DE2637515A1

DE2637515A1 - Hydraulische antriebsvorrichtung fuer ein schlagwerkzeug

Info

Publication number: DE2637515A1
Application number: DE19762637515
Authority: DE
Inventors: Heinrich Manten
Original assignee: Salzgitter Maschinen AG
Current assignee: Salzgitter Maschinen AG
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1978-02-23
Also published as: FR2361978A1; SU695578A3; PL108372B1; GB1538637A; FR2361978B1; PL200364A1

Description

DIPL-ING. HORSTRCfSE DIPL-iNG. PETER KOSEL

3353 Bad Gandershelin, 19. August 1976 Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842 Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm

Salzgitter Maschinen ^UnsereAkten"^Nr· ¹774/764

Aktiengesellschaft

Gesuch, vom 19. August 1976

Salzgitter Maschinen Aktiengesellschaft Windmühlenbergstr. 20-22

3320 Salzgitter 51

Hydraulische Antriebsvorrichtung für ein Schlagwerkz eug

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebsvorrichtung für ein schlagend arbeitendes Werkzeug, mit einem in einem Arbeitszylinder verschiebbaren Arbeitskolben und

einem in einem Steuerzylinder verschiebbaren Steuerschieber, wobei der Arbeitskolben zwei Arbeitsflächen unterschiedlicher Größe aufweist, von denen die kleinere ständig und die größere durch den Steuerschieber steuerbar mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, und wobei der Steuerschieber zwei Steuerflächen unterschiedlicher Größe aufweist, von denen die kleinere ständig und die größere in Abhängigkeit von der Bewegung des Arbeitskolbens steuerbar mit der Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist.

Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung dieser Art (DT-AS 1758 738) verläuft die Längsachse des Steuerzylinders

Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad eandarshalm, Klo.-Nr.22.11S.97« · PoitoehecMtonto: Hannover 86718 ■

parallel zu der Längsachse des Arbeitszylinders. Der Arbeitskolben weist einen Endschaft nicht auf, was sich nachteilig auf die radiale Führung des Arbeitskolbens auswirkt. Ferner muß der Arbeitskolben von verhältnismäßig geringem Durchmesser sein, um die durch seine dem Schlagende gegenüberliegende gesamte Stirnfläche gebildete größere steuerbare Arbeitsfläche nicht zu groß werden zu lassen. Das kann zu Verkantungen des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder führen. Die bekannte hydraulische Umsteuerung des Arbeitskolbens kann offenbar den rücklaufenden Arbeitskolben nicht abfangen, so daß in einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung ein zusätzlichen Aufwand bedingender Stoßfänger vorgesehen ist. Die· Steuerflächen des bekannten Steuerschiebers werden jeweils durch ein in dem Gehäuse mit Dichtpassung geführtes Stiftpaar gebildet. Diese Bauart ist aufwendig und störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Antriebsvorrichtung und ihre Steuerung zu vereinfachen und funktionsicherer zu gestalten.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß sich von einem einem Schlagende des Arbeitskolbens gegenüberliegenden rückwärtigen Ende des Arbeitskolbens ein mit dem Arbeitskolben fest verbündender, in einem Schaftzylinder verschiebbarer Endschaft von geringerer Querschnitt; fläche als der Arbeitskolben koaxial mit dem Arbeitskolben

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erstreckt, daß eine Steuernut des Arbeitskolbens

