DE231037C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 231037 KLASSE 87b. GRUPPE

ALLEN FREDERICK CARVER in NEW-YORK.

Elektrischer Antrieb von hin und her bewegten Werkzeugen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. April 1908 ab.

Gegenstand der Erfindung ist die Verbesserung des elektrischen Antriebes von hin und her bewegten Werkzeugen, wie z. B. Nietvorrichtungen, Hämmer, Steinbohrer u. dgl. Bei elektrischen Schlagwerkzeugen dieser Art ist nach bekannter Anordnung der auf das Werkzeug wirkende Hammer innerhalb zweier Spulen angeordnet, wobei durch Erregung der einen Spule die aneinanderstoßenden Enden des

ίο Werkzeugschaftes und des Schlagkolbens vom Augenblick der Rückwärtsbewegung an gleichpolig magnetisiert werden, so daß ein Zusammenkleben beider Teile nicht stattfinden kann.

Es ist hierbei vorausgesetzt, daß der Werkzeugschaft, welcher im Augenblick-des Schlages durch den Hammer magnetisiert wird, diesen Magnetismus für einen Moment behält, während der Hammer selbst während des Rückganges, um die Gleichpoligkeit zu erreichen, umpolarisiert wird.

Zur entsprechenden Regelung der Stromvorgänge in den Solenoiden kann, wie bekannt, ein umlaufender Kommutator dienen, dessen Bürsten mit den Solenoiden in Verbindung stehen. Die Regulierung der Stromstärke geschieht hierbei rein automatisch durch besondere Hilfsanordnungen.
Nach vorliegender Erfindung wird einerseits die oben erw,ähnte Gleichpoligkeit von Werkzeugschaft und Hammer in einer zuverlässigeren Weise erreicht, indem die Polarität des . Werkzeugschaftes während des Hammerrückganges nicht durch remanenten Magnetismus aufrechterhalten wird, sondern dadurch, daß die Arbeitsspule stromdurchflossen bleibt. Damit jedoch die Wirkung . der Rückhubspule auf den Hammer nicht zu sehr geschwächt wird, ist nach vorliegender Erfindung in den Stromkreis der Arbeitsspule während des Harnmerrückganges ein Widerstand eingeschaltet.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ande- ^; rerseits die Regelung der Stromdauer in den Spulen durch eine besondere Druckknopfanordnung. Es liegt hierbei das Merkmal der Erfindung insbesondere darin, daß der die Maschine Bedienende je nach Bedürfnis die Stromdauer und hierdurch die Schlagstärke bequem regeln kann. Hierbei ist eine besonders sinngemäße Bedienung des Schlag-Werkes ermöglicht, indem das immer tiefere Niederdrücken der Reguliervorrichtung gleichbedeutend ist mit einer immer intensiveren Wirkung der Maschine.

Auf der Zeichnung bedeutet:

Fig. ι ein Stromschema in Verbindung mit den auf einen elektrisch angetriebenen Hammer einwirkenden Spulen,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Werkzeughalteldaue und den von ihr festgehaltenen Werkzeugschaft und . ■ ■

Fig. 3 eine Vorderansicht der Klaue.

Der Hammer 5 ist mit dem üblichen Werkzeug 6 und dem Solenoidkolben 7 versehen, welcher gegen eine von einem Gehäuse 9 eingeschlossene Feder 8 anliegt, die ein zu plötz-

liches Zurückkehren des Kolbens verhindert. Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Spulenwicklungen io und ii vorgesehen, von denen die letztere kleiner ist als die erstere, weil von ihr eine geringere Arbeit zu leisten ist. Die Spulen sind in derselben Richtung gewickelt; die elektrischen Verbindungen sind aber so gewählt, daß an ihren aneinanderstoßenden Enden gleiche Polarität entsteht.

