DE2516810C3

DE2516810C3 - Mit Druckflüssigkeit betriebener Schlagapparat

Info

Publication number: DE2516810C3
Application number: DE2516810A
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: 1980-10-16
Also published as: CS208174B2; CH590112A5; NO137350B; NO751477L; DE2516810B2; FI750425A; FR2268603A1; SE7504592L; IT1037189B; DE2516810A1; AU7993175A; RO74261A; FI50941B; NO137350C; GB1478434A; JPS5432991B2; SE409428B; CA1027010A; FR2268603B1; SU845796A3

Description

Die Erfindung betrifft einen mit Druckflüssigkeit betriebenen Schlagapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Hydraulische Schlagapparate dieser Art sind von verschiedenen Herstellern entwickeil worden, ,weil Drucköl im Vergleich zu Druckluft bedeutende Vorteile bietet. Bei der bekannten Konstruktion steuert das Steuerventil die Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens im Zylinder, während der Schlagkolben die Hin- und Herbewegung des Steuerventils im Ventilraum steuert. Der untere Zylinderraum steht in ständiger Verbindung mit dem Einlaßkanal. Bei einer bestimmten Lage des Steuerventils besteht eine Verbindung zwischen dem Einlaßkanal der Druckflüssigkeit und dem oberen Zylinderraum. Gleichzeitig ist dieVerbindung zwischen dem oberen Zylinderraum und dem Auslaßkanal unterbrochen. In einer anderen Lage des Steuerventils ist die Verbindung zwischen dem oberen Zylinderraum und dem Auslaßkanal geöffnet, während die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal der Druckflüssigkeit und dem oberen Zylinderraum versperrt ist. Die erforderlichen Kanäle befinden sich im Maschinengehäuse und im Steuerventil. Wenn sich der Kolben aufwärts bewegt, besteht die Möglichkeit, daß sich die Verbindung zwischen dem oberen Zylinderraum und dem Auslaßkanal schließt, bevor sich die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal der Druckflüssigkeit und dem oberen Zylinderraum öffnet. Dadurch kommt es zu einem starken Druckanstieg im oberen Zylinderraum, wodurch die Maschine beschädigt werden kann (DE-OS 03 753). Bei einem anderen bekannten Schlagapparat (AT-PS 2 64 410) wirkt der Einlaßdruck ständig auf die Oberseite des Zusatzkolbens ein und nicht, wie beim Anmeldungsgegenstand, auf die Unterseite des Hauptkolbens. Demzufolge werden auch Einlaß und Auslaß der Druckflüssigkeit beim Zusammenwirken des Hauptkolbens mit dem Steuerventil im Gegensatz zum Schlagapparat der eingangs genannten Gattung beim bekannten Schlagapparat mit Hilfe des unterhalb des Hauptkolbens befindlichen ZylinderraumE gesteuert, so daß das Werkzeug an dem Schlagapparat st. befestigt

ίο werden kann, daß eine zu weit nach vorne erfolgende Kolbenbewegung, die Ursache für einen zu starken Druckanstieg ist, verhindert wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, den Schlagapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentan-Spruchs so auszubilden, daß vermieden wird, daß die Druckflüssigkeit im oberen Zylinderraum eingeschlossen wird oder einen zu starken Druckanstieg erfährt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindi-ngsgemäß vorgeschlagen, daß die Verlängerung des oberen Zylinderraumes und der Einlaßkanal durch einen Kanal miteinander verbunden sind, wobei der ADstand zwischen der unteren Kante dieses Kanals und der oberen Kante einer im Steuerventil befindlichen, aus dem oberen Zylinderraum heraus zu dem Auslaßkanal führenden Öffnung bei Stellung des Steuerventils in seiner oberen Lage kleiner ist als der Abstand zwischen dem oberen Ende des Hauptkolbens und dem unteren Ende des Zusatzkolbens.

Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß dann,

«ι wenn sich das Steuerventil in der oberen Lage befindet, die Strömungsverbindung für die Druckflüssigkeii zwischen dem oberen Zylinderraum und dem Einlaßkanal versperrt wird und der zwischen der Verlängerung des oberen Zylinderraumes und dem Einlaßkanal

F) vorhandene Strömungskanal vom Zusatzkolben verschlossen wird. Andererseits wird diese Strömungsverbindung geöffnet, bevor der Hauptkolben die in dem Steuerventil befindliche Öffnung zum Auslaßkanal schließt.

