DE2516810A1

DE2516810A1 - Ein von einer druckfluessigkeit getriebener schlagapparat

Info

Publication number: DE2516810A1
Application number: DE19752516810
Authority: DE
Inventors: Pentti Raunio; Pekka Salmi
Original assignee: Tampella Oy AB
Current assignee: Tampella Oy AB
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1975-04-16
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE2516810B2; IT1037189B; US4028995A; FR2268603B1; NO137350B; NO137350C; JPS50144968A; JPS5432991B2; RO74261A; SU845796A3; CA1027010A; SE7504592L; FR2268603A1; FI50941C; NO751477L; CS208174B2; DE2516810C3; AU7993175A; SE409428B; GB1478434A

Description

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Essen,, den 14. April 1975

Ein von einer Druckflüssigkeit getriebener Schlagapparat

Gegenstand dieser Erfindung ist ein von einer Druckflüssigkeit getriebener Schlagapparat, insbesondere für Bohrhammer, welcher Schlagapparat aus einem Gehäuse, an des ein Werkzeug anschliessbar ist, einem in sir.err. Zylindsrraum hin und her gehenden Schlagkaiben sowie einem in einem Stsuerventilraum sich gleichfalls hin und her bewegenden, mit dem Kolben konzentrischen hülssnfcrmigen Steuerventil besteht.

In dieser Anmeldung sind unter "nach unten" und "unter" das werkzeugseitige Ende und unter "nach oben" und "ober" das gegenüberliegende Er.de des Apparats zu verstehen. Im vorliegenden Text wird das Wert Kanal in der Singularfoim gebraucht, auch wenn es sich dem Sachzusammenhang nach um ein aus mehreren Kanälen bestehendes Kanalnetz handelt.

Hydraulische Schlagapparate dieser Art sind heute von verschiedenen Herstellern entwickelt worden, weil Öl im Vergleich mit Druckluft wirtschaft-

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oberen Lage befindet, der Abstand zwischen dem oberen Ende der Flansche des Kolbens und dem unteren Ende der Flansche der Kolbenverlängerung grosser ist als der Abstand zwischen der oberen Kante einer im Steuerventil befindlichen Öffnung aus dem oberen Zylinderraum 10 und der unteren Kante sines Kanals, der aus einem für die Kalbenverlängerung vorgesehenen Raum zu einem Einlasskanal für Druckflüssigkeit führt, wobei die Verbindung zwischen dem oberen Zylinderraum und dem Auslasskanal für Druckflüssigkeit über den genannten Raum für die Kolbenverlängerung und den genannten Kanal geöffnet wird, ehe die Kalbenflansche die in dem Steuerventil befindliche Öffnung, die zu dem Auslasskanal führt, schliesst.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles mit Hinweis auf fie beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemässen Schlagapparat im Teilschnitt von der Seite her gesehen, wobei der Kolben am Ende eines Arbeitsschlages dargestellt ist,

Fig. 2 entspricht Fig. 1, aber hierbei ist der Kolben am Anfang eines Arbeitsschlages dargestellt.

Ein Kolben 27, der aus einem Schaft 5, einer Flansche 4 und einer Verlängerung 18 besteht, ist hin- und herbeweglich in einem Zylinderraum eines Gehäuses 1 untergebracht, welcher Raum aus einem Zylinderraum unterhalb der Flansche 4, d.h. einem unteren Raum 8, und einem Zylinderraum oberhalb der Flansche 4, d.h. einem oberen Raum 10, gebildet ist. Am oberen Ende der Verlängerung befindet sich eine Flansche 33. Während der Kolben 27 sich hin und her bewegt, schlägt er gegen ein Werkzeug 2. Wenn das Werkzeug 2 nicht da ist, wird der Kolben 27 in einem Dämpferraum 21 angehalten, den die Flansche 4 in ihrer äussersten Lage schliesst, wobei der Druck im Dämpferraum hoch genug steigt, um die Bewegung des Kolbens aufzuhalten. Ein für die Kolbenverlängerung 18 vorgesehener Raum 17 rings um die Flansche 33 der Verlängerung 18 verbindet den oberen Raum 10 über einen Kanal 26 mit einem Einlasskanal 9, wenn der Kolben sich seinem oberen Wendepunkt nähert. Der Schlagapparat ist von einem Spülrohr 23 durchgezogen, das Spülmittel in