ständig über einen Steuerkanal

mit der größeren Steuerfläche des Steuerschiebers verbunden ist und gegen Ende des Rückhubes des Arbeitskolbens über eine Steuerkante der Steuernut mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, daß die Steuernut durch eine Steuerkante der Steuernut gegen Ende des Arbeitshubes des Arbeitskolbens mit einem Rücklaufkanal verbindbar ist, daß eine Arbeitsnut des Steuerschiebers über einen Arbeitskanal ständig mit der steuerbar beaufschlagbaren größeren Arbeitsfläche des Arbeitskolbens verbunden ist, und daß die Arbeitsnut in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Steuerschiebers wahlweise mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar oder mit einem Rücklaufkanal verbindbar ist. Diese Bauweise kommtmit verhältnismäßig wenig Einzelteilen und Leitungen aus und ist deshalb einfach herzustellen und gegebenenfalls zu reparieren. Ein Stoßfänger für den Arbeitskolben ist nicht erforderlich, da die hydraulische Steuerung ein sicheres Abfangen des rücklaufenden Arbeitskolbens gestattet. Die Steuerwege von der Steuernut zum Steuerschieber sind verhältnismäßig kurz zu halten. Dadurch werden hohe Schlagzahlen und kurze Steuerzeiten begünstigt und somit die Leistung der Antriebsvorrichtung gesteigert.

Wach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Arbeitskolben in der ITähe seines Schlagendes und an dem

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Endschaft in radialer Richtung geführt. Dadurch ist ein möglich großer Abstand zwischen den beiden radialen Führungen und eine entsprechend große Sicherheit gegen Verkantung des Arbeitskolbens in seinem Arbeitszylinder geschaffen. Vorteilhafterweise ist im Bereich dieser radialen Führungen außerdem jeweils eine Abdichtung gegenüber dem zugehörigen Zylinder vorgenommen. Der Bndschaft gestattet ea, die größere steuerbare Arbeitsfläche des Arbeitskolbens in vorteilhafter Weise als Ringfläehe auszubilden. Zweckmäßigerweise ist eine die Druckflüssigkeit liefernde Druckflüssigkeitsleitung mit wenigstens einem Druckspeicher verbunden." Diese Druckspeicher gestatten eine Glättung des Druckverlaufs der Druckflüssigkeit und dienen zur weiteren Leistungssteigerung als Energiespeicher für Verbrauchsspitzenphasen innerhalb des Arbeitszyklus.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Steuernut zwischen dem Schlagende und der dem Schlagende näher gelegenen der beiden Arbeitsflächen des Arbeitskolbens angeordnet. Die Steuernut beeinträchtigt hier die einwandfreie Führung des Arbeitskolbens in keiner Weise. Der Steuerzylinder kann in geeigneter beliebiger Weise relativ zu dem Arbeitszylinder angeordnet sein, z.B. parallel zu ihm liegen. .

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weisen das Werkzeug» der Arbeitskolben und der Endschaft miteinander fluchtende axiale Durchbrechungen auf, wobei ein gegenüber einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung abgedichtet festgelegtes, von außen mit einem Spülmittel beschickbares Spülroh: durch die Durchbrechungen des Endschaftes und des Arbeitskolbens hindurch geführt ist und in die Durchbrechung des Werkzeugs hinein ragt und mit einer Ringdichtung gegenüber einer Innenwand dieser Durchbrechung abgedichtet ist. Das Spülmittel wird in an sich bekannter Weise den Schneiden des Werkzeugs, z.B. eines Schlagbohrwerkzeugs, zentral zugeführt. Dies erleichtert eine schlanke Bauweise der Antriebs-Vorrichtung. fl 0980-8 / Q 4 0-3 :

Bei dem Spülmittel kann es sich um Spülluft oder Spülflüssigkeit oder auch aus Gemischen aus "beiden handeln.

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-frill den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Fig. 2 schließt sich rechts an Fig. 1 an. Die Fig.- 1 und 2 stellen einen axialen längs schnitt durch eine Antriebsvorrichtung dar_s wobei die einzelnen Teile jeweils oberhalb der Mittellinie in einer Endstellung und unterhalb der Mittellinie in der anderen Endstellung gezeichnet sind. '

In den Fig. 1 und 2 ist ein Teil einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 10 mit einem Gehäuse 13 gezeigt. In das Gehäuse 13 ist gemäß Fig. 1 links 'eine Flanschhülse 15 eingesetzt, auf deren linkes Ende ein Kopfstück 17 aufgesetzt ist. Kopfstück 17 und Gehäuse 13 sind mittels durchgehender Schrauben 19 (Fig. 2) in axialer Richtung gegeneinander gespannt.

