element ( 3 ) via the first air spring on the separating element ( 7 ) and of the separating element ( 7 ) via the second air spring on the striking element ( 4 ) is transferable.

Air spring impact mechanism according to one of the preceding claims, wherein in a pulling phase in which the drive element ( 3 ) by the drive of the striking element ( 4 ) is moved away, a train of the drive element ( 3 ) via the coupling device ( 8th . 9 ) on the separating element ( 7 ) and of the separating element ( 7 ) via the second air spring on the striking element ( 4 ) is transferable.

Working device with an air spring impact mechanism according to one of the preceding claims, wherein the air spring impact mechanism is designed as a pipe impact mechanism, a hollow piston impactor or a hollow bat impactor.