DE2520008C2 - Hydraulischer Hammer - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Hammer, bestehend aus einem Hydraulikzylinder, einem den Hammer tragenden, in dem Hydraulikzylinder verschiebbarem Kolben, sowie aus einem in einer Führung verschiebbaren Werkzeug in der Bewegungsbahn des Hammers, und einem in dem Hydraulikzylinder ebenfalls angeordneten, gegenläufig bewegbaren zweiten Kolben, wobei eine Einspeisungsöffnung für pulsierendes Hydrauliköl in der Mitte des Hydraulikzylinders zwischen den beiden Kolben angeordnet ist.

Hydrauliköl wird als Antriebsmittel insbesondere bei von Hand zu führenden Hämmern im Baugewerbe nur seilen verwandt, da elektromagnetisch angetriebene Hämmer leichler an eine Energiequelle anschließbar sind und pneumatische Hämmer nicht ganz so harte Stöße wie hydraulische Hammer ausführen. Nachteil aller dieser Hammer ist die starke Schlagrückwirkuiig .auf die Bedienungsperson.

Bei einem Drucklufthammer nach der DE-Palenlanmeidung P 7 927 bekanntgemacht am 2.11.50 sind in einem Arbeitszylinder, der gleichzeitig Gehäuse des Drucklufthammers ist, ein Kolben mil einer als Hammer dienenden Kolbenstange und ein gegenläufig bewegbarer zweiter Kolben angeordnet, der die unmittelbare Auswirkung der den Arbeitskolben antreibenden Kräfte auf das Hammergehäuse insoweit verhindern soll, daß ein möglichst gleichbleibender Rückdruck anstelle der periodisch auftretenden Rückstöße entsteht. Um den bei der Anwendung dieses Gegenkolbens auftretenden Energieverlust möglichst gering zu halten, wird seine Masse größer als die des Arbeilskolbens gewählt. Gleichzeitig wird dieser Gegenkolben zur Kompression von Luft benutzt, die während des Rückhubes des Arbeitskolbens diesem zugeführt wird. Um die Bewegungen des ArbeitskoJbens und des Gegenkolbens im Gleichtakt ablaufen zu lassen, sind besondere Maßnahmen erforderlich.

Dieser Drucklufthammer ist aufwendig in seinem Aufbau, ein erheblicher Teil der ihm zugeführten Energie geht mit der Bewegung des Gegenkolbens verloren und die auf den Bedienungsmann wirkenden Vibrationsstöße sind nur wenig gemildert Denn der Gegenkolben muß am Ende seiner Bewegungsbahn abgebremst werden, die hierbei zwar erzeugte Druckluft überträgt einen Teil der Bewegungsenergie auf den als Gehäuse gleichzeitig dienenden Arbeitszylinder, der sich insbesondere im letzten Augenblick der Bewegung beider Kolben während des Schlaghubes dadurch bemerkbar macht, daß in dem gleichen Augenblick, in dem der Hammer auf das Werkzeug schlägt, der Arbeitszylinder sich gegensinnig bewegt und somit die Schlagkraft mindert

