DE2541949A1

DE2541949A1 - Hydraulisch angetriebene hammeranordnung

Info

Publication number: DE2541949A1
Application number: DE19752541949
Authority: DE
Inventors: Peter Bach Olmsted
Original assignee: Raymond International Inc
Current assignee: Raymond International Inc
Priority date: 1974-09-19
Filing date: 1975-09-19
Publication date: 1976-04-01
Also published as: NL7510977A; US4026193A; GB1492700A; JPS5156510A; GB1492699A; GB1492698A

Description

EfIl. ING. K. HOFFMANN · DIPJL. OG. W. EITLE · DIt. ItEIl. Λ'Al'. K. HOFFMAAX

PATHIi TANWÄI/ΓΚ

D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087 2 54 1 9 A3

27 239

Raymond International, Inc., Houston, Texas / USA

Hydraulisch angetriebene Hammeranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch angetriebene Hammeranordnung mit einer hydraulischen Kolben- und Zylinderanordnung und einer Einrichtung zur Betätigung derselben, so dass eine hin- und hergehende Relativbewegung zwischen deren Kolben und Zylinder stattfindet.

Durch Strömungsmittel betriebene Hämmer zum Einrammen von Pfählen sind bekannt. Beispiele hierfür sind in den US-Patentschriften 3 298 447, 3 417 828 und 3 431 986 gezeigt. Diese Hämmer zum Einrammen von Pfählen haben eine Kolben- und Zylinderanordnung, die entweder an einem massiven, beweglichen Stössel befestigt oder in diesen einbezogen ist,

£09814/1105

—2—

Hydraulisches Strömungsmittel wird durch Ventileinrichtungen umgeschaltet, so dass es an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens in den und aus dem Zylinder flies.st. Auf diese Weise wird eine hin- und hergehende Bewegung zwischen dem Kolben und dem Zylinder erzeugt, und so wird der Stössel aufundabgetrieben. Das Umschalten der hydraulischen Ventile wird bei einigen dieser bekannten Systeme erreicht, indem eine Steuerleitung an der Oberfläche freigelegt wird, über welche sich ein Bund bewegt, der Bereiche verschiedener Drücke voneinander trennt. Bei den bekannten Anordnungen ist dieser Bund der Kolben selbst und die Steuerleitung öffnet sich in den Zylinder an einer Stelle, an welcher der Kolben vorbeigleitet. Wenn sich der Kolben über die Öffnung der Steuerleitung bewegt, ändert sich der Druck, welchem die Steuerleitung ausgesetzt ist und diese Druckänderung wird erfasst und zum Umschalten der hydraulischen Ventilanordnung verwendet.

Bei der bekannten Hammeranordnung tritt aufgrund der Tatsache, dass über die Länge des Kolbens oder des Vorsprunges der Bereiche verschiedenen Hydraulikdruckes trennt, ein Druckgradient vorhanden ist,eine Schwierigkeit auf. Die genaue Stelle, an welcher die Druckhöhe ein Umschalten verursacht, ist daher nicht bestimmbar. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich aus der Tatsache, dass die bekannten Anordnungen getrennte Steuerleitungen und zugeordnete Steuersysteme benötigen, um ein Umschalten an beiden Enden des Hammerhubes zu erzeugen. Weil darüber hinaus das hydraulische Umschalten selbst Druckänderungen im Bereich der von der Steuerleitung abgetastet wird, erzeugt , sind bei den bekannten Systemen ziemlich aufwendige Anordnungen erforderlich, um ein weiteres Umschalten entsprechend diesen Druckänderungen zu verhindern.

-3-

809814/1105

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hammeranordnung der eingangs genannten Art- zu vereinfachen und zu verbessern, so dass sie einschliesslich ihrer Steuerung möglichst kompakt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Tragrahmen mit einem stationären Teil der Kolben- und Zylinderanordnung verbunden ist, dass ein massiver Stössel mit einem beweglichen Teil der Kolben- und Zylinderanordnung verbunden ist, dass der massive Stössel durch den Rahmen zur hin- und hergehenden Relativbewegung in demselben geführt ist, dass Einrichtungen zur Bildung äusserer und innerer Hydraulikelemente vorgesehen sind, wobei das innere Hydraulikelement innerhalb des äusseren Hydraulikelementes angeordnet ist, dass eines der Elemente in bezug auf den Rahmen fest angeordnet ist und das andere in bezug auf den Stösselfest angeordnet ist, dass das äussere Element mit einer inneren hydraulischen Kammer ausgebildet ist, die dem inneren Element zugewandt ist und auf einem ersten hydraulischen Druck gehalten wird, dass eines der Elemente mit einem Vorsprung ausgebildet ist, welcher am anderen Element entlanggleitet und die Kammer von einem Bereich trennt, welcher auf einem zweiten Druck gehalten wird, dass eine Steuerleitung im anderen Element ausgebildet ist und sich zu dessen Oberfläche öffnet, welche dem Vorsprung zugewandt ist, um sie nacheinander dem ersten und zweiten Druck auszusetzen, wenn der Stössel seine hin- und hergehende Bewegung durchführt, und dass eine hydraulische Schalteinrichtung vorgesehen ist, welche auf die Druckänderungen innerhalb der Steuerleitung anspricht, um die hydraulische Kolben- und Zylinderanordnung umzuschalten, so dass die hin- und hergehende Bewegung des Stössels herbeigeführt wird.

609814/1105 ~⁴~

So wird durch die Erfindung eine hin- und hergehend angetriebene hydraulische Hainmeranordnung geschaffen, bei welcher das Umschalten an einem genauen Punkt auf dem Wege des Hammerhubes auftritt, um eine Umkehr an beiden Enden des Hubes zu erzielen, wobei hier nur eine einzige Steueranordnung zum Erfassen des Druckes verwendet wird. Dies wird erfindungsgemäss durch das Vorsehen eines Vorsprunges bzw. eines Bundes erreicht, der an einer Oberfläche entlanggleitet, wenn sich der Stössel im Hammer bewegt. Dieser Vorsprung ist so angeordnet, dass die relative Gleitbewegung zwischen dem Vorsprung und der Oberfläche auftritt, wenn das hydraulische System angetrieben wird. Der Vorsprung ist darüber hinaus so angeordnet, dass er Bereiche verschiedenen Strömungsmitteldruckes trennt. Eine Steuerleitung öffnet sich in dem Bereich der Oberfläche nach aussen, welcher dem Vorsprung gegenüberliegt, so dass sich der Vorsprung über das offene Ende der Steuerleitung vor- und zurückbewegt oder umgekehrt, wenn die hin- und hergehende Bewegung des Stössels stattfindet, so dass das offene Ende der Steuerleitung nacheinander den verschiedenen Druckbereichen auf gegenüberliegenden Seiten des Vorsprunges augesetzt ist. Eine hydraulische Ventilanordnung ist vorgesehen, um das hydraulisch angetriebene System ansprechend auf das Freiliegen der Steuerleitung gegenüber verschiedenen Drücken umzukehren.

Oben wurden die wichtigeren Merkmale der Erfindung ziemlich weitgehend erläutert, damit die folgende, ins einzelne gehende Beschreibung besser verstanden werden kann, und damit der vorliegende Beitrag zur Technik besser erkannt wird. Es gibt natürlich zusätzliche Merkmale der Erfindung, die im folgenden beschrieben werden und die den Gegenstand der nachfolgenden Ansprüche bilden. Fachleute werden anerkennen,

6098 14/1105 ~⁵~

dass das Konzept·, auf welchem diese Erfindung basiert, leicht als Grundlage zur Auslegung anderer Konstruktionen zur Durchführung der gleichen Zwecke der Erfindung verwendet werden kann. Die Ansprüche sind daher so zuhetrachten, dass sie äquivalente Konstruktionen umfassen, die nicht vom Gedanken und Anwendungsbereich der Erfindung abweichen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, welche eine hydraulische Hammeranordnung zum Einrammen von Pfählen veranschaulicht, bei welcher die Erfindung verkörpert ist,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der äusseren Ausbildung der in der Hammeranordnung der Fig. 1 verwendeten Ventilanordnung, und

Fig. 3 vergrösserte Schnitte entlang der Linie 3-3 ^1S der Fig. 2, welche die verschiedenen Lagen zeigen, die von den verschiedenen Elementen der Ventilanordnung während verschiedener Stadien des Arbeitszyklus der Hammeranordnung der Fig. 1 eingenommen werden.