4(i Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfiih.'ungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht des erfindungsgemäßen Schlagapparates, wobei der Hauptkolben am Ende

i'i eines Arbeitsschhiges dargestellt ist, und

Fig. 2 eine der Fig.] entsprechende Darstellung, wobei jedoch der Hauptkolben am Anfang eines Arbeitsschlages dargestellt ist.

In dieser Beschreibung werden die Begriffe »unten«

,(ι und »oben«, die für die waagerechte Darstellung des Schlagapparates Verwendung finden, im Sinne von »handgriffseitig« bzw. »werkzeugseitig« verstanden.

Diese Begriffe werden auch in der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in dieser Bedeu-

Y, tung benutzt, obgleich die zeichnerische Darstellung eine waagrechte Anordnung des Schlagapparates zeigt.

Die Kolbenanordnung 27, bestehend aus dem Schaft

5, dem sich daran anschließenden Hauptkolben 4, der Verlängerung 18 und dem Zusatzkolben 33, ist in dem

mi Zylinderraum des Gehäuses 1 hin- und herbeweglich gelagert, der von einem unteren Raum 8, welcher sich unterhalb des Hauptkolbens 4 befindet, und einem oberen Raum 10 oberhalb des H'iuptkolbens 4 gebildet wird. Am oberen Endi; der Verlängerung 18 befindet

h> sich der Zusatzkolben 33. Während sich die Kolbenanordnung 27 hin- und herbewegt, schlägt sie gegen ein Werkzeug 2. Wenn das Werkzeug 2 nicht da ist, wird die Kolbenanordnung 27 in einem Dämpferraum 21

angehalten, den der Hauptflansch 4 in seiner äußersten Lage schließt, wobei der Druck im Dämpferraum sich so stark erhöht, daß die Bewegung der Kolbenanordnung zum Stillstand kommt. Ein für die Verlängerung 18 vorgesehener Raum 17 rings um den Zusatzkolben 33' verbindet den oberen Raum 10 durch den Kanal 26 mit dem Einlaßkanal 9, wenn sich die Kolbenanordnung ihrem oberen Todpunkt nähert.

Der Schlagapparat ist von einem Spülrohr 23 durchzogen, das Spülmittel in eine im Werkzeug 2 befindliche öffnung leitet. Ein Druckschlauch, der dem Apparat Druckflüssigkeit zuführt, kann an die Verschraubung 24 und ein Auslaßschlauch entsprechend an die Verschraubung 25 angeschlossen werden. An der Verschraubung 24 beginnt im Gehäuse 1 des Schlagapparates der Einlaßkanal 9, der zu dem unteren Zylinderraum 8 und dem oberen Zylinderraum 10 sowie zu dem Druckakkumulator 19 führt, dessen Aufgabe es ist, Strömungsmengen und Druckabweichungen auszugleichen.

De;· Einlaßkanal 9 steht in ständiger Verbindung mit dem unteren Zylinderraum 8 und über ein "Steuerventil mit dem oberen Zylinderraum 10. In der Kolbenanordnung 27 ist die ständig unter Druck stehende untere Fläche des Hauptkolbens kleiner bemessen als ihre obere Fläche, wobei der auf sie wirkende Druck mit Hilfe des Steuerventils 7 ein- und abgeschaltet werden kann. Wenn der obere Zylinderraum 10 unter Druck gesetzt wird, bewegt sich die Kolbenanordnung 27 nach unten. Während des Auslasses aus dem obern Zylinderraum 10 bewegt sich die Kolbenanordnung hingegen nach oben.

Der unterhalb des Steuerventils 7 befindliche Teil des Raumes 6 wird über in der Kolbenanordnung 27 angeordnete Kanäle 13 mit dem unteren Zylinderraum 8 verbunden, nachdem sich die Kolbenanordnung 27 weit genug nach unten bewegt hat. Im Steuerventil 7 sind auch öffnungen 15 und 16 vorgesehen, die zeitweise in Verbindung mit dem Auslaßkanal 11 a, 11 b stehen. Wenn das Stet' :rventil 7 ausreichend weit nach oben verschoben ist, wie in F i g. 1 gezeigt, kann die Flüssigkeit durch die Öffnung 15 des Steuerventils 7 aus dem oberen Zylinderraum 10 in den Auslaßkanal 11a strömen. Die Durchmesserunterschiede im Steuerventil 7 bilden an den oberen und unteren Enden 12 bzw. 14 Funktionsflächen, so daß der auf die untere Fläche 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 in der Kolbenanordnung mit dem unter Druck stehenden unteren Zylinderraum 8 verbunden ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die obere Fläche 12 des Steuerventils kleiner ist als die untere Fläche 14 und daß der Druck beiderseits gleich ist. Wenn die Koibenanordnung 27 etwa ihren oberen Todpunkt erreicht hat, wobei sich das Steuerventil 7 in seiner oberen Lage befindet, verbinden die Kanäle 13 des Hauptkolbens 4 den Steuerventilraum 7 mit dem Auslaßkanal 116 durch die im Steuerventil 7 vorhandenen Öffnungen 16. Vorher hat der Hauptkolben 4 die Verbindung zwischen dem unteren Zylinderraum 8 und dem Steuerventilraum 6 mittels des zwischen beiden Räumen befindlichen Vorsprungs 28 unterbrochen. Wenn der Steuerventilraum 6 mit dem Auslaßkanal t Ii in Verbindung steht, sinkt der Druck in dem Steuerventilraum 6, während der auf die obere Fläche 12 des Steuerventils 7 einwirkende Einlaßdrucl·¹ das Steuerventil 7 nac'i jnten verschiebt.