Ein anderes Druckluftschlaggerät ist aus der DE-AS 1040 468 bekanntgeworden. Es weist ebenfalls einen Schlagkolben und einen in entgegengesetzter Richtung bewegbaren Ausgleichskolben größeren Gewichtes auf. Mit diesem Druckluftschlaggeräl soll der am Ende des Rückhubes des Arbeitskolbens auftretende Schlag auf das Gehäuse des Druckluftschlaggerätes vermindert und sogar in Antriebsenergie für den Arbeilskolben umgewandelt werden. Daher läßt man am Ende des Rückhubes den Ausgleichskolben auf den Schlagkolben aufprallen und somit dem Schlagkolben zusätzliche Energie erteilen. Im Augenblick des Auftreffens des Schlagkolbens auf das Werkzeug jedoch muß der Ausgleichskolben abgebremst werden, was durch sein Auffangen in einer im Gehäuse befestigten Membran erfolgt. Hierbei wird dem Gehäuse des Druckluftschlaggerätes ebenfalls ein Stoß in entgegengesetzter Richtung zur Schlagrichtung erteilt und zwar gerade in demjenigen Augenblick, in dem der Schlag erfolgt. Das führt zu dem gleichen Nachteil einer Verminderung der beim Schlag ausgeübten Kräfte, läßt aber auch Schlagwirkungen auf das Gehäuse zurück, die vom Bedienungsmann als Vibrationen empfunden werden.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. F.s ist die Aufgabe der Erfindung, einen sehr einfach aufgebauten hydraulischen Hammer zu schaffen, der in seiner Hammerbahn sehr hürte Schläge ausführt, während die Rückwirkung auf die Bedienungsperson außerordentlich gering ist.

Die Erfindung besteht in der Erschaffung einer Vorrichtung zur Übertragung von Bewegungsenergie von

dem einen Kolben auf den anderen Kolben während des Schlaghubes.

Mit dieser Vorrichtung wird die Bewegungsenergie des als Gegenkolben wirkenden zweites Kolbens im Augenblick des Abbremsens dieses Gegenkolbens während des Schlaghubes auf den Arbeitskolben übertragen, so daß die Umsetzung der Bewegungsenergie des Gegenkolbens während des Schlaghubes nicht zu einer Bewegung des als Gehäuse dienenden Arbeitszylinders führt, sondern der Verstärkung des Schlages des Arbeitskolbens dient Somit wird nahezu die gesamte dem Hammer zugeführte Energie in Schlagenergie umgesetzt und die Rückwirkung auf das Gehäuse ist außerordentlich gering. Beim Rückhub hingegen finden umgekehrte Vorgänge, statt so daß auch der Rückhub mit dem Abbremsen der sich gegenseitig beeinflussenden Kolben nicht zu Schlagen auf den Arbeitszylinder und dimit auf das Gehäuse und die Bedienungsperson führt

Eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Übertragung von Bewegungsenergie läßt sich zweckmäßigerweise so aufbauen, daß diese Vorrichtung zur Übertragung vor Bewegungsenergie aus mindestens einem Umlenkhebel besteht, dessen eines Ende von dem einen Kolben beaufschlagt wird und dessen anderes Ende eine auf den anderen Kolben wirkende Stange beaufschlagt

Neben dieser mechanischen Vorrichtung zur Übertragung von Bewegungsenergie läßt sich auch in höchst einfacher Weise eine hydraulische Vorrichtung zur Übertragung von Bewegungsenergie herstellen. Diese besteht vorieilhafterweise darin, daß sie aus einem mit den den Hammer tragenden Kolben verbundenen dritten Kolben besteht der den zweiten Kolben durchsetzt und daß diese beiden einanderdurchsetzenden Kolben in einen geschlossenen, mit Hydrauliköl gefüllten Raum des Hydraulikzylinders eintauchen.

Sobald der zweite Kolben bewegt wird, drückt er mit seiner einen Stirnfläche gegen Hydrauliköl, welches auf die Stirnfläche des dritten Kolbens drückt, der mit dem ersten Kolben fest verbunden ist so daß die Bewegung des ersten Kolbens hierdurch verstärkt wird. Der Aufwand an Maschinenteilen ist hierbei äußerst gering, da der notwendige Raum, in den der zweite und der dritte Kolben eintauchen, im Hydraulikzylinder sowieso vorhanden ist und der dritte Kolben das Ende der Kolbenstange des ersten Kolbens sein kann.

Vorteilhaft ist es, wenn der den Hammer tragende Kolben beidseitig mit gegenphasig vibrierendem Hydrauliköl beaufschlagt ist und wenn die dem Werkzeug zugewandte Fläche des Kolbens kleiner als die dem Werkzeug abgewandie Fläche ist. Auf diese Weise wird es möglich, die Rückstellung mit hydraulischen Mitteln vorzunehmen und Fidern zu vermeiden, die zwar der Rückstellung dienen, aber beim Arbeitshub unnötige Krafi verbrauchen.