Die hydraulische Hammeranordnung der Fig. 1 umfasst einen Hammerabschnitt 1o und einen hydraulischen Antriebs- und Schaltabschnitt 12. Der Hammerabschnitt besteht aus einem hohlen, rohrförmigen äusseren Gehäuse 14, das an seinem oberen Ende durch eine Deckplatte 16 und an seinem unteren

8098UMtOS "6-

2541349

Ende teilweise durch einen unteren Flanschabschnitt 18 geschlossen ist. Ein Amboss 2o ist innerhalb des Gehäuses 14 in der Nähe des unteren Endes angeordnet und hat einen Zapfen 22, der durch eine Öffnung im Flanschabschnitt 18 nach unten ragt. Wie dargestellt ist/ ruht der Flanschabschnitt 18 auf dem oberen Ende eines Pfahles 24 oder gegebenenfalls auf einem Rammblock zum Einrammen eines Pfahles. Der Zapfen 22 des Ambosses ist durch den Flanschabschnitt 22 zum Pfahl 24 bewegbar, um die treibenden Hammerschläge auf den Amboss 2o nach unten auf das obere Ende des Pfahles 24 zu übertragen. Das äussere Gehäuse 14 ist an einem nicht dargestellten Hammergestell mittels Seilen 26 aufgehängt, die an Verankerungen 28 am oberen Ende des Gehäuses befestigt sind.

Eine stationäre Kolbenanordnung ist innerhalb des äusseren Gehäuses 14 vorgesehen. Diese stationäre Kolbenanordnung umfasst einen oberen Stangenabschnitt mit mittlerem Durchmesser, der an der Mitte der Deckplatte 16 befestigt ist und sich nach unten in das äussere Gehäuse 14 erstreckt, einen mittleren Stangenabschnitt 32 mit grossem Durchmesser, der sich vom oberen Stangenabschnitt nach unten erstreckt, und einen unteren Stangenabschnitt 34 mit kleinem Durchmesser, der sich vom mittleren Stangenabschnitt 32 nach unten erstreckt. Eine Leitung 36 für wechselnden Druck,, eine Hochdruckleitung 38 und eine Steuerleitung 4o erstrekken sich jeweils von der Deckplatte 16 durch das Innere der stationären Kolbenanordnung. Die Leitung 36 für wechselnden Druck öffnet sich an der Oberfläche des unteren Stangenabschnittes 34 gerade unterhalb des mittleren Stangenabschnittes 32. Die Hochdruckleitung 38 tritt an der Oberfläche des oberen Stangenabschnittes 3o gerade oberhalb des mittleren Stangenabschnittes 32 aus. Die Steuerleitung 4o tritt ebenfalls an der Oberfläche des oberen

0 9 814/1105

-7-

Stangenabschnittes 3o aus, jedoch in einer mittleren Lage in bezug auf dessen Länge.

Ein massiver, zylindrischer Stössel 42 ist innerhalb des rohrförmigen äusseren Gehäuses 14 angeordnet und wird darin mittels Gleitlagern 44 auf- und abwärts hin- und herbeweglich geführt. Der zylindrische Stössel 42 ist hohl und umgibt die stationäre Kolbenanordriung. Der zentrale innere Bereich des zylindrischen Stössels hat im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der den grossen Durchmesser aufweisende mittlere Stangenabschnitt 32 der stationären Kolbenanordnung. Die oberen und unteren Bereiche des zylindrischen Stössels sind als obere und untere Vorsprünge 46 und 48 ausgebildet, welche an den oberen und unteren Stangenabschnitten 3o bzw. 34 der Kolbenanordnung entlanggleiten, wenn sich der zylindrische Stössel auf- und abbewegt. Es ist zu sehen, dass durch diesen Aufbau obere und untere Kammern 5o und 52 für Strömungsmittel innerhalb des zylindrischen Stössels 42 gebildet werden, welche ihren Rauminhalt in umgekehrtem Verhältnis zueinander ändern, wenn sich der zylindrische Stössel auf- und abbewegt. Es ist zu bemerken, dass die Querschnittsfläche der unteren Kammer 52 grosser als die der oberen Kammer 5o ist, weil der untere Stangenabschnitt 34 einen kleineren Durchmesser als der obere Stangenabschnitt 3o aufweist.

Die Länge des mittleren, inneren Bereiches des zylindrischen Stössels 42 reicht aus, damit der Stössel sich über den einen Steuerabschnitt bildenden mittleren Abschnitt der stationären Kolbenanordnung nach oben und nach unten bewegen kann und am unteren Ende jedes Hubes auf den Amboss 2o prallen kann. Der Vorsprung 46 des zylindrischen Stössels ist so angeordnet, dass er über die Öffnung der Steuerleitung 4o gleitet, so dass sie am unteren Ende des

B09814/1105 ~⁸"

Hubes des zylindrischen Stössels dem Strömungsmitteldruck im äusseren Gehäuse 14 oberhalb des zylindrischen Stössels ausgesetzt ist und am oberen Ende des Hubes des zylindrischen Stössels dem Strömungsmitteldruck in der oberen Kammer 5o ausgesetzt ist. Nicht dargestellte Einrichtungen sind vorgesehen, um das Innere des Gehäuses 14 mit hydraulischem Strömungsmittel mit niederem Druck, d.h. mit Ablaufdruck, gefüllt zu halten. Die Gleitlager 44 sind am Umfang am Inneren des Gehäuses mit Abstand angeordnet, damit dieses Strömungsmittel um den zylindrischen Stössel fliessen kann, wenn sich dieser auf- und abbewegt.

Der hydraulische Antriebs- und Schaltabschnitt 12 umfasst ein den Antrieb bewirkendes Hauptventil 54, ein Steuerventil 56, eine Pumpe 58, einen Auffangbehälter 6o und Hochdruck- und Niederdrucksammler 62 und 64 zusammen mit verschiedenen hydraulischen Verbindungsleitungen, die im folgenden beschrieben werden. Die Pumpe 58 ist über eine erste Druckleitung 66 der Pumpe mit einem Eintritt des Hauptventils 54 verbunden, während der Auffangbehälter 6o über eine Ablaufleitung 6 8 mit einem zweiten Eingang des Hauptventils 54 verbunden ist.

Wenn die Ausdrücke "Ausgang" und "Eingang" bei den Ventilen 54 und 56 verwendet werden, so bezieht sich dieses nicht darauf, ob Strömungsmittel in das ader aus dem Ventil fliesst, sondern darauf, ob eine bestimmte Leitungsverbindung zum Ventil zu einer Strömungsmittelquelle oder einem Strömungsmittelverbraucher führt. Auf diese Weise hat das Hauptventil 54 zwei Eingänge, einen von der ersten Druckleitung 66 der Pumpe und einen anderen von der Ablaufleitung 68. Ausserdem hat das Hauptventil 54 einen einzigen Ausgang zur Hauptantriebsleitung 7o.