Die Wirkung des Hammers wird von einem Schaft 12 mit Druckknopf 13 überwacht, welcher unter der Einwirkung einer Feder 14 steht. Der Schaft 12 kann stufenweise auf vier Federn 15, 16, 17 und 18 einwirken, welche zum Schließen verschiedener Stromkreise dienen, mit deren .Hilfe der Hammer so beeinflußt wird, daß die angestrebten Effekte eintreten.

Die Stromquelle ist durch die Punkte 19 und 20 angedeutet. Bei 19 tritt der Strom ein, und bei 20 fließt derselbe zur Stromquelle zurück. Von dem Punkte 19 aus führt die Leitung 21 zu dem inneren Ende der Spule 10 und dem äußeren Ende der Spule 11. Ein Leitungsdraht 22 ist von dem Draht 21 abgezweigt und führt zur Feder 15.

Soll der Hammer in Betrieb gesetzt werden, so wird zunächst der Kommutator 28 auf beliebige Weise in Drehung versetzt. Der Geschwindigkeit der Drehbewegung entspricht die Hubzahl des Werkzeuges.

Solange der Knopf 13 nicht niedergedrückt ist, ist noch kein Stromkreis geschlossen, und der Hammer ist außer Betrieb. Wird nun der Knopf 13 zunächst so weit niedergedrückt, daß die Federn 15 und 16 miteinander in Berührung kommen, so wird ein Stromkreis von 19 über 21, 22, 15, 16 und die Spule 24 nach 20 hergestellt. Durch den Strom in der Spule 24, die von einer getrennten Spule 23 umgeben ist, wird ein Kern 25 magnetisch, welcher einen Anker 26 anzieht und die Kontakte 27 des Hauptschalters miteinander in Berührung bringt. Es wird somit unmittelbar durch das Niederdrücken des Knopfes 13 der Hauptstromkreis geschlossen. Vorausgesetzt, daß sich der Kommutator in derjenigen Stellung befindet, welche auf der Zeichnung dargestellt ist, so nimmt der Strom den durch die Pfeilrichtung bezeichneten Verlauf.

Außer dem eingezeichneten Strom fließt noch ein solcher von 19 durch die Spule 23, die Bürste 46, das Segment 45, die Welle 41 des Kommutators 28 und über 27 nach 20. Dabei wird durch den Strom.der Spule 23, welche die Spule 24 umgibt, die Wirkung der letzteren unterstützt und der Kontakt bei 27 desto inniger geschlossen.

Bei der in der Zeichnung angenommenen Stellung des Kommutators fließt ein Strom durch die Spule 10. Infolgedessen wird der Kolben 7 nach vorwärts gegen den Werkzeugschaft geschleudert. Dreht sich der Kommutator in der durch den Pfeil bezeichneten Richtung weiter, bis nicht mehr die Bürsten 31 und 34, wohl aber die Bürste 42 mit dem Segment 28' in Berührung steht, so bleibt die Spule 10 durch die Bürste 42 und bei weiterer Drehung auch durch die Bürste 43 und den Widerstand 44 noch eingeschaltet. Durch das Vorschalten dieses Widerstandes ist jedoch der Strom in der Spule 10 geschwächt. Dreht sich der Kommutator 28 noch weiter, dann kommt das Segment 28' auch mit den Bürsten 35 und 32 in Berührung, wodurch Strom durch die Spule 11 fließt, da die genannten Bürsten diesen Stromkreis überwachen. Es fließt dann ein ungeschwächter Strom durch die Spule 11, während der Strom in Spule 10 geschwächt ist.

Sobald diese Wirkung eintritt, wird das Ende des Werkzeuges 6 dieselbe Polarität aufweisen wie das gegenüberliegende Ende des Kolbens 7, und da beide Enden sich miteinander in Berührung befinden, so werden sie sich nicht anziehen, sondern abstoßen, und die stärker erregte Spule 11 ist fähig, den Kolben 7 von dem Werkzeug 6 fortzubewegen.