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eine im Werkzeug 2 befindliche Bohrung leitet. Ein Druckschlauch, der dem Apparat Druckflüssigkeit zuführt, kann an eine Verschraubung 24 und ein Auslasschlauch entsprechend an eine Verschraubung 25 angeschlossen wenden. An der Verschraubung 24 fängt im Gehäuse 1 des Schlagapparats der Einlasskanal 9 an, der zu dem unteren Raum B und dem oberen Raum 10 sowie zu einem Druckakkumulator 19 führt. Zweck des Akkumulators ist es,die Strömungsmengen und Druckabweichungen auszugleichen.

Der Einlasskanal 9 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem unteren Raum 8 und über ein Steuerventil 7 mit dem oberen Raum 10. Im Kolben 27 ist die ständig unter Druck liegende Unterfläche der Flansche kleiner bemessen als ihre Oberfläche, wobei der hierauf wirkende Druck mittels des Steuerventils 7 abgestellt bzw. ausgelöst werden kann. Wenn der obere Raum 10 einem Druck ausgesetzt ist, bewegt sich der Kolben 27 nach unten. Während des Auslasses aus dem oberen Raum 10 bewegt sich der Kolben dagegen nach oben.

Der unterhalb des Steuerventils 7 befindliche Teil des Raumes 6 wird über im Kolben 27 angeordnete Kanäle 13 mit dem unteren Raum 8 verbunden, nachdem sich der Kolben 27 ausreichend weit nach unten bewegt hat. Im Steuerventil 7 sind auch Öffnungen 15 und 16 vergesehen, die zeitweise in Verbindung mit einem Auslasskanal 11a, 11b stehen. Wenn das Steuerventil 7 ausreichend weit nach oben verschoben ist, wie in Fig. 1, kann die Flüssigkeit durch die Öffnung 15 des Steuerventils 7 aus dem oberen Raum 10 in den Auslasskanal 11a fHessen. Die Diameterunterschiede im Steuerventil 7 bilden funktioneile Flächen an den oberen und unteren Enden 12 und 14, so dass der auf die Unterfläche 14 des Steuerventils 7 wirkende Druck das Ventil nach oben presst, wenn der Raum 6 am unteren Ende des Steuerventils 7 über die Kanäle 13 im Kolben mit dan unter Druck liegenden unteren Raum 8 in Verbindung steht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die obere Fläche 12 des Steuerventils kleiner bemessen ist als die untere Fläche 14 und dass der Druck beiderseits gleich ist. Wenn der Kolben 27 etwa seinen oberen Wendepunkt erreicht hat, wobei das Steuerventil 7 sich in seiner oberen Lage befindet, verbinden die Kanäle 13 der Flansche 4 den Steuerventilraum 6 mit dem Auslasskanal 11b durch die im Steuerventil 7 vorgesehenen Öffnungen 16.

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Vorhin hat die Flansche 4 die Verbindung zwischen dem unteren Raum 8 und dem Steuerventilraum 6 mittels der im Gehäuse 1 zwischen dem unteren Raum θ und dem Steuerventilraum B liegenden Enge 28 unterbrochen. Wenn der Steuerventilraum 6 mit dem Auslasskanal 11b in Verbindung steht, sinkt der Druck in dem Steuerventilraum 6, während der auf die obere Fläche 12 des Steuerventils 7 wirkende Einlassdruck das Steuerventil 7 nach unten verschiebt.