8098U/110S ~⁹~

Das Hauptventil 54 ist schematisch als Ventil mit drei möglichen Stellungen dargestellt. Wie gezeigt ist, verbindet das Ventil in der ersten Stellung die Druckleitung 66 der Pumpe mit der Hauptantriebsleitung 7o. In der mittleren Stellung dient das Hauptventil 54 als Rückschlagventil zwischen der Hauptantriebsleitung 7o und der ersten Druckleitung 66 der Pumpe. In seiner genau gegenüberliegenden Stellung verbindet das Hauptventil 54 die Abflussleitung 68 mit der Hauptantriebsleitung 7o.

Das Hauptventil wird durch Steuerdruck betätigt, der arbeitet, um es von einer Stellung in die andere zu bewegen. Eine Ablaufsteuerleitung 72 verbindet die Ablaufleitung 68 mit einem ersten Steueranschluss 74, eine Hauptsteuerleitung 76 verbindet die Hautpantriebslextung 7o mit einem zweiten Steueranschluss 78 und eine Regelsteuerleitung 8o verbindet einen Ausgang des Steuerventils 56 mit einem dritten Steueranschluss 82.

Eine zweite Druckleitung 84 der Pumpe verbindet den Ausgang der Pumpe 58 mit einem Eingang des Steuerventiles 56, während eine zweite Ablaufleitung 86 den Auffangbehälter 6o mit einem anderen Eingang des Steuerventils 56 verbindet. Das Steuerventil 56 ist schematisch als Ventil mit zwei möglichen Stellungen dargestellt. Wie gezeigt ist, verbindet das Steuerventil in der ersten Stellung die zweite Druckleitung 84 der Pumpe mit der Regelsteuerleitung 8o und in seiner zweiten Stellung verbindet das Steuerventil die zweite Ablaufleitung 86 mit der Regelsteuerleitung 8o.

Das Steuerventil 56 selbst wird durch Steuerdrücke betätigt, um es von einer Stellung in die andere zu bewegen. Ein erster und ein zweiter Steuereingang 88 bzw. 9o des Steuerventils sind mit der zweiten Druckleitung 84 der Pumpe und

S098-U/110S

-1ο-

- 1ο -

der zweiten Αΐ3ΐ3μ£leitung 86 verbunden. Ein dritter Steuereingang 92 des Steuerventils ist über eine Regelleitung 94 des Steuerventils mit der Steuerleitung 4o im Hammerabschnitt 1o verbunden. Eine kompensierende Rückkopplungsleitung 96 verbindet den Steuerventilausgang, d.'h. die Regeisteuerleitung 8o mit der Regelleitung 94 des Steuerventils. Die Rückkopplungsleitung 96 umfasst einen Durchflussbegrenzer 9 8 zur Verriegelungs- und Leckkompensation, die später im einzelnen erläutert werden wird.

Schliesslich ist die zweite Druckleitung 84 der Pumpe auch mit der Hochdruckleitung 38 im Hammerabschnitt 1o verbunden, während die zweite Ablaufleitung 86 über eine Gehäuseablaufleitung 99 mit dem Inneren des Gehäuses 14 verbunden ist. Durch diese letzterwähnte Verbindung wird das Innere des Gehäuses 14 mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt gehalten, und der Niederdrucksammler kann sich den Flüssigkeitsverschiebungen innerhalb des Gehäuses anpassen, die bei der Auf- und Abbewegung 'des zylindrischen Stössels 42 auftreten.

Während des Betriebes der Hammeranordnung der Fig. 1 veranlasst der hydraulische Antriebs- und Schaltabschnitt einen Antrieb des zylindrischen Stössels 42 im Hammerabschnitt 1o innerhalb des rohrförmigen äusseren Gehäuses nach oben und nach unten. Am unteren Ende jedes Abwärtshubes prallt der Stössel 42 auf den Amboss 2o und treibt dessen Stössel 22 nach unten auf den Pfahl 24.

Die Stosselbewegung wird durch Schalten der auf die obere und untere Kammer 5o und 52 aufgebrachten hydraulischen Kräfte verursacht. Wie zu sehen ist, wird die obere hydraulische Kammer 5o durch die Verbindungen über die Hochdruckleitung 38 und die zweite Druckleitung 84 der Pumpe immer

809814/1105 _u_

mit dem Ausgang der Pumpe in Verbindung gehalten. Die untere hydraulische Kammer 52 ist andererseits über die Leitung 36 für wechselnden Druck urddie Hauptantriebsleitung 7o mit dem Ausgang des Hauptventils 54 verbunden, welches die untere Kammer 52 beim Umschalten abwechselnd in Verbindung mit den Drücken des Hochdruck- und Niederdrucksammlers bringt (die im folgenden als Pumpen- bzw. Ablaufdruck bezeichnet werden).

Wenn die untere Kammer 52 Ablaufdruck aufweist, werden die auf sie aufgebrachten hydraulischen Kräfte durch die hohen Pumpendrücke überwunden, die der oberen Kammer 5o zugeführt werden. Dies führt dazu, dass der zylindrische Stössel 42 nach oben getrieben wird. Wenn das Hauptventil 54 danach umgeschlatet ist, um die untere Kammer 52 unter Pumpendruck zu setzen, führt ihr grösserer Querschnittsbereich zu einer grösseren hydraulischen Kraft, welche die durch denselben Pumpendruck in dem kleineren Querschnittsbereich der oberen Kammer 5o erzeugten Kräfte überwindet. Diese Kraftdifferenz führt zu einer Netto-Abwärtskraft im Stössel, und diese verursacht ihrerseits Verzögerungen bei der Aufwärtsbewegung des Stössels und der schliessliehen Abwärtsbewegung und Beschleunigung des Stössels.

Das Hauptventil 54 verbindet die untere Kammer 52 abwechselnd mit dem Pumpendruck und dem Ablaufdruck, indem es zwischen seinen Extremlagen umschaltet, in welchen es die Hauptantriebsleitung 7o in abwechselnde Verbindung mit der Druckleitung 66 der Pumpe und der Ablaufleitung 68 bringt.

Es ist zu bemerken, dass das Hauptventil 54 sowohl bei der Bewegung in Richtung als auch beim Verharren in seiner extremen Stellung gegenüber der in Fig. 1 gezeigten, eine

6098H/1105

-12-

Rückschlagventilwirkung liefert, welche durch Strömungsmittelfluss in Richtung der Pumpe 58 eine Anpassung an übermässige Strömungsmitteldrücke in der Ήauptantriebsleitung 7 ο ermöglicht, die durch Trägheitseffekte des massiven zylindrischen Stössels 42 verursacht werden. Das Hauptventil 54 wird durch Aufbringen von Pumpendruck auf seinen dritten Steueranschluss 82 in die in Fig. 1 gezeigte Lage bewegt. Es wird durch Aufbringen von Ablaufdruck auf seinen dritten Steueranschluss 82 in seine entgegengesetzte Lage bewegt. Die über die AblaufSteuerleitung 72 und die Hauptsteuerleitung 76 aufgebrachte Rückkopplung dient dazu, eine leichte Verriegelung und ein extrem schnelles Umschalten zu bewirken, wie im folgenden näher erläutert wird.

Das Steuerventil 56 wird durch abwechselndes Aufbringen von Pumpen- und Ablaufdruck über die Regelleitung 94 des Steuerventiles auf den dritten Steuereingang 92 des Steuerventiles umgeschaltet, um ein Umschalten des Hauptventils 54 zu bewirken. Der Pumpendruck wird der Regelleitung 94 in der Nähe des oberen Endes des Aufwärtshubes zugeführt, wenn sich

die Steuerleitung 4o unterhalb des unteren Vorsprunges 46 zur unter Druck stehenden oberen Kammer 5o öffnet. Beim Abwärtshub des zylindrischen Stössels wird der Regelleitung 94 Ablaufdruck zugeführt, wenn die Steuerleitung 4o sich oberhalb des oberen Vorsprungs 56 des Stössels zum unter Ablaufdruck stehenden Inneren des äusseren Gehäuses 14 öffnet. Die Druck und Ablaufanschlüsse des ersten und zweiten Steuereinganges 88 und 9o des Steuerventiles dienen zum Balancieren des Ventils, zur leichten Bewegung von einer Stellung in die andere und zur Anpassung an die Strömungsmittelverdrängungen, welche die Ventilbetätigung begleiten.