In dem Kopfstück 17 ist über eine lagerbuchse 20 ein durch ein Ritzel 21 drehend antreibbares Zahnrad 23

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gelagert, das über eine nicht dargestellte Kupplung ein darin eingestecktes Einsteckende 25 eines Werkzeugs drehend mitnimmt. Das Einsteckende 25 weist eine Durchbrechung 2? auf, in die das eine Ende eines Spülrohres 29 hineinragt und mit einer Ringdichtung 30 gegenüber einer Innenwand der Durchbrechung 27 abgedichtet ist.

In dem Gehäuse 13 ist ein Arbeitszylinder 33 angeordnet, der außer der Flanschhülse 15 noch zwei weitere axial auf einander^ ο Ig. ende Hülsen 35 und 36 aufweist. An dem in Fig. 2 rechten Ende ist ein Schraubstopfen 39 in das Gehäuse 13 eingeschraubt, der an dem sternseitigem rechten Ende der Hülse 36 anliegt und eine Ausnehmung 40 zur Aufnahme des freien Endes eines Enfcchaftes 41 aufweist. Der Endschaft 41 ist mit einem in dem Arbeitszylinder 33 bewegbaren Arbeitskolben 43 verbunden, der an seinem in Jig. 1 linken Ende ein mit dem Einsteckende 25 periodisch in Berührung tretendes Schlagende 45 aufweist.

Die Planschhülse 15 und die Hülse 35 weisen jeweils in Pig. 1 einen Pilzring 47 und 48 auf- In axialer Richtung folgen in der Hülse 35 auf den Pilzring 48 eine Ringdichtung 49, eine Leckflüssigkeitsnut 50, eine weitere Ringdichtung 511 ein z.B. aus Polytetrafluoräthylen bestehender Führungsring 52, eine Rücklaufnut 53 und eine Nut 55. Die Leckflüssigkeitsnut 50 ist mit einem Rücklaufkanal 57 und die Rücklaufnut 53 mit einem Rücklaufkanal verbunden.

Eine Steuernut 60 des Arbeitskolbens 43 ist über einen Steuerkanal 63 ständig mit einer größeren Steuerfläche 65 eines Steuerschiebers 67 verbunden. Die Steuernut 60 weist Steuerkanten 69 und 70 auf.

In der Hülse 36 sind in Jig. 2 von links nach rechts eine Nut 73» eine Ringdichtung 75, eine Arbeitsnut 77, ein Führungsring 79» eine Ringdichtung 80, eine Leckflüssigkeit snut 81, eine Ringdichtung 83 und ein Filzring 84 angeordnet.

Die Nut 73 ist mit einer Druckflüssigkeitäeitung verbunden und die Leckflüssigkeitsnut 81 mit einem Rücklaufkanal 89.

Der in Fig. 2 rechte Endkeil der Hülse 36 stellt einen Schaftzylinder 90 für den Endschaft 41 dar. In dem Schaftzylinder 90 sind die zuvor erwähnten Elemente 79 bis 84 angeordnet.

Der Arbeitskolben 43 ist mit einer axialen Durchbrechung 93» der Endschaft 41 mit einer Durchbrechung und eine Stirnwand 95 des Schraubstopfens. 39 mit einer Durchbrechung 97 versehen. Durch die Durchbrechungen 93» 94 und 97 ist das Spülrohr 29 berührungsfrei hindurchgesteckt. Das in Fig. 2 rechte Ende 99 des Spülrohres 29 ist konisch erweitert und in einer komplementär konischen Erweiterung der Durchbrechung 97 unter der

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Zwischenschaltung einer Ringdichtung 100 durch einen nicht eingezeichneten Gewindenippel axial festgelegt, durch den hindurch Spülmittel in das Spülrohr 29 eingeleitet wird.