Fig. 1 stellt eine Situation dar, in der die Kolbenanordnung 27 nach dem Aufschlagen auf das Werkzeug ihre Bewegung umkehrt. Das Steuerventil 7 wird in seiner, obersten Lage im Dämpfer 20 angehalten. Die Druckverbindung zwischen dem Einlaßkanal 9 und dem ϊ oberen Raum 10 ist vollständig unterbrochen, während die Verbindung zu dem Auslaßkanal Ha durch die öffnung 15 offen ist. Der Druck in dem unteren Zylinderraum 8 wirkt auf die Kolbenanordnung 27 und verschiebt sie nach oben. Der Steuerventilraum 6 steht

ι» über die Kanäle 13 im Hauptkolben mit dem unteren Zylinderraum 8 in Verbindung.

Am Anfang beschleunigt sich die Rückwärtsbewegung der Koibenanordnung, sobald die Flüssigkeit durch den Auslaßkanal 11a aus dem oberen Zylinderraum 10 in den Auslaßkanal 3 strömt. Die Beschleunigung nimmt dann ab, und schließlich wird die Bewegung der Kolbenanordnung langsamer, sobald das obere Ende 29 des Hauptkolbens die Strömung in den Auslaßkana! lla zu drosseln beginnt, wobei der Druck

2i) in dem oberen Zylinderraum 10 ansteigt. Damit der Druck im oberen Zylinderraum iv den durchschnittlichen Druck auf der Druckseite des Schlagapparates nicht zu weit übersteigt, öffnet der Zusatzkolben 33 der Kolbenanordnung den Kanal 26 zwischen dei·? oberen Zylinderraum 10 und dem Einlaßkanal 9 bereits etwes, bevor der Hauptkolben die Verbindung zum Kanal 1 Iu vollständig unterbricht. Die genannte Verbindung zum Einlaßkanal 9 wird geöffnet, wenn das untere Ende 30 des Zusatzkolbens 33 der Verlängerung 18 die untere

κι Kante 32 des Kanals 26 passiert hat, und diese Verbindung zum Kanal 11a wird unterbrochen, sobald das obere Ende 29 des Hauptkolbens 4 der Koibenanordnung 27 die obere Kante 31 der Öffnung 15 erreicht hat. Wenn der Kanal I la geschlossen wird, hört der Ausfluß durch den Auslaßkanal 3 auf, und die Kolbenanordnung bewegt sich mit abnehmender Geschwindigkeit weiter. Die Flüssigkeit, die der Schlagkolben während seiner Bewegung verdrängt, strömt jetzt durch den Kanal 26 in den Einlaukanal 9 und wird in dem Akkumulator 19 gespeichert.

Wenn die Kolbenanordnung 27 sich nach oben bewegt, muß die Flüssigkeit freien Auslaß aus dem oberen Zylindeirautn 10 haben. Danach müßte die Abwärtsbewegung des Steuerventils 7 bei den ge-

r> bräuchlichen Kolbenkonstruktionen schon etwas früher beginnen, als die Öffnung 15 in der oberen Lage des Steuerventils geschlossen wird. Bei den üblichen Kolbenkonstruktionen ist es jedoch sehr schwierig, diese Vorgänge richtig zu synchronisieren.

,(ι Diese Schwierigkeit wird beseitigt, wenn die Verlängerung 18 in der oben beschriebenen Weise benutzt wird. Jetzi kann das Ventil stillstehen, und zwar auch wenn die Strömung durch die Kanäle 26 und 9 aus dem oberen Zylinderraum in den Druckakkumulator etwas

ν, früher einsetzt als der Auslaß aus dem oberen Zylinderraum 10 zum Kanal 11a beendet ist.