Es ist zu erkennen, dass sich diese Leitung aufgrund des Aufbaues des Hammerabschnittes 1o und der Anordnung der

B098H/1105 _₁₃_

Steuerleitung 4o nacheinander und abwechselnd zu zwei Bereichen öffnet, d.h. zur unter Druck stehenden oberen Kammer 5o und zum mit dem Ablauf verbundenen Innerer, des äusseren Gehäuses 14. Darüber hinaus ändexn sich die Drücke in diesen zwei Bereichen nicht aufgrund des Umschaltens des Ventiles, so dass keine besonderen Verriegelungseinrichtungen erforderlich sind, um das Steuerventil 56 in der auf das Umschalten folgenden Stellung zu halten.

Es ist auch zu erkennen, dass nur eine einzige Steuerleitung 4o erforderlich ist, um das Umschalten an beiden Enden des Stösselhubes zu bewirken, weil sich die Steuerleitung 4o zu verschiedenen Druckbereichen in Richtung entgegengesetzter Enden des Stösselhubes öffnet. Die Zeitgabe bei diesem Umschalten und die Länge des Stösselhubes hängen von der Länge des oberen Vorsprungs 46 des zylindrischen Stössels 42 in Richtung des Stösselhubes ab. Durch Steigerung der Länge dieses Vorsprunges kann die Hublänge vergrössert werden, weil die Schaltpunkte weiter auseinanderbewegt werden. Der Stösselhub kann -auch durch Steigern des hydraulischen Pumpendruckes verlängert werden. Dieser veranlasst den Stössel zu einem Aufstieg mit erhöhter Geschwindigkeit, so dass die Trägheit des Stössels diesen nach dem Umschalten in eine grössere Höhe bringt, bevor die umgekehrten Hydraulikkräfte das Aufwärtsmoment des Stössels überwinden können und beginnen ihn abwärtszutreiben. Das Umschalten,das eintritt, um den Abwärtshub zu bewirken, sollte im allgemeinen ungefähr in der Mitte während des Aufwärtshubes erfolgen. Das Umschalten, welches erfolgt, um den Aufwärtshub zu verursachen, sollte jedoch bei dem oder unmittelbar vor dem Ende des Abwärtshubes stattfinden. Dieses stellt sicher, dass der Stössel mit seiner grössten Geschwindigkeit auf den Amboss prallt.

-14-

8098U/1 105

Es ist zu bemerken/ dass zwischen dem oberen Stangenabschnitt 3o des stationären Kolbens und dem Vorsprung 46 des zylindrischen Stössels, welcher darüber gleitet, keine Dichtungen vorgesehen sind. So wird der Verschleiss zwischen Kolben und Zylinder auf ein Minimum verringert. Jedoch tritt keine plötzliche Druckänderung irgendwo über die Länge des Vorsprunges 4 6 auf. Statt dessen ändert sich der Druck stetig über die Länge des Vorsprunges vom Pumpendruck in der Nähe des Endes der Kammer 5o zum Ablaufdruck in der Nähe des Gehäuseinneren. Diese stetige Druckänderung wird von einem stetigen, ständigen Lecken von Flüssigkeit von der Kammer 5o zum Gehäuseinneren begleitet. Die neuen Steuereinrichtungen dienen hier dazu, ein genaues Umschalten des Ventiles zu bewirken und das Steuerventil zwischen den Schaltvorgängen in seiner Lage zn halten, auch wenn die Steuerleitung 4o und die Regelleitung des Steuerventiles einem sich konstant ändernden Druck und einem konstanten Flüssigkeitsleckfluss in Richtung des Inneren des Gehäuses 14 ausgesetzt sind.

Wenn der zylindrische Stössel 42 nach unten getrieben wird, befinden sich das Hauptventil 54 und das Steuerventil 56 in ihren in Fig. 1 gezeigten Lagen. Beide Ventile werden durch das Beibehalten von Strömungsmittel mit hohem Druck an ihrem entsprechenden Steueranschluss 82 bzw. Steuereingang 92 in diesen Lagen gehalten. Durch das Steuerventil 46 wird am Steueranschluss 82 des Hauptventiles hoher Druck aufrechterhalten. Der Steuereingang 92 des Steuerventils 56 ist jedoch dem Lecken von Flüssigkeit aus der Regelleitung 24 des Steuerventils und aus der Steuerleitung 4o in den Bereich zwischen dem Vorsprung 46 und dem oberen Stangenabschnitt 3o des Kolbens ausgesetzt. Der Steuereingang 92 ist auch einer stetigen Druckverringerung ausgesetzt, wenn sich der Stössel 42 abwärtsbewegt und sich

6098 14/1105

die Steuerleitung 4o dem oberen Ende der oberen Vorsprungs 46 nähert. Diese Durchfluss-und Druckänderungen werden durch die kompensierende Rückkopplungsleitung 96 und den Durchflussbegrenzer 98 kompensiert, welche einen unter hohem
Druck stehenden Rückfluss von Strömungsmittel zur Regelleitung 94 des Steuerventiles zumessen, um das stattfindende Lecken zu kompensieren. Ausserdem dienen der am Ausgang des Steuerventils 56 aufgebrachte konstante Druck und das Zumessen des Durchflussbegrenzers 98 dazu, einen im wesentlichen konstanten Druck am Steuereingang 92 aufrechtzuerhalten. Wenn der Stössel 42 nun das untere Ende seines Hubes erreicht, und die Steuerleitung 4o mit dem Inneren des
Gehäuses 14 in Verbindung steht, so ist keine Beschränkung in den Leitungen 94 und 95 zwischen dem Steuereingang 92
und dem Inneren des Gehäuses 14 mehr vorhanden, und das
Strömungsmittel kann frei aus dem Eingang des Steuerventils fHessen. Auch ist der Kompensationsstrom aus dem Ventilausgang über die Rückkopplungsleitung 96 aufgrund des Durchflussbegrenzers 98 ungenügend, um diesen Ausfluss zu kompensieren. Dies führt dazu, dass das Steuerventil 56 in
seine gegenüberliegende Stellung umschaltet. Dadurch wird der dritte Steueranschluss 82 des Hauptventiles einem Abflussdruck ausgesetzt und dadurch veranlasst, dass das Hauptventil 54 seine Stellung ändert und der zylindrische Stössel seinen Aufwärtshub beginnt.

Während des Aufwärtshubes des Stössels wird das Steuerventils 56 durch den Ablaufdruck an seinem Steuereingang
92 in seiner oberen Lage gehalten. Während dieser Zeit ist der Steuereingang 92 jedoch einem stetig anwachsenden
Druck und einem Lecken von Strömungsmittel in seiner Richtung ausgesetzt, wenn sich die Steuerleitung 4o dem unteren Ende des Vorsprunges 46 nähert. Diese Druckänderung und dieses Lecken des Strömungsmittels werden durch Rückkopplung des

f*n98U/1105 _₁₆_

mit dem Ablauf verbundenen Steuerventilausganges durch die Rückkopplungsleitung 96 und den Durchflussbegrenzer 98 kompensiert.

Es ist so zu erkennen, dass die kompensierende Rückkopplungsleitung 96 und der Durchflussbegrenzer 98 zusammenwirken, um eine Verriegelung des Ventiles in zwei Stellungen zu bewirken, um das Ventil genauer ansprechend auf den Durchgang des Vorsprunges 46 über die Steuerleitung 4o zu machen.