Diese Wirkung ist möglich, weil die Spule 10 im Verhältnis zur Spule 11 nur schwach erregt ist. Die letztere kann daher auch die Polarität der in der Spule 10 liegenden Teile des Kolbens 7 umkehren. Die Spule 10 ist aber immer noch stark genug in ihrer Wirkung, um die ursprüngliche Polarität des Werkzeugschaftes wirksam zu lassen, so daß eine Lösung zwischen dem Kolben und dem Werkzeugschaft ohne Schwierigkeit stattfindet.

Wird die Spule 11 stromlos und ist die Spule 10 somit wieder allein erregt, so wird ein neuer kräftiger Schlag durch den Kolben ausgeübt. Bei einem elektrischen Werkzeug, welches in der geschilderten Weise ausgebildet ist, befindet sich der Werkzeugschaft teilweise in dem durch die Spule 10 geschaffenen Magnetfelde. Desgleichen ist auch der Kolben 7 teilweise in dem durch die Spule 10 hervorgerufenen Magnetfelde, wenn die Spule 10 in ihrer vollen Stärke erregt ist und das Ende des Kolbens 7 sich in einer solchen Lage befindet, daß es von dem Ende des Werkzeugschaftes getrennt ist. Es sind dann Kraftlinien vorhanden, welche das Bestreben haben, die Enden des Kolbens und des Werkzeugschaftes mit umgekehrter Polarität zu versehen, so daß dann der Kolben gegen den Werkzeugschaft mit großer Kraft hinbewegt wird.

Die verschiedenen Organe und Verbindungen können natürlich auch in anderer Weise gestaltet und beschaffen sein; so läßt sich beispielsweise durch Verstärken oder Verringern

des Widerstandes in der Spule 44 die relative Lage zwischen Kolben und Werkzeug innerhalb der Spulen 10 und 11 ändern.

Zum Zwecke einer Vergrößerung und Regulierung der Stromflußdauer in den die Bewegung beeinflussenden Spulen und damit der Stoßkraft des Werkzeuges muß der Knopf 13 weiter nach abwärts gedrückt werden. Erfolgt das Niederdrücken zunächst nur so weit, daß die Federn 15, 16 und 17 miteinander in Berührung kommen, so wird ein weiterer Stromkreis geschlossen, der einen Elektromagnet 29 einschließt. Derselbe wirkt auf einen Schalthebel 30 ein, welcher Bürsten 31 und 32 trägt,

15. die die Spulen 10 und 11 überwachen. Das Solenoid 29 hat das Bestreben, einen Kern 33 nach einwärts zu ziehen. Dieser Kern dreht den Schalthebel 30 um seinen Drehzapfen und bewegt dadurch die Bürsten 31 und 32 um ein größeres Stück von den Bürsten 34 und 35 weg. Da die Bürsten 34, 35 mit den Bürsten 31, 32 in Parallelschaltung verbunden sind, wird bei jeder Drehung des Kommutators die Zeitdauer, während welcher die Erregung der Spulen stattfindet, verlängert.

Es ist wünschenswert, diese Zeitdauer, während welcher der Strom durch die Spulen fließt, noch weiter regeln zu können, und zu diesem Zweck wird die Stange 36 des Kernes 33 mit einem Zahn 37 ausgerüstet, welcher mit einer Klinke 38 eines Ankers 39 in Eingriff treten kann. Dieser Anker steht unter der Einwirkung eines Elektromagneten 40. ' Statt eines Zahnes 37 können auch mehrere solcher Zähne vorgesehen sein, welche dadurch nacheinander in Wirksamkeit treten können, falls außer den vorhandenen Federn 15, 16, 17 zu der Feder 18 noch weitere Federn mit entsprechenden Leitungsverbindungen hinzugefügt werden, um durch schrittweise Erregung des-Elektromagneten 40 den Kern 33 allmählich in die Solenoidspule 29 hineinziehen zu können.

