DE2024501A1

DE2024501A1 - Schlaggerät mit hydraulisch hin- und herbewegtem Arbeitskolben

Info

Publication number: DE2024501A1
Application number: DE19702024501
Authority: DE
Inventors: Friedrich Karl Dr.-Ing. 4300 Essen Arndt
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1970-05-20
Filing date: 1970-05-20
Publication date: 1971-12-09
Also published as: DE2024501B2; SE398065B; GB1307188A; FR2091649A5; DE2024501C3; JPS5330643B1

Description

Fried. Krupp Gesellschaft mit beschränkter Haftung in Essen

Schlaggerät mit hydraulisch hin- und herbewegtem Arbeitskolben

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlaggerät mit hydraulisch hnin- und herbewegtem Arbeitskolben. Der Kolben schlägt im Zeitpunkt seiner größten Geschwindigkeit und damit seiner größten Energie auf ein Einsteckwerkzeug und gibt seine Energie an dieses ab» Druckflüssigkeit aus einer Druckleitung beaufschlagt eine dem- Einsteckwerkzeug abgekehrte Stirnfläche des Arbeitskolbens, während eine weitere entgegengesetzt gerichtete Stirnfläche durch einen Steuerschieber wechselweise vom Druck in der einen Hochdruckspeicher aufweisenden Druckleitung oder in einer einen Niederdruckspeicher aufweisenden Rückleitung beaufschlagt ist. Der Steuerschieber wird in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens hydraulisch betätigt, z.B. dadurch, daß am Kolben des Steuerschiebers zwei Ansatzkolben mit sich axial gegenüberliegenden, ungleich großen Stirnflächen vorgesehen sind, von denen die kleinere dauernd vom Druck in der Druckleitung beaufschlagt ist, die größere dagegen·abhängig von der Stellung des Arbeitskolbens, abwechselnd vom Druck in der Druckleitung oder vom Druck in der Rückleitung.

Die hydraulische Betätigung des Steuerschiebers in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens des Schlaggeräts erlaubt eine Regelung, die verhütet, daß der Wirkungsgrad des Schlaggerätes mit sinkender Förderleistung der den Arbeitsdruck erzeugenden Pumpe abnimmt. Fördert diese Pumpe mehr Druckmittel als das

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Schlaggerät benötigt, so wird die überschüssige Ölmenge über das Druckeinstellventil des Hydraulikaggregates abgeleitet. Ist die geförderte und die aufgenommene Menge gleich, so arbeitet die Anlage mit dem besten Wirkungsgrad. Sinkt dagegen die Fördermenge der Pumpe unter den Wert, den das Schlaggerät bei dem vorgegebenen Druck benötigt, dann baut sich der verlangte Druck nicht auf, sondern sinkt auf einen niederen Wert. Da die Einzelschlagenergie dem Druck auf den Arbeitskolben direkt proportional ist, sinkt sowohl die Schlagzahl als auch die Einzelschlagenergie. Die Wirksamkeit eines Schlagwerkes in bezug auf die Zerkleinerungsarbeit am Spitzeisen nimmt überproportional mit der Schlagarbeit ab. ■>

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß deshalb bei Absinken der hydraulischen Leistung der Förderpumpe die Schlagenergie des Einzelschlages aufrechterhalten und dafür die Schlagzahl reduziert und dazu die Periode der Hin- und Herbewegung verlängert werden muß, ohne die Geschwindigkeit des Schlaghubes zu beeinträchtigen. Das wird nach der¹ Erfindung dadurch erreicht, daß mindestens ein verstellbares Drosselventil in der Leitung für die den Hüekhiifo des Arbeitskolbens bestimmende Strömung des Druckmittels vorgesehen ist.

Das Drosselventil könnte von Hand verstellt-werden, aber mit einfachen Mitteln auch selbsttätig, abhängig vom Druck in der Zuleitung» Es ist damit das Stellglied eines Regelkreises, in dem der DrosseXquerschnitt bei absinkendem Drucls in der Zuleitung verringert wird» Durch die Drosselung kasm die Rückhubzsit des Ärfoeits» kolbens, die Umsteuerzeit des hydraulisch betätigten Steuerschiebers oder beides zusammen verlängert werden«

Wesentlich ist, daß die Gesamtperiode eines Schlages so weit vergrößert und die benötigte Fördermenge so weit vermindert wird, daß die Pumpe den erforderlichen Druck hält.

Nachstehend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem der Arbeitskolben 1, wie an sich bekannt, eine Ringfläche F aufweist, die ständig von dem von einer (nicht gezeichneten) Förderpumpe erzeugten Druck ρ in der Zuleitung 14 beaufschlagt ist, während eine größere Ringfläche F einen Ringraum begrenzt, der über den Steuerschieber l6 mit dem Schieberkolben 8 abwechselnd entweder mit der Zuleitung l4 oder mit der Rückleitung 13, in der der Druck p_ herrscht, verbunden ist. Da die Ringfläche F₀ grösser ist als die Ringfläche F , wird der Arbeitskolben nach oben bewegt (Rückhub), wenn der Zuleitungsdruck ρ auch auf die Fläche F„ einwirkt.