In F i g. 2 beginnt die Kolbenanordnung 27 gerade mit ihrem Arbeitsschlag. Am Anfang wird der obere Zylinderraum lⁿ durch den Kanal 26 und den Raum 17

nii der Verlängerung 18 und gleichzeitig durch die vom Steuerventil 7 geöffnete ringförmige öffnung geführt. Wenn die Kolbenanordnung ausreichend weit nach unten gelangt ist, unterbricht das untere Ende 30 des Zusatzkolbens 33 die Verbindung zwischen dem oberen

·,-, Zylinderraum 10 ..pd dem Einlaßkanal 9 über den Kanal ic Das Steuerventil 7 wird in seiner unteren Lage im Dämpfer angehalten. Während die Kolbenanordnung 27 sich nach unten bewegt, öffnet sie kurz vor ihrem

Schlag die Verbindung /wischen unterem Zylinderraum 8 und dem Sleuerventilnuim 6 über die Kanäle 13. Im .Steuerventilraum 6 steigt der Druck an. wodurch das Steuerventil 7 nach oben verschoben wird. Die Verbindung zwischen dem Rinlaßkanal 9 und dem oberen Zylinderraum 10 wird unterbrochen und die Öffnung 15 zum Auslaßkanal 11.) geöffnet. Das Steuerventil 7 wird im Dämpfer 20 in der in F" i g. I gezeigten Lage angehalten.

Durch die im obigen beschriebene Konstruktion wird sichergestellt, daß der Druck in dem oberen Zylinderraum nie zu hoch ansteigt und dadurch [-unktions-Schwierigkeiten verursacht. Das Steuerventil 7 kann nunmehr seine Bewegung nach unten auch etwas später beginnen, nachdem der Kanal 11;/ geschlossen worden ist. weil der Kanal 26 bereits geöffnet ist.

Zu Beginn des Arbeitsschlages kann der obere Zylinderraum 10 über zwei Wege gefüllt werden, und zwar einerseits über den Kanal 26 und andererseits über den vom Steuerventil 7 geöffneten ringförmigen Kanal.

'· Demzufolge wird der nbere Zylinderraum schnell gefüllt, während der Strömungsverlust gering bleibt.

Der Schlagapparat funktioniert auch dann, wenn das Steuerventil 7 erst nach Beginn eines Arbcitsschlages den Kanal zu dem oberen Zylinderraum öffne!, weil der

in Kanal 26 zu diesem Raum noch offenbleibt. Dadurch wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß das Steuerventil 7 langsamer geöffnet werden kann, wobei der Druck im Sleuerventilraum 6 gleichmäßiger steigt und starke Druckänderungen im Auslaßkanal 3

ι ' eleminicrt werden. Auf diese Weise wird auch der Wirkungsgrad des Schlagapparates verbessert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mit Druckflüssigkeit betriebener Schlagapparat, der aus einem Gehäuse, an das ein Werkzeug anschließbar ist, einem in einem Zylinderraum befindlichen und diesen in einen oberen und unteren Raum unterteilenden, hin- und herbeweglichen Hauptkolben, der an seinem oberen Ende über eine Kolbenstange mit einem in eine Verlängerung des Zylinderraumes eintauchenden Zusatzkolben einstückig verbunden ist, und einem in einem Steuerventilraum hin- und herbeweglichen, zum Hauptkolben konzentrischen hülsenformigen Steuerventil sowie im Gehäuse ausgeführten Einlaß- und Auslaßkanälen für Druckflüssigkeit und einem Kanalsystem besteht, welches in Abhängigkeit von der Stellung des Hauptkolbens und des Steuerventils die Einlaß- und Auslaßkanäle mit dem oberen Zylinderraum und dem Steuerventilraum und den unteren Zylinderraum ständig mit dem Einlaßkanal verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (17) des oberen Zylinderraumes (10) und der Einlaßkanal (9) durch einen Kanal (26) miteinander verbunden sind, wobei der Abstand zwischen der unteren Kante dieses Kanals (26) und der oberen Kante (31) einer im Steuerventil (7) befindlichen, aus dem oberen Zylinderraum (10) heraus zu dem Auslaßkanal (n) führenden Öffnung (15) bei Stellung des Steuerventils (7) in seiner oberen Lage kleiner ist als der Abstand zwischen dem oberen Ende (29) des Hauptkolbens (4) und dem unteren Ende (30) des Zusatzkolbens (33).