Um den zweiten, als Ausgleichsmasse dienenden Kolben beständig in dem für ihn vorgesehenen Bewegungsbereich im Zylinder schwingen zu lassen, ist es zweckmäßig, zur Begrenzung des Weges des zweiten Kolbens im Hydraulikzylinder öffnungen oder Ausnehmungen vorzusehen, die entweder mit der Rücklaufleitung verbunden sind oder unter besonderen Umständen mit dem Expansionsraum für die vibrierende Flüssigkeit verbunden sind. Auf diese Weise wird es möglich, die Benutzung von Federn zu vermeiden.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen hydraulischen Hammer mit mechanischer Vorrichtung zur Übertragung von Bewegungsenergie.

Fi g. 2 einen Schnitt längs der Ebene H-II in Fig. 1. F i g. 3 einen hydraulischen Hammer mit hydrauiischer Vorrichtung zur Übertragung von Bewegungsenergie.

In dem Hydraulikzylinder 1 befindet sich ein Kolben 2, der den Hammer 3 trägt Dieser Ham-.ner 3 schlägt auf einen Meißel 4. Dieser Meißel 4 ist am unteren Ende des ίο Gehäuses 5 geführt Der Rückstellung des Kolbens 2 dient eine Feder 8. Das Gehäuse 5 weist einen Raum 6 für die Aufnahme der Vorrichtung der hydraulischen Druckölimpulse auf.

Von diesem Raum 6 führt eine Druckleitung 9 in eine Öffnung im Hydraulikzylinder 1, und zwar in den Expansionsraum 10. Das Gehäuse 5 weist an seinem oberen Ende einen Handgriff 7 auf.

Neben dem Arbeitskolben 2 im Hydraulikzylinder 1 befindet sich hier noch ein weiterer Kolben 11, welcher als Ausgleichsmasse wirksam ist. Dieser Kolben 11 ist über zwei Stangen 12 und zwei doppelarmige Umlenkhebel 13 mit dem Arbeitskolben 2 verbunden. Und zwar sind im Gehäuse 5 Zapfen 14 vorgesehen, welche den Doppelarmhebel 13 tragen. Dieser stützt sich mit seinem einen Ende auf der Stirnseite des Kolbens 11 ab, während sein anderes Ende sich auf die Stange 15 abstützt die mit ihrem anderen Ende auf der Stirnseite des Arbeitskolbens 2 aufruht

Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, weist der Kolben 11 zwei Bohrungen für die Aufnahme der Stangen 15 auf. Es sind zwei Hebel 13 vorgesehen, urn eine exakt symmetrische Belastung zu erreichen.

Dieser hydraulische Hammer funktioniert folgendermaßen: Im Raum 6 wird eine Folge von Druckölimpulsen erzeugt die durch die Leitung 9 in den Expansionsraum 10 geführt werden. Hier drücken die Druckimpulse die beiden Kolben 2, 11 auseinander. Während des Auseinanderdrückens beaufschlagt der Kolben 2 den Hammer 3, der auf den Meißel 4 aufschlägt. Gleichzeitig beaufschlagt die obere Stirnseite des Kolbens 11 über die Hebel 13 die Stangen 14, die hinwiederum den Kolben 2 beaufschlagen. Auf diese Weise ist durch die beiden Kolben 2,11 ein Massenausgleich erreicht, bei dem die Kräfte aber nahezu vollständig für den Schlag des Hammers 3 ausgenutzt werden.

Die Rückstellung des Kolbens 2 erfolgt über die Feder 8. Es besteht aber auch die Möglichkeit, in den Raum 18 eine gegenphasig verlaufende Druckimpulsfolge einzuleiten, was durch die Öffnung 16 erfolgen kann. Mit der Rückstellung des Kolbens 2 wird Rückstellkraft über die Stangen 15 und die Hebel 13 auch auf den Kolben 11 übertragen.