Hat der Arbeitskolben 1 beim Rückhub eine Stellung erreicht, in der seine Einschnürung 9 den Durchgang von Ringnut 17 nach Ringnut l8 freigibt, so ist der Raum über dem oberen Ansatzkolben 6 des Schieberkolbens 8 mit der Stirnfläche F über Kanal 4, Ringnut 17, Einschnürung 9 und Ringnut 18 mit der Rückleitung 13 verbunden. Der Druck über der Stirnfläche F sinkt auf ρ

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ab, während auf die kleinere Stirnfläche F des unteren Ansatzkolbens 7 ein gegenüber ρ etwas reduzierter Druck ρ wirkt, der in dem über die Einschnürung 24 im Drosselventil 15 mit der Zuleitung l4 verbundenen Kanal 5 herrscht. Der Schieberkolben 8 wird dadurch in die gezeichnete obere Endstellung gebracht, in der der Raum unter der Ringfläche F des Arbeitskolbens 1 mit der Rückleitung 13 verbunden ist. Der Arbeitskolben 1 bewegt .xch nun mit wachsender Geschwindigkeit nach unten und

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nimmt Bewegungsenergie auf, die schließlich als Schlagenergie auf das Einsteckende 12 des Meißels übertragen wird.

Bei dieser Abwärtsbewegung gibt das obere Ende des Arbeitskolbens 1 die Ringnut 17 frei, so daß Drucköl aus der Zuleitung l4 über den Kanal 4 auf die Stirnfläche P ₂ des oberen Ansatzkblbens 6 wirken kann. Der Steuerkolben 8 wird dadurch entgegen dem Druck p. im Kanal 5? der die Fläche F des unteren Ansätzkolbens 7 beaufschlagt, nach unten bewegt« In seiner unteren Endstellung gibt seine Einschnürung 9 dem Druck p. Zutritt zu dem Ringraum unter der Fläch© F₀,

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so daß sich der Arbeitskolben 1 wieder nach oben bewegt. Die für diese Bewegung nötige Druckölaaeaage muß das Drosselventil 15 passieren, dessen freier Querschnitt durch die teilweise Überdeckung der Ringnuten 22 und 24 bestiüamt ist» Das Maß der tjberdeckung hängt von der Zusaramendriickixsig der Feder 23 wnt@r dem Einfluß des auf die Stirnfläche F_1n, des Kolbens 20 lastenden Druckes ρ ab»

Sinkt der von der Förderpumpe erzeugte Druck ρ in der

Zuleitung tk ab, so drängt die Feder 23 dea Kolben 20 mit der Nut 24 nach links im Sinme der Zeichnung, die Ringnuten 24 und 22 überdecken sich wenigere,, der Drosselspalt wird kleiner® Damit sinkt auch der Druck ρ in der Leitung 5 &*>■» Dementsprechend sinkt die Kraft, die das Drucicöl auf die Fläche F des Arbeitskolbens ausübt, entgegen der Kraft des Auisgangsdruck©s ρ auf die Fläche F · Der Rückhub erfolgt langsamere

Venn beiai Rüekhuh d©s ArbeitekoIb©sas 1 dessea Eimsefoxrä-rung 9 di© Eiagnuten 17 raid l8 Verfoiadsts wirkt auf die Stirnfläche F de® oberem Äjasatzkolbasas 6 aas Schi©" berkolbesa 8 siaur mehr d©z* Druck p_ im ύ®τ Mücklsituaig

Der Druck ρ auf die Fläche F des unteren Ansatzkolbens 7 drängt den Steuerkolben 8 nach oben in die in der Zeichnung dargestellten Lage. Auch diese Bewegung wird durch das Drosselventil 15 verlangsamt« Beide Verlangaamungen wirken sich im Sinne einer Verminderung der Schlagzahl und damit einer Verringerung des Ölverbrauchs derart aus, daß bis zum Beginn des Arbeitshubes der von der Förderpumpe erzeugte Druck wieder bis zum benötigten Arbeitsdruck ρ ansteigen kann. Für den Arbeitshub steht daher die volle Bewegungsenergie wieder zur Verfügung.

Zum Ausgleich der Druckschwankungen, die bedj/Öen Umsteuerungen auftreten, sind die Druckspeicher 10 und 11 vorgesehen, wobei der Niederdruckspeicher 10 an die Rückleitung 13 mit dem Druck ρ angeschlossen ist, der Hochdruckspeicher 11 dagegen an die Leitung 5 hinter dem Drosselventil 15 _f so daß ύ er vom reduzierten Druck ρ beaufschlagt ist.

Patentansprüche:

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Claims

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1. Schlaggerät mit hydraulisch hin- und herbewegtem Arbeitskolbesi, der im Zeitpunkt seiner größten Geschwindigkeit und damit seiner größten Energie auf ein Einsteckwerkzeug schlägt und an dieses seine Energie abgibt, bei dem eine Drauckflüssigkeit aus einer Druckleitung dauernd eine Stirnfläche des Arbeitskolbens und, durch einen in Abhängigkeit von der Stellung de® Arbeitskolbens hydraulisch betätigten Steuerschieber beeinflußt, eine entgegengesetzt gerichtete größere Stirnfläche des Arbeitskolbens abwechselnd mit einer Druckleitung und einer Rückleitung verbindet, und wobei der Kolben

des Steuerschiebers zwei axial gegenüberliegende an

Kolbeiysätze mit unterschiedliches^ Querschnitt aufweist, von denen der mit dem kleineren Querschnitt dauernd an die Druckleitung angeschlossen ist,, dadurch gekennzeichnet, daß ein verstellbares Drossel™ g^bbuiventil (15) in der Leitung für das den Rückhub bestimmende Druckmittel vorgesehen ist·-.

2. Schlaggerät nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (15) von einem Druckgeber beeinflußt ist, der vom Druck (p ) in der Zuleitung (l4) beaufschlagt ist.

3· Schlaggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochdruckspeieher {11} dem Drosselventil (15) nachgesehaltet und vom Druck (p_t) der gedrosselten Strömung beaufschlagt ist.

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4. Schiaggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur das Druckmittel, das den Arbeitskolben (l) im Sinne des Rückhubes beaufschlagt, sondern auch das Druckmittel,
das den Kolben (8) des Steuerschalters (l6) umstellt, in Abhängigkeit vom Zuflußdruck gedrosselt ist.

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