Der Elektromagnet 40 wird von der Kontaktfeder 18 erregt, wenn der Schaft 12 tief genug nach abwärts gedrückt ist, um die Feder 18 mit Strom zu versorgen. Der. Solenoidkern , wird dann verstellt und nimmt den Schaltarm 30 so weit mit, als es die Sperrklinke 39 zuläßt.

Die Einrichtung ermöglicht es, in einfacher Weise die Änderung des Stromverlaufes durch die Spulen 10 und 11 und damit der Stoßkraft des Werkzeuges allein durch das mehr oder weniger weite Niederdrücken eines Knopfes zu bewirken, ohne daß es notwendig wäre, tote Widerstände zu verwenden.

Wird der Knopf 13, um das Werkzeug außer Betrieb zu setzen, freigegeben, dann tritt die umgekehrte Wirkung ein, ausgenommen, daß das Segment 45 sich mit der Bürste 46 in Berührung befindet. Solange dies der Fall ist, wird der Anker 26 von dem Kern 25 festgehalten, und der Strom fließt in der Hauptleitung zum Kommutator. Dreht sich der ^ selbe, so daß die isolierende Öffnung im Segment 45 zur Kontaktstelle hingelangt und die Bürste 46 stromlos wird, dann hört die Erregung der Spule 23 auf. Der Kern 25 wird dann weder durch die Spule 24 noch durch die Spule 23 magnetisiert. Der Anker 26 unterbricht daher auch an dem Kontakt 27 den Stromkreis.

An den Kontaktpunkten 27 kann, wenn die geschilderte Wirkung eintritt, eine Funkenbildung nicht auftreten, da die Unterbrechung des Segmentes 45 mit Bezug auf das Segment 28' so angeordnet ist, daß die Spulen 23, solange das Segment 28' durch die Bürsten 34, 31, 42, 43, 35 und 32 mit Strom versorgt wird, nie stromlos werden kann. Ein Öffnen des Hauptschalters 27 kann also nur zu einem Zeitpunkt erfolgen, in welchem er stromlos ist.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrischer Antrieb von hin und her bewegten Werkzeugen, bei welchen die Stromverteilung mittels eines umlaufenden Kommutators erfolgt und ein auf das Werkzeug wirkender Kolben innerhalb zweier go Spulen angeordnet ist, von denen während des Arbeitshubes des Schlagkolbens die eine und während des Rückhubes die andere, entgegengesetzte Polarität besitzende erregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erstere (10) während des Rückhubes des Schlagkolbens (7) von einem Strom erregt wird, der zwar dieselbe Richtung besitzt wie beim Arbeitshube des Schlagkolbens, aber durch Einschalten eines Widerstandes geschwächt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck, die Stromdauer der periodischen Stromkreise zu regeln, an dem Kommutator (28) außer den festen noch zwei bewegliche Bürsten (31 und 32) angeordnet und die einzelnen Schaltungselemente des Werkzeuges mit mehreren, durch das Niederdrücken eines Knopfes (13) stufenweise in Berührung zu bringenden Federn (15 bis 18) so verbunden sind, daß, nachdem zunächst durch die Berührung zweier Federn (15, 16) das Werkzeug durch elektromagnetisches Einschalten eines Hauptschalters (27) in Tätigkeit getreten ist, bei einem weiteren Herabdrücken des Knopfes (13) mit den Federn (15, 16) eine andere Feder (17) in Berührung tritt, wodurch ein Solenoid (29) erregt wird, welches die Hilfsbürsten (31, 32) so verstellt,

daß dadurch die Dauer des Stromflusses durch die Spulen (io und ii) innerhalb einer Periode vergrößert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem noch weiteren Niederdrücken des Knopfes (13) eine oder stufenweise weitere Federn

(18) mit den übrigen in Verbindung gebracht werden und hierdurch ein Sperrmagnet (40) erregt wird, durch den die Verstellung der Hilfsbürsten und damit die Stromdauer in den Spulen (10, 11) innerhalb einer Hubperiode geregelt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.