In F i g. 3 ist ein anderes Ausführungsbeicpiel gezeichnet. Gleiche Teile weisen hier die gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1 auf. So trägt auch hier der Kolben 2 den Hammer 3. Der Kolben 2 ist aber auf der dem Hammer 3 abgewandten Seite durch eine einen Kolben bildende Kolbenstange 19 nach oben hin erweitert. Diese Kolbenstange 19 weist einen geringeren Durchmesser als eo der Kolben 2 auf. Sie durchsetzt den ringförmig ausgebildeten als Ausgleichsmasse dienenden Kolben 20 zentral. Da der Raum 21 im Hydraulikzylinder 1 geschlossen ist, wirkt die Stirnfläche 22 des als Ausgleichsmasse dienenden Kolbens 20 auf die Stirnfläche 23 des KoI-bens 19, der fest mit dem Arbeitskolben 2 verbunden ist. Hier erfolgt die Umlenkung der Bewegungsenergie rein hydraulisch über die Stirnflächen 22, 23. Die Rückstellkraft kann entweder durch eine Feder S oder durch eine

gegenphasig zugeführte Druckimpulsfolge, die in die
öffnung 16 eintritt, erfolgen. Im Hydraulikzylinder sind
am unteren Ende des Raumes 21 öffnungen 24 vorgesehen, durch die Hydrauliköl in die Rücklaufleitung abfließen kann, damit sich der Kolben 22 auch dann, wenn
seine Dichtungen undicht geworden sein sollten, beständig in dem ihm zugeordneten Bewegungsbereich bewegt. Unter Umständen ist es möglich, diese Öffnungen
mii der Leitung 9 zu verbinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Hammer, bestehend aus einem Hydraulikzylinder, einem den Hammer tragenden, in dem Hydraulikzylinder verschiebbarem Kolben, sowie aus einem in einer Führung verschiebbaren Werkzeug in der Bewegungsbahn des Hammers, und einem in dem Hydraulikzylinder ebenfalls angeordneten, gegenläufig bewegbaren zweiten Kolben, wobei eine Einspeisungsöffnung für pulsierendes Hydrauliköl in der Mitte des Hydraulikzylinders zwischen den beiden Kolben angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (13, 14) zur Übertragung von Bewegungsenergie von dem einen Kolben (11, 20) auf den anderen Kolben (2) während des Schlaghubes.

2. Hydraulischer Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Übertragung von Bewegungsenergie aus mindestens einem Umlenkhebel (13) besteht, dessen eines Ende von dem zweiten Kolben (11) beaufschlagt wird und dessen anderes Ende eine auf den anderen Kolben (2) wirkende Stange (15) beaufschlagt

3. Hydraulischer Hammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (15) in Ausnehmungen des Kolbens (11) geführt sind.

4. Hydraulischer Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Übertragung von Bewegungsenergie aus einem mit dem den Hammer (3) tragenden Kolben (2) verbundenen dritten Kolben (19) besteht, der den zweiten Kolben (20) durchsetzt, und rfaß diese beiden, einander durchsetzenden Kolben (19, 20) in einen geschlossenen, mit Hydrauliköl gefüllten Raum (21) des Hydraulikzylinders (1) eintauchen.

5. Hydraulischer Hammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der den Hammer (3) tragende Kolben beidseitig mit gegenphasig vibrierendem Hydrauliköl beaufschlagt ist,

und daß die dem Werkzeug (4) zugewandte Fläche des Kolbens (2) kleiner als die dem Werkzeug abgewandte Fläche ist.

6. Hydraulischer Hammer nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Weges des zweiten Kolbens (20) im Hydraulikzylinder Öffnungen (24) oder Ausnehmungen vorgesehen sind.