Die perspektivische Darstellung der Fig. 2 zeigt das Äussere einer Ventilanordnung, welche sowohl das Hauptventil 54 als auch das Steuerventil 56 beherbergt. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, umfasst diese . Ventilanordnung eine flache Grundplatte 1oo₇ welche Öffnungen enthält, die zum Pumpenausgang und Ablaufleitungen führen und zu den Leitungen 36 und 38 für wechselnden und für Hochdruck und zur Steuerleitung 4o (Fig. 1) des Hammerabschnittes 1o. Tatsächlich kann die Grundplatte 1oo direkt an der Deckplatte 16 des Hammerabschnittes befestigt werden, so dass die Leitungen 7o und 94 in der Praxis auf eine tatsächliche Länge von Null reduziert werden. In diesem Fall können die Leitungen 66, 68, 84 und 86 durch in der Deckplatte 16 gebildete Leitungen einbezogen werden.

Ein Gehäuse 1o2 ist auf der Oberseite der Platte 1oo ausgebildet und dieses Gehäuse ist mit verschiedenen inneren Durchlässen zur Aufnahme der Strömungsmittelflüsse und zur Aufnahme des umschaltenden Schiebers ausgebildet, der später beschrieben werden wird.

Die innere Ausbildung des Gehäuses 1o2 und der Ventilanordnung ist im Schnitt in Fig. 3 dargestellt. Wie zu sehen ist, ist das Gehäuse 1o2 mit einer längsverlaufenden

6098 U/ 1 105

-17-

Hauptventilbohrung 1o4 versehen, die an einem Ende durch eine Frontplatte 1o6 und am gegenüberliegenden Ende durch eine hintere Platte 1o8 verschlossen ist. Die hintere Platte 1o8 dient als Teil einer Gehäuseverlängerung 11o, die selbst mit einer Steuerventilbohrung 112 versehen ist. Eine ringförmige Ausnehmung 114 für den Ablaufeingang und eine ringförmige Ausnehmung 116 für den Druckeingang sind an axial mit Abstand zueinander angeordneten Stellen in der Hauptbohrung 1o4 ausgebildet. Eine gemeinsame ringförmige Ausnehmung 118 für den Ausgang ist ebenfalls in der Hauptventilbohrung 1o4 zwischen den Ausnehmungen 114 und 116 ausgebildet. Die Ausnehmung 114 für den Ablaufeingang steht mit einer Eingangsöffnung 12o für den Ablauf in Verbindung, an welcher die Ablaufleitung 6 8 angeschlossen ist. Die Ausnehmung 116 für den Druckeingang steht mit einer Eingangsöffnung 122 für den Druck in Verbindung, an welche die Druckleitung 66 angeschlossen ist. Die Ausnehmung 118 für den Ausgang steht mit einer Ausgangsöffnung 124 für das antreibende Strömungsmittel in Verbindung, an welche die Hauptäntriebsleitung 7o und die Leitung 36 für wechselnden Druck angeschlossen sind.

Eine stationäre Hülse 126 ist in die Hauptventilbohrung 1o4 eingepasst und erstreckt sich über die Vorsprünge, welche die Ausnehmungen 114, 118 und 116 für den Ablauf, den Ausgang und den Druck trennen, um in diesen Bereichen der Hauptventilbohrung 1o4 Abschnitte mit kleinerem Durchmesser zu bilden. Die Hülse 126 erstreckt sich auch um eine kurze Entfernung über die Ausnehmung 114 hinaus in Richtung der hinteren Platte 1o8 und ein dichtender O-Ring 128 ist in die Ecke eingesetzt, die dort geformt wird, wo die Hinterkante der Hülse 126 auf die Wand der Hauptventilbohrung trifft. In der Hauptventilbohrung 1o4 ist eine Schieberanordnung mit einem Steuerabschnitt 13o für den Ablauf, und einem Steuerabschnitt 132 für das unter Druck stehende

"609814/1 1OB

-18--

2 5 4194

Strömungsmittel vorgesehen. Der Steuerabschnitt 13o hat eine im allgemeinen gestufte, zylindrische Ausnehmung und ist mit einem grossen Durchmesser aufweisenden kolbenartigen Steuerbereich 134 versehen, der hinter dem O-Ring 128 eng in die Hauptventilbohrung 1o4 passt, sowie einem zentralen Bereich 136 mit mittlerem Durchmesser, der einen Steuervorsprung 138 für den Ablauf aufweist, der eng in die Hülse 126 zwischen den Ausnehmungen 114 und 118 für den Ablauf und den Auslass passt, und einen vorderen Bereich 14o mit kleinem Durchmesser, der nach vorne an der Ausnehmung 116 für den Druck vorbeiragt. Der Steuerabschnitt 132 für den Druck hat eine im wesentlichen becherförmigen Ausbildung und einen Rand 142, der an der Bohrung 1o4 in der Nähe der vorderen Platte 1o6 entlanggleitet. Der Steuerabschnitt 132 für den Druck ist zur Bildung einer ringförmigen Dichtfläche 144 abgestuft, die in dichten Eingriff mit der Vorderkante der Hülse 126 bewegbar ist. Radiale Öffnungen 146 sind im Steuerabschnitt 132 für den Druck vorgesehen, um den Bohrungsbereich zwischen dem Steuerabschnitt 132 für den Druck und der Frontplatte 1o6 auf Pumpendruck zu halten. Eine axiale Öffnung 148 ist in der Nähe der ringförmigen Dichtfläche 144 zur Aufnahme des vorderen Bereichs 14o des Steuerabschnittes 13o für den Ablauf vorgesehen. Eine Feder 152 erstreckt sich zwischen dem Steuerabschnitt 132 für den Druck und der Frontplatte 1o6, um den Steuerabschnitt 132 für den Druck in Eingriff mit dem Anschlag 15o und in dichten Eingriff zwischen der ringförmigen Dichtfläche 144 und der Hülse 126 vorzuspannen.

Die Steuerventilbohrung 112 in der Gehäuseverlängerung 11o ist ebenfalls mit axial mit Abstand zueinander angeordneten, ringförmigen Ausnehmungen 154, 156 und 158 für den Ablauf, den Ausgang und den Druck ausgebildet. Die Ausnehmungen für

6098U/ 1 105

den Ablauf und den Druck sind mit der Ablaufleitung 86 bzw. der Druckleitung 84 verbunden, während die Ausgangsleitung über die Regelsteuerleitung 8o mit einer Steuerkammer 16o verbunden ist, die in der Hauptventilbohrung 1o4 zwischen dem kolbenartigen Steuerbereich 134 und der hinteren Platte 1o8 ausgebildet ist. Dadurch wird der dritte Steueranschluss zum Hauptventil 54 gebildet. Das Ende der Steuerventilbohrung 112, das dessen Ausnehmung für den Druck am nächsten liegt, wird mit der Ablaufleitung 86 in Verbindung gehalten und bildet den zweiten Steuereingang 9o. Das gegenüberliegende Ende der Steuerventilbohrung 112 bildet eine Steuerkammer, welche den dritten Steuereingang 92 des Ventiles enthält, und diese Kammer wird mit der Regelleitung 94 des Steuerventiles und der Steuerleigung 4o in Verbindung gehalten.