Fig. 1 stellt eine Situation dar, wo der Kolben 27 nach Aufschlagen auf das Werkzeug seine Kehrbewegung beginnt. Das Steuerventil 7 ist in seiner obersten Lage im Dämpfer 20 angehalten. Die Druckverbindung zwischen dem Einlasskanal 9 und dem oberen Raum 10 ist vollständig unterbrochen _f während die Verbindung zu dem Auslasskanal 11a durch die öffnung 15 offen ist. Der Druck in dem unteren Raum 8 wirkt auf den Kolben 27 und verschiebt ihn nach oben. Der Steuerventilraum 6 steht über die Kanäle 13 im Kolben mit dem unteren Raum 8 in Verbindung.

Anfangs beschleunigt sich die Kehrbewegung des Kolbens, wenn die Flüssigkeit durch den Kanal 11a aus dem oberen Raum 10 in den Auslasskanal 3 strömt. Die Beschleunigung nimmt ab und schliesslich wird die Bewegung des Kolbens langsamer, wenn das obere Ende 29 der Kolbenflansche die Strömung in den Auslasskanal 11a zu drosseln anfängt, wobei der Druck in dem oberen Raum 10 steigt. Damit der Druck im oberen Raum 10 den durchschnittlichen Druck auf der Druckseite des Schlagapparates nicht weit übersteigt, öffnet die Flansche 33 der Verlängerung 18 des Kolbens die Verbindung 26 zwischen dem oberen Raum 10 und dem Einlasskanal 9 schon ein wenig bevor die Kalbenflansche die Verbindung zum Kanal 11a vollständig unterbricht. Die erwähnte Verbindung zum Einlasskanal 9 wird geöffnet, wenn das untere Ende 30 der Flansche 33 der Kolbenverlängerung 18 die untere Kante 32 des Kanals 26 passiert hat, und die erwähnte Verbindung zum Kanal 11a wird unterbrochen, wenn das obere Ende 29 der Flansche 4 des Kolbens 27 die obere Kante 31 der öffnung 15 erreicht hat. Wenn der Kanal 11a geschlossen wird, hört der Auslass zum Auslasskanal 3 auf, und der Kolben bewegt sich weiter mit abnehmender Geschwindigkeit. Die Flüssigkeit, die der Schlagkolben während seiner Bewegung beseitigt, strömt jetzt durch den Kanal 26 in den

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Einlasskanal 9 und wird in dem Akkumulator 19 gespeichert.

Wenn der Kolben 27 sich nach oben bewegt, muss das öl freien Auslass aus dem oberen Raum 10 haben. Demnach müsste die Abwärtsbewegung des Steuerventils 7 bei den gebräuchlichen Kolbenkonstruktionen schon ein wenig früher beginnen, als die öffnung 15 bei der oberen Lage des Steuerventils geschlossen wird. Bei den gebräuchlichen Kolbenkonstruktionen ist es jedoch sehr schwierig, diese Operationen richtig zu synchronisieren.

Diese Schwierigkeit wird eliminiert, wenn die Kolbenverlängerung 18 auf die obengenannte Weise gebraucht wird. Jetzt kann das Ventil stillstehen, auch wenn die Strömung durch die Kanäle 26 und 9 aus dem oberen Raum in den Druckakkumulator einsetzt, ein wenig bevor der Auslass aus dem oberen Raum 10 zum Kanal 11a beendigt ist.

In Fig. 2 steht der Kolben 27 im Begriff, seinen Arbeitsschlag anzufangen. Anfangs wird der obere Raum 10 durch den Kanal 26 und den Raum 17 der Kolbenverlängerung und gleichzeitig durch die vom Steuerventil 7 geöffnete ringförmige Öffnung gefüllt. Wenn der Kolben ausreichend weit nach unten gelangt ist, unterbricht das untere Ende 30 der Flansche 33 der Kolbenverlängerung 18 die Verbindung zwischen dem oberen Raum 10 und dem Einlasskanal 9 über den Kanal 26. Das Steuerventil 7 wird in seiner unteren Lage im Dämpfer angehalten. Während der Kolben 27 sich nach unten bewegt, öffnet er kurz vor seinem Schlag die Verbindung zwischen dem unteren Raum 8 und dem Steuerventilraum 6 über die Kanäle 13. Im Steuerventilraum 6 steigt der Druck, wodurch das Steuerventil 7 nach oben verschoben wird. Die Verbindung zwischen dan Einlasskanal 9 und dem oberen Raum 10 wird unterbrochen, und die öffnung 15 zum Auslasskanal 11a geöffnet. Das Steuerventil 7 wird im Dämpfer 20 in der in Fig. 1.gezeigten Lage angehalten.