Der Steuerschieber 67 ist von einem Schlußstück 103, einem als Hülse ausgebildeten Steuerzylinder 105, einer in den Steuerzylinder 105 teilweise eingesetzten Lagerbuchse 107 und einem stirnseitigem Schraubstopfen 109 umgeben, die_valle innerhalb einer Bohrung 110 des Gehäuses 13 angeordnet sind. Eine Längsachse 113 des Steuerschiebers 67 verläuft parallel zu einer Längsachse 114 des Arbeitskolbens 43 und des Schaftendes 41.

Der Steuerschieber 67 weist eine axiale Durchbrechung 115 auf, die über Bohrungen 117 und 118 in dem Schlußstück 103 mit einem Rücklaufkanal 119 verbunden ist.

Der Steuerkanal 63 versorgt eine Nut 121 in dem Steuerzylinder 105 mit Druckflüssigkeit. Der Steuerschieber 67 weist eine Arbeitsnut 125 auf, die über einen Arbeitskanal 127 ständig mit einer steuerbar beaufschlagbaren größeren Arbeitsfläche 129 des Arbeitskolbens 43 in Verbindung steht. Wahlweise tritt die Arbeitsnut 125 außerdem mit der Druckflüssigkeitsleitung 87 oder mit einem Rücklaufkanal 130 in Verbindung. An die Druckflüssigkeitsleitung 87 kann ein in Fig. 2 nicht dargestellter an sich bekannter Druckspeicher angeschlossen werden. Eine kleinere Steuer-

flache 131 des Steuerschiebers 67 liegt ständig an dem Druck der Druckflüssigkeitsleitung 87. Der Rücklaufkanal 11-9 leitet Leckflüssigkeit aus dem Bereich des Steuerschiebers 67 ab. Das Schlußstück 103 und der Schraubstopfen 109 dienen gleichzeitig als stirnseitige Anschläge zur Wegbegrenzung für den Steuerschieber 67.

Ähnlich-wie die kleinere Steuerfläche 131 des Steuerschiebers 67 liegt eine kleinere Arbeitsfläche des Arbeitskolbens 43 ständig an dem Druck der Druckflüssigkeitsleitung 87.

Bei der Punktionsbeschreibung der Antriebsvorrichtung wird begonnen mit dem Auftreffen des Schlagendes 45 des Arbeitskolbens 43 auf das Einsteckende 25, wie dies in den Pig. 1 und 2 oberhalb der Längsachse 114 der Antriebsvorrichtung dargestellt ist. I_n dieser Stellung ist die : kleinere Arbeitsfläche 133 in Pig. 2 durch die Druckflüssigkeitsleitung 87 mit Druckflüssigkeit'beaufschlagt. Die Steuerkante 69 des Arbeitskolbens 43 hat gerade die Steuernut 60 mit dem Rücklaufkanal 58 verbunden, so daß. auch die größere Steuerfläche. 65 des Steuerschiebers 67 in der in Pig. 2 gezeigten Stellung oberhalb der Längsachse über den Steuerkanal 63 und die Nut 55 an diesem Rücklaufkänal 58 liegt. Da gleichzeitig aber die kleinere Steuerfläche 131 ständig mit Druckflüssigkeit beaufschlagt ist, verschiebt sich der Steuerschieber 67 in die Pig. 2 unter-

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halb der Längsachse 113 gezeigte linke Endstellung. Dadurch wird die größere Arbeitsfläche 129 des Arbeitskolbens 43 über den Arbeitskanal 127 und die Arbeitsnut 125 an den Rücklaufkanal 130 gelegt. Da gleichzeitig die kleinere Arbeitsfläche 133 weiterhin an der Druckflüssigkeitsleitung 87 liegt, bewegt sich der Arbeitskolben 43 in die in den Fig. 1 und 2 unterhalb der Längsachse 114 eingezeichnete rechte Endstellung. Sobald dabei die Steuerkante 70 die Verbindung zu der Druckflüssigkeitsleitung 87-hergestellt hat» strömt Druckflüssigkeit durch die Steuernut 60 vorbei an der Steuerkante 69 durch den Steuerkanal 63 und die Fut 121 auf die größere Steuerfläche 65 des Steuerschiebers 67, der dadurch aus seiner^ig. 2 gezeigten linken Endstellung wieder in die in Pig. 2 ebenfalls oberhalb der Längsachse 113 gezeichnete rechte Endstellung geschoben wird. Damit beginnt das Arbeitsspiel von neuem.