Ein Steuerschieber 162 ist in der Steuerventilbohrung 1.12 axial beweglich. Dieser Steuerschieber ist mit einem grossen Durchmesser aufweisenden Bund 164 zur Steuerung des Druckes und einem grossen Durchmesser aufweisenden Bund 166 zur Steuerung des Ablaufes versehen, die axial durch einen Abschnitt 168 mit kleinerem Durchmesser getrennt sind. Ein Abschnitt 17o mit noch kleinerem Durchmesser erstreckt sich über den Bund 164 zur Steuerung des Druckes hinaus und in den zweiten Steuereingang 9o. Der Bund 164 ist mit radialen öffnungen 172 versehen, um sicherzustellen, dass der Durchmesserbereich des Bundes, welcher den vom Abschnitt 17o übersteigt , immer dem Druck von der Pumpe ausgesetzt ist. Diese Anordnung bildet den ersten Steuereingang 88(Fig.1). Der Steuerschieber 162 ist von . dem Ende das dem dritten Steuereingang 92 zugewandt ist, bis zu einer Öffnung im Abschnitt 168 axial gebohrt. Hierdurch wird die kompensierende Rückkopplungsleitung zwischen dem Ausgang des Steuerventils, d.h. der Ausnehmung

S098U/1105 __2o_

- 2ο -

für den Ausgang und dem Steuereingang 92 gebildet. Ausserdem bildet die Öffnung zu der durch den-Abschnitt 168 gebildeten Ausnehmung den Durchflussbegrenzer.

Der Arbeitszyklus der Ventilanordnung wird im folgenden in Verbindung mit den Fig. 3 bis 6 beschrieben. Bei den in Fig. 3 gezeigten Bedingungen steht die Ausgangsöffnungen124 für den Antrieb mit der Eingangsöffnung 122 für den Druck in Verbindung. Diese Verbindung wird aufrechterhalten durch Zurückziehen des den Druck steuernden Steuerabschnittes 132 der Schieberanordnung nach rechts, so dass dessen ringförmige Dichtfläche 144 von der Hülse 126 entfernt ist, und die Ausnehmung 116 für den Druckeingang und die gemeinsame ringförmige Ausnehmung 118 für den Ausgang zueinander offen sind. Der den Druck steuernde Abschnitt wird gegen die Kraft der vorspannenden Feder 152 durch die Kraft des Anschlages 15o auf der Fläche des den Druck steuernden Abschnittes zurückgehalten. Der Anschlag 15o, der einen Teil des den Ablauf steuernden Steuerabschnittes 13o der Schieberanordnung bildet, wird durch den hohen Strömungsmitteldruck, der in der Steuerkammer 16o aufrechterhalten wird, nach rechts gedrückt. Gleichzeitig verschliesst der Steuervorsprung 138 für den Ablauf die Ausnehmung 114 für den Ablaufeingang gegenüber der gemeinsamen Ausnehmung 118 für den Ausgang.

Obwohl ziemlich wesentliche Unterschiede zwischen dem aufgebrachten Pumpen-und dem Ablaufdruck vorhanden sein können, werden die Steuerabschnitte 13o und 132 des Schiebers nur relativ leicht hydraulisch in den in Fig. 3 gezeigten Stellungen gehalten oder verriegelt. Weil beide Seiten des Steuerabschnittes 132 für unter Druck stehendes Strömungsmittel dem Eintritts- oder Pumpendruck ausgesetzt sind,

-21-

6 O 9 8 1 U 1 1 O 5

ist die hydraulische Netto-Kraft an diesem Abschnitt Null und nur die Federkraft der Feder 152 muss durch den Anschlag 15o am Steuerabschnitt 13o für den Ablauf überwunden werden. Die hydraulische Netto-Kraft am Steuerabschnitt 13o für den Ablauf ist gleich dem Produkt des Unterschiedes zwischen Pumpen- und Ablaufdrücken einerseits und der Differenz zwischen den Querschnittsflächen des kolbenartigen Steuerabschnittes 134 und des Steuervorsprunges 138 für den Ablauf andererseits. Der Unterschied zwischen diesen Querschnittsflächen braucht nur gross genug sein, um eine ausreichende Kraft zur Überwindung der Federkraft der Feder 152 zu erzeugen und die Ventilelemente in der in Fig. 3 gezeigten Lage zu halten.

Der Pumpendruck wird in der Steuerkammer 16o durch Anordnen des Steuerschiebers 162 in seiner obersten Stellung aufrechterhalten, wie in Fig. 3 gezeigt ist. In dieser Stellung legt der Vorsprung zur Steuerung des Druckes die Ausnehmung 158 für den Druck frei und bringt sie in eine offene Verbindung mit der Ausnehmung 156 für den Ausgang, die ihrerseits mit der Steuerkammer 16o in Verbindung steht. Gleichzeitig blockiert der Bund 166 die Ausnehmung 154 für den Ablauf gegen eine Verbindung mit der Ausnehmung 165 für den Ausgang.

Der Steuerschieber 162 wird durch Aufbringen unter Druck stehendem Steuerströmungsmittels auf sein unteres Ende in seine obere Stellung bewegt und dort gehalten. Wenn nun irgendein stetiger Fluss dieses unter Druck stehenden Steuerströmungsmittels auftreten sollte, der eine Abwärtsbewegung des Steuerschiebers 162 ermöglichen würde, so wird dieser Fluss durch einen stetigen Fluss unter Druck stehenden Strömungsmittels aus der Ausnehmung 165 für den Ausgang durch den Durchflussbegrenzer 98 und die

609814/1105 -22-

Rückkopplungsleitung 96 zum Ende des Steuerschiebers kompensiert.

Fig. 4 zeigt eine erste Stufe beim Umschalten der Ventilanordnung von der in Fig. 3 gezeigten Lage, d.h. in welcher die Ausgangsöffnung 124 für den Antrieb mit der Eingangsöffnung 122 für den Druck verbunden ist, in ihre entgegengesetzte Stellung, d.h. in welcher die Ausgangsöffnung 124 für den Antrieb mit der Eingangsöffnung 12o für den Ablauf verbunden ist. In Fig. 4 ist zu sehen, dass der den Ablauf steuernde Steuerabschnitt 13o des Ventilschiebers um einen solchen Betrag nach links verschoben ist, dass der den Druck steuernde Steuerabschnitt 132 sich in dichtenden Kontakt mit der Kante der Hülse 126 bewegt, um die Ausnehmung 116 für den Druckeingang von der gemeinsamen Ausnehmung 118 für den Ausgang zu trennen. An diesem Punkt hat der Steuervorsprung für den Ablauf die-Ausnehmung 114 für den Eingang des Ablaufes nicht freigelegt, so dass die Ausgangsöffnung Ί24 für den Antrieb weder mit der Eingangsöffnung 12o für den Ablauf noch mit der Eingangsöffnung 124 für den Druck verbunden ist. An dieser Stelle ist das System hydraulisch verriegelt. Dadurch wird sichergestellt, dass ein überlappendes Verschliessen einer Ausnehmung erfolgt, so dass die Ausnehmung 114 für den Ablaufeingang niemals in direkte Verbindung mit der Ausnehmung 116 für den Druckeingang gelangt. Auch wenn dieses Umschalten am Ende eines hydraulischen Hammerhubes auftritt, wird die Abwärtsbewegung des Stössels sofort im Augenblick des Aufpralles sofort mit dem den Stössel tragenden Rahmen verriegelt. Dies verursacht, dass sowohl der Stössel als auch sein tragender Rahmen eine abwärtshämmernde Kraft auf den Pfahl oder ein anderes Teil ausüben, das eingeschlagen wird, und verhindert eine nach oben gerichtete Reaktionsbewegung des tragenden Rahmens im Moment des Aufpralls.

&Q98U/1 105

-23-

Es ist zu erkennen, dass die Hammeranordnung aufgrund der geteilten Ventilschieberanordnung mit dem den Antrieb steuernden Steuerabschnitt 13o auf der einen Seite und dem den Druck steuernden Abschnitt 132 auf der anderen Seite inhärent gegen den Pumpendruck übersteigende Druckstösse geschützt ist. Sollten solche Druckstösse auftreten, so werden sie gegen den den Druck steuernden Steuerabschnitt 132 zurückübertragen, veranlassen diesen zum Öffnen und nehmen einen umgekehrten Strömungsmittelfluss zurück zur Pumpe auf, solange dieser Druck aufrechterhalten wird.