Durch die Erfindung wenden folgende Vorteile erreicht:

Es wird sichertestHt, dass der Druck in dem oberen Raum nie zu iioch steigt und dadurch Funktionsschwierigkeiten verursacht.

Jetzt kann das Steuerventil 7 seine Bewegung nach unten auch etwas später einleiten, nachdem der Kanal 11a geschlossen worden ist, weil der Kanal 26 schon geöffnet ist.

Am Anfang eines Arbeitschlages kann der obere Raum 10 über zwei Wege,

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einerseits über die Kanäle 26 und andererseits über den vom Steuerventil 7 geöffneten ringförmigen Kanal gefüllt werden. Demzufolge wird der obere Raum schnell gefüllt, während der Strömungsverlust gering bleibt.

Der Schlagapparat funktioniert, auch wenn das Steuerventil 7 erst nach Beginn eines Arbeitsschlages den Kanal zu dem oberen Raum öffnet, weil die Kanäle 26 zu dem oberen Raum 10 noch offen bleiben. Diese Funktion bringt den bedeutenden Vorteil mit sich, dass das Steuerventil 7 langsamer geöffnet werden kann, wobei der Druck im Raum 6 gleichmässiger steigt und starke Druckänderungen im Auslasskanal 3 eliminiert werden. Der Betrieb des Apparats gleicht sich aus und der Wirkungsgrad wird besser. Die Bewegung des Steuerventils 7 wird durch das Drosseln des Kanals 16 verlangsamt.

Oben sind die Konstruktion und die Funktion eines erfindungsgemässen Schlagapparates an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Einem Fachmann ist es jedoch klar, dass verschiedene Ausführungsformen der Erfindung im Rahmen des folgenden Patentanspruches möglich sind.

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Claims

Patentanspruch:

Ein von einer Druckflüssigkeit getriebener Schlagapparat, der aus einem Gehäuse (1), an das ein Werkzeug (2) anschliessbar ist, einem in einem Zylinderraum C8), (10) befindlichen, sich hin- und herbewegenden Kolben {27}, einer Verlängerung (18] mit ihrer Flansche (33) am oberen Ende des Kolbens, und einem in einem Steuerventilraum sich gleichfalls hin- und herbewegenden, mit dem Kolben (27) konzentrischen, hülsenfömnigen Steuerventil (7) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Steuerventil (7) sich in seiner oberen Lage befindet, der Abstand zwischen dem oberen Ende (29) der Flansche (4) des Kolbens (27) und dem unteren Ende (30) der Flansche (33) der Kolbenverlängerung (18) grosser ist als der Abstand zwischen der oberen Kante (31) einer im Steuerventil (7) befindlichen Öffnung (15) aus dem oberen Zylinderraum (10) und der unteren Kante eines Kanals (26), der aus einem für die Kolbenverlängerung (1ö) vorgesehenen Raum (17) zu einem Einlasskanal (9) für Druckflüssigkeit führt, wobei die Verbindung zwischen dem oberen Zylinderraum (10) und dem Auslasskanal (9) für Druckflüssigkeit über den genannten Raum (17) für die Kolbenverlängerung und den genannten Kanal (26) geöffnet wird, ehe die Kolbenflansche (4) die in dem Steuerventil (7) befindliche Öffnung (15), die zu dem Auslasskanal (11a) führt, schliesst.

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