Patentanw&H·

Dlpl.-Ing. Horst Rose Dipl.-ing. Peter Kosel

L e e r s β i I e

Claims

DIPL.-ING. HORST ROSE DIPL.-ING. PETER KOSEL 3353 Bad Gandershelm, 19. August 1976 Postfach 129 HohenhSfen 5 Telefon: (05382) 2842 Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm Unsere Akten-Nr. 1774/764 Salzgitter Maschinen Aktiengesellschaft Gesuch vom 19. August 1976 Patentansprüche

1. Hydraulische Antriebsvorrichtung für ein schlagend arbeitendes Werkzeug, mit einem in einem Arbeitszylinder verschiebbaren Arbeitskolben und einem in einem Steuerzylinder verschiebbaren Steuerschieber, wobei der Arbeitskolben zwei Arbeitsflächen unterschiedlicher Größe aufweist, von denen die kleinere ständig und die größere durch den Steuerschieber steuerbar mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, und wobei der Steuerschieber zwei Steuerflächen unterschiedlicher Größe aufweist, von denen die kleinere ständig und die größere in Abhängigkeit von der Bewegung des Arbeitskolbens steuerbar mit der Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich von einem einem Schlagende (45) des Arbeitskolbens (43) gegenüberliegenden rückwärtigen Ende des Arbeitskolbens (43) ein mit dem Arbeitskolben (43) fest verbundener, in einem Schaftzylinder (90) verschiebbarer Endschaft (41) von geringerer Querschnittsfläche als der Arbeitskolben (43) koaxial mit dem Arbeitskolben (43) erstreckt, daß eine Steuer-

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Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715 870

nut (60) des Arbeitskolbens (43) ständig über einen Steuerkanal (63) mit der größeren Steuerfläche (65) des Steuerschiebers (67) verbunden ist und gegen Ende des Rückhubes des Arbeitskolbens (43) über eine Steuerkante (70) der Steuernut (60) mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, daß die Steuernut (60) durch eine Steuerkante (69) der Steuernut (60) gegen Ende des Arbeitshubes des Arbeitskolbens (43) mit einem Rücklaufkanal (58) verbindbar ist, daß eine Arbeitsnut (125) des Steuerschiebers (67) über einer Arbeitskanal (127) ständig mit der steuerbar beaufschlagbaren größeren Arbeitsfläche (129) des Arbeitskolbens (43) verbunden ist, und daß die Arbeitsnut (125) in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Steuerschiebers (67) wahlweise mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar oder mit einem Rücklaufkanal (130) verbindbar ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (43) in. der Nahe seines Schlagendes (45) und an dem Endschaft (41) in radialer Richtung geführt (vgl. 52j79) ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuernut (60) zwischen dem Schlagende (45) und der dem Schlagende (45) näher gelegenen der beiden Arbeitsflächen (129»133) des Arbeitskolbens (43) angeordnet ist.

•4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (vgl. 25), der Arbeitskolben (43) und der Endschaft (4I) miteinander

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fluchtende axiale Durchbrechungen (27 j 93 5 94) aufWei sen, und daß ein gegenüber einem Gehäuse (13) der Antriebsvorrichtung ( 10) abgedichtet festgelegtes, von außen mit einem Spülmittel beschickbares Spülrohr (29) durch die Durchbrechungen (94»93) des Endschaftes (41) und des Arbeitskolbens (43) hindurchgeführt ist und in die Durchbrechung (27) des Werkzeugs (vgl.25) hineinragt und mit einer Ringdichtung (30) gegenüber einer Innenwand diese Durchbrechung (2?) abgedichtet ist.

P ar t e nt * π W S I S β

Dipl.-ίπ;. Horst Rose Dipl.-lny. Peter KoβeI