Das Umschalten der Steuerabschnitte 13o und 132 des Hauptventiles in die in Fig. 4 gezeigt Lage erfolgt extrem schnell, weil der Druck in der Steuerkammer zu diesem Zeitpunkt auf Ablaufdruck verringert ist, während der Puinpendruck an der gesamten Querschnittsfläche vorhanden ist, die durch den Steuervorsprung 138 gebildet wird. So ist die hydraulische Netto-Kraft, welche den Steuerabschnitt 13o für den Ablauf nach links drückt, gleich dem Produkt aus der Differenz zwischen Pumpen-und Ablaufdrücken einerseits und der Querschnittsfläche andererseits, die durch den Steuervorsprung für den Ablauf definiert wird. Wenn sich nun der Steuerabschnitt 132 für den Ablauf vollständig nach links bewegt, wie in Fig. 5 gezeigt ist, gibt der Steuervorsprung 138 die Ausnehmung 114 für den Ablaufeingang frei, um die Ausgangsöffnung 124 für den Antrieb mit der Eingangsöffnung für den Ablauf in Verbindung zu bringen, während die Eingangsöffnung 122 für den Druck blockiertbleibt.

Wenn das Hauptventil einmal in die in Fig. 5 gezeigte Lage umgeschaltet ist, werden die grossen hydraulischen Antriebskräfte, welche wirken, um den den Ablauf steuernden Steuerabschnitt 13o des Schiebers schnell zu verschieben, wesentlich

6 0 9 8 14/1105

-24-

verringert. Dies erfolgt, weil die Querschnittsfläche, die durch den Steuervorsprung 138 für den Ablauf definiert wird, nun weitgehend dem Ablaufdruck ausgesetzt ist (mit Ausnahme des Abschnittes, der sich durch die axiale Öffnung 148 in dem den Druck steuernden Steuerabschnitt 132 erstreckt) . So ist die gesamte Hydraulikkraft, die nun wirkt, um den den Ablauf steuernden Abschnitt des Schiebers des Hauptventils in seiner linken Lage zu halten, gleich dem Produkt der Differenz zwischen Pumpen- und Ablaufdrücken einerseits und der Querschnittsfläche, die durch den vorderen Bereich 14o des Steuerabschnittes 13o für den Ablauf definiert ist, andererseits.

Das Umschalten des Strömungsmitteldruckes in der Steuerkammer vom Pumpendruck auf den Ablaufdruck, um die Schieberanordnung des Hauptventils nach links zu bewegen, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, wird erreicht, indem der Steuerschieber nach unten bewegt wird, wie in diesen Zeichnungen zu sehen ist.· Dadurch wird die Ausnehmung 156 für den Ausgang mit der Ausnehmung 154 für den Ablauf in Verbindung gebracht und die Ausnehmung 158 für den Druck verschlossen. Der Steuerschieber wird entsprechend dem Aufbringen von Ablaufdruck auf den Steuereingang 92 an seinem unteren Ende nach unten bewegt. Dies führt dazu, dass das Strömungsmittel am unteren Ende des Steuerschiebers herausgesogen und der Steuerschieber nach unten bewegt wird. Nachdem der Steuerschieber so verschoben ist, wird sein unteres Ende fortgesetzt niedrigem Druck durch Verbindung über die kompensierende Rückkopplungsleitung 96 mit der Ausnehmung 156 für den Ausgang ausgesetzt, welche nun mit dem Ablauf verbunden ist. Sollte auch ein Lecken der Steuerleitung auftreten, so dass Strömungsmittel in den Bereich unterhalb des Endes des Steuerschiebers 162 zu sickern beginnt, so wird dieses Strömungsmittel durch die Ruckkopplungsleitung

609 81/4/1105 "²⁵~

ohne Bewegung des Ventilschiebers abgeleitet. Auf der anderen Seite bewegt sich der Steuerschieber schnell ansprechend auf einen plötzlichen wesentlichen Strömungsmittelfluss, der in ihn hineinströmt.

Fig. 6 zeigt das Umschalten der Schieberanordnung des Hauptventiles zurück nach rechts, um die Ausgangsöffnung 124 für den Antrieb und die Eingangsöffnung 122 für den Druck wieder zu verbinden, wenn der Steuerschieber 162 nach oben geschoben wird. Während der ersten Stufen der nach rechts gerichteten Bewegung des Steuerabschnittes für den Ablauf, verschliesst der Steuervorsprung 138 für den Ablauf die Ausnehmungen 114 für den Ablaufeingang, bevor der Anschlag 15o die Fläche des Steuerabschnittes 132 für den Druck berührt, um ihn zu bewegen, so dass er die Ausnehmung 116 für den Druckeingang freilegt. So besteht, wie im Falle der links gerichteten Bewegung der Schieberanordnung eine Lage während der rechts gerichteten Bewegung der Schieberanordriung, in welcher die Ausgangsöffnung 124 für den Antrieb sowohl von der Eingangsöffnung 12o für den Ablauf als auch von der Eingangsöffnung 122 für den Druck isoliert ist. Weil die Eingangsöffnung für den Ablauf 12o zuvor jedoch zur Aufnahme von einem Strom von der Ausgangsöffnung für den Antrieb offen war, kann das plötzliche Schliessen der Eingangsöffnung für den Ablauf zu einem plötzlichen Druckstoss aufgrund der Trägheit der sich bewegenden Masse, d.h. eines Hammerstössels führen, welche den Ablauf bewirkt. Dieser Druckstoss wird leicht durch den Steuerabschnitt aufgenommen, welcher automatisch öffnet und umgekehrten Rückfluss in Richtung der Pumpe aufnimmt, wenn immer der Druck an der Ausgangsöffnung für den Antrieb den Pumpendruck übersteigt. Aus diesem Grunde ist es möglich, sicher hohe hydraulische Drücke zu verwenden, um hohe Trägheitslasten sehr schnell anzutreiben. Bei hydraulisch angetriebenen

6098 14/1105 -26-

Hämmern erlaubt die erfindungsgemässe Ventilanordnung das Umschalten der hydraulischen Kräfte, für die Stösselbewegung des Abwärtshubes ungefähr in der Mitte des Aufwärtshubes des Stössels zu indizieren. Dies erlaubt wiederum maximale Aufprallkraft am unteren Ende des Stösselhubes bei einer gegebenen Masse des Stössels, Hublänge und Antriebsdruck.

Nach dieser Beschreibung der Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele derselben ist es für Fachleute auf dem Gebiet, zu welchem die Erfindung gehört, nach Verständnis der Erfindung klar, dass verschiededene Änderungen und Abwandlungen innerhalb derselben durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie sie in den nachfolgendne Ansprüchen definiert sind.

- 27 -

609814/110B

Claims

Patentansprüche

1.] Hydraulisch angetriebene Hammeranordnung mit einer lydraulischen Kolben- und Zylinderanordnung und einer Einrichtung zur Betätigung derselben, so dass eine hin- und hergehende Realtivbewegung zwischen deren Kolben und Zylinder stattfindet, dadurch gekennzeichnet , dass ein Tragrahmen miteinem stationären Teil der Kolben- und Zylinderanordnung verbunden ist, dass ein massiver Stössel (42) mit einem beweglichen Teil der Kolben-und Zylinderanordnung verbunden ist, dass der massive Stössel durch den Rahmen zur hin- und hergehenden Relativbewegung in demselben geführt ist, dass Einrichtungen zur Bildung äusserer und innerer Hydraulikelemente vorgesehen sind, wobei das innere Hydraulikelement innerhalb des äusseren Hydraulikelementes angeordnet ist, dass eines der Elemente in bezug auf den Rahmen fest angeordnet ist und das andere in bezug auf den Stössel fest angeordent ist, dass das äussere Element mit einer inneren hydraulischen Kammer (5o) ausgebildet ist, die -dem inneren Element zugewandt ist und auf einem ersten hydraulischen Druck gehalten wird, dass eines der Elemente mit einem Vorsprung (46) ausgebildet ist, welcher am anderen Element entlanggleitet und die Kammer von einem Bereich trennt, welcher auf einem zweiten Druck gehalten wird, dass eine Steuerleitung (4o) im anderen Element ausgebildet ist und sich zu dessen Oberfläche öffnet, welche dem Vorsprung zugewandt ist, um sie nacheinander dem ersten und zweiten Druck auszusetzen, wenn der Stössel seine hin- und hergehende Bewegung durchführt, und dass eine hydraulische Schalteinrichtung (12) vorgesehen ist, welche auf die Druckänderungen innerhalb der Steuerleitung ansprucht, um die hydraulische Kolben- und Zylinderanordnung umzuschalten, so dass die hin- und hergehende Bewegung des Stössels herbeigeführt wird.

-28-60981 4/1105

2. Hammeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet / dass die hydraulische Kolben- und Zylinderanordnung eine Differentialancrrdnung ist, bei welcher ein Kolbenelement (2o, 32,34) in das Innere eines Zylinderelementes eingepasst ist und dasselbe in Kammern (5o, 52) mit verschiedenen Querschnittsflächen teilt, dass die kleinere Kammer (5o) immer mit dem ersten hydraulischen Druck beaufschlagt ist und die grössere Kammer (52) zwischen verschiedenen Drücken umschaltbar ist, dass ein die Drücke voneinander trennender Vorsprung (46) an einem der Elemente (42) ausgebildet ist und entlang dem anderen Element (3o, 32, 34) verschiebbar ist, und die kleinere Kammer von einem auf dem zweiten konstanten Druck gehaltenen Bereich trennt.

3. Hammeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Zylinderelement mit dem Stössel (42) zur Bewegung mit demselben verbunden ist, und dass der Vorsprung (46) am Zylinderelement in der Nähe von dessen einem Ende ausgebildet ist.

4. Hammeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Hammeranordnung ein äusseres Gehäuse (14) umfasst, das am Rahmen befestigt ist, innerhalb dessen sich das Zylinderelement bewegt, und dass das Innere des äusseren Gehäuses mit einem Strömungsmittel gefüllt ist, das auf dem zweiten Druck gehalten ist.

5. Hammeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die hydraulische Schalteinrichtung ein hydraulisch umschaltendes Hauptventil (54) mit einer strömungsmittelbetätigten Steuerung (56) umfasst, die mit der Steuerleitung (4o) verbunden ist, dass das Hauptventil ansprechend auf das Vorhandensein des ersten und zweiten

-29-

609814/1105

Druckes am Steuereingang (82) schaltbar ist, um seinen Ausgang mit Quellen des ersten bzw. zweiten Druckes zu verbinden, und dass eine Rückkopplungs leitung -(96) mit gedrosseltem 'Durchfluss zwischen dem Ausgang und dem Steuereingang angeschlossen ist.

6. Hydraulisch angetriebene Hammeranordnung mit einer hydraulischen Kolben- und Zylinderanordnung und einer Einrichtung mit einem hydraulischen Ventil zur Betätigung der Anordnung, um eine hin- und hergehende Relativbewegung zwischen deren Kolben und Zylinder zu verursachen, dadurch gekennzeichnet , dass ein Stützrahmen mit einem stationären Teil der Kolben- und Zylinderanordnung verbunden ist, dass ein massiver Stössel (42) mit einem beweglichen Teil der Kolben- und Zylinderanordnung verbunden ist, dass der massive Stössel durch den Rahmen hin- und herbewegbar relativ zu demselben geführt ist, dass das hydraulisches Ventil eine strömungsmittelbetätigte Steuerung zur Verursachung seines Umschaltens ansprechend auf das Aufbringen eines gegebenen Druckes auf dasselbe "umfasst, dass eine Steuerleitung (4o) mit der Steuerung verbunden ist und sich an einer Oberfläche nach aussen öffnet, welche zusammen mit der Bewegung des Stössels relativ entlang einem Vorsprung (46) in Richtung eines Bereiches des gegebenen Druckes aus einem Bereich des unterschiedlichen Druckes gleitet, und dass eine Rückkopplungsleitung mit beschränktem Durchfluss zwischen einer Quelle der unterschiedlichen Drücke und der Steuerung angeschlossen ist.

7. Hammeranordnung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet , dass die Leitung mit beschränktem Durchfluss eine den Durchfluss durch dieselbe auf einen Betrag beschränkende Einrichtung (98) umfasst, wobei dieser Betrag der Leckmenge des Strömungsmittels durch die Steueröffnung an dem Vorsprung entspricht.

-3o-

6098U/1 105

- 3ο -

8. Hydraulisch angetriebene Hammeranordnung mit einer hydraulischen Kolben- und Zylinderanordnung und einer Einrichtung zur Betätigung der Anordnung, um deren hin- und hergehende Relativbewegung zwischen ihrem Kolben und Zylinder zu verursachen, dadurch gekennzeichnet , dass ein massiver Stössel (42) mit einein beweglichen Teil der Kolben- und Zylinderanordnung verbunden ist, dass der massive Stössel durch einen Rahmen relativ hin- und herbeweglich an demselben geführt ist, dass ein schaltbares Hauptventil zum aufeinanderfolgenden Verbinden einer Kammer (52) der Kolben- und Zylinderanordnung mit Quellen höherer und niedriger Drücke umfasst, um die hin- und hergehende Bewegung zu erzeugen, dass das Hauptventil ein Gehäuse umfasst, das mit einer inneren Hauptventilbohrung (1o4) ausgebildet ist, dass erste und zweite Eingänge von der Quelle höheren bzw. niederen Druckes vorgesehen sind und sich in die innere Bohrung (1o4) an mit Abstand zueinander angeordneten Stellen öffnen, dass ein Ausgang an die Kammer der Kolben- und Zylinderanordnung angeschlossen ist und sich in deren innere Bohrung an einer Stelle zwischen dem ersten und zweiten Eingang öffnet, dass ein erstes Ventilelernent hin- und hergehend in der Bohrung bewegbar ist, um den ersten Eingang abzudecken und freizulegen, dass ein zweites Ventilelement ebenfalls in der Bohrung hin- und herbewegbar ist, um den zweiten Eingang abzudecken und freizulegen, dass ein Anschlag mit Abstand in der Bohrung vorgesehen ist, um die Ventilkörper genügend weit entfernt zu halten, so dass die Ventilkörper den Ausgang nicht abdecken, und dass der zweite Ventilkörper in eine, den Eingang schliessenden Stellung vorgespannt ist und Einrichtungen zum Betätigen des ersten Ventilkörpers vorgesehen sind, um ihn in der Bohrung zurück- und vorzubewegen.

-31-

0 9 8 14/1105

9. Hairimeranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass sie so angeordnet ist, dass sie das Hauptventil (54) veranlasst, die Quelle höheren Druckes mit der Kolben- und Zylinderanordnung während der Abwärtsbewegung des Stössels zu verbinden und wobei die Anordnung eine Einrichtung zur Bewirkung der Bewegung des zweiten Ventilelementes in einen den Eingang schliessende Lage vor dem öffnen des zweiten Eingangs am Ende der Abwärtsbewegung umfasst.

6 0 9 8 14/1 105

Lee

r s e

ite