DE2643483C3 - Hydraulischer Schlagapparat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schlagap parat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem bereits früher vorgeschlagenen hydrauli- »chen Sthlagapparat fließt dann, wenn sich das Steuerventil und der Kolben in ihrer unteren Lage befinden, das Hydraulikmittel von dem unteren Zylinderraum durch den Kanal des Kolbens in den Teil des Stcuerventilraums. der von dem Gehäuse, dem Kolben und dem unteren Ende des Steuerventils begren/t ist. Dabei "erschiebt sich das Steuerventil in »eine obere Lage, und der genannte Teil des Steuerventilraums wird mil Hydraulikmittel gefüllt. Wenn sich der Kolben weit genut nach oben bewegt. Cffnci sich der aus dem unier dem Steuerventil befindlichen Raum führende Auslaßkanal, wobei das Steuerventil beginnt, sich abwärts zu bewegen und dabei die Druckflüssigkeit vor sich her aus dem genannten Raum in den Aiislaßkanal zu verdrängen. Dieses in den Aiislaßkanal eintretende Hydraulikmittel wird nicht mehr nutzbringend zum Antrieb des Apparates Verwendet, sondern gehl verloren. Dadurch ergibt sich für diese vorgeschlagene Konstruktion dann ein wesentlicher Nachteil, wenn mit relativ großen Hydraulikmittelverlusten gerechnet werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, den Schlagapparat der genannten Art so auszubilden, daß die Menge des zur Bewegung des Steuerventils in Richtung nach hinten benötigten Hydraulikmittels und dementsprechend auch die sonst als verloren anzusehende Menge erheblich vermindert wird, ohne daß dadurch die Funktionsweise des Steuerventils beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs auf vorteilhafte Weise gelöst
Da der von der vorderen Stirnfläche des Stmierteils und der hülsenförmigen Verlängerung begrenzte Teil des das Steuerventil aufnehmenden Raumes kleiner ist als der von der vorderen Stirnfläche des Steuerventils und dem einen Kolbenflansch begrenzte Teil des Steuerventilsraums bei der älteren Konstruktion, ist auch die während der Bewegung des Steuerventils von der rückwärtigen in die vordere Lage ausströmende Hydraulikmitielmenge kleiner, so daß im Vergleich zu der bereits früher vorgeschlagenen Konstruktion eine Einsparung an Hydraulikmittelmenge von etwa 10% erreicht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeiciinung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Schlagapparat im Längsschnitt, wobei der Kolben am Ende eines Arbeitsschlages dargestellt ist.

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

Ein Kolben, dessen Referen/nummer 27 ist und der einen Schaft 5, einen Flansch 4 und eine Verlängerung 18 aufweist, ist hin- und herbeweglich in einem Zylinderraum eines Gehäuses 1 untergebracht, welcher Raum aus einem Zylinderraum vor dem Flansch 4, d. h. einem vorderen Raum 8, und einem Zylinderraum rückwärts des Flansches 4. d. h. einem rückwärtigen Raum 10, besteht. Während der Kolben 27 sich hin- und herbewegt, schlägt er gegen ein Werkzeug 2. Wenn das Werkzeug 2 nicht da ist, wird der Kolben 27 in einem Dämpferraum 21 angehalten, de» der Flansch 4 in seiner äußersten Lage schließt, wobei der iJiuck im Dämpferraum hoch genug ist. um die Bewegung des Kolbens anzuhalten. Ein für die Verlängerung 18 vorgesehener Zylinderraum 17 verbindet über einen Kanal 26 den hinteren Raum 10 mit einem Einlaßkanal 9, wenn sich der Kolben 27 seinem hinteren Wendepunkt nähert.

Der .Schlagapparat ist von einem Spülrohr 23 durchzogen, das Spülmittel in eine im Werkzeug 2 befindliche Bohrung leitet. Ein Druckschlauch, der dem Apparat Druckflüssigkeit zufuhrt, kann an eine Ver-

5fi schraubung 24 und ein Auslaßschlauch entsprechend an eine Verschraubung 25 angeschlossen werden. An der Verschraubung 24 fängt im Gehäuse 1 des Schlagapparates der Einlaßkanal 9 an, der zu dem vorderen Raum 8 und dem hinteren Raum 10 sowie zu einem Druckakkumulator 19 führt. Zweck des Akkumulators ist es. die Strömungsmengen und Druckabweichungen auszugleichen. Der Einlaßkanal 9 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem vorderen Raum 8 und über ein Sieuerventil 34 und einen Zylinderraum 17 der Verlängerung 18 und dem Kanal 26 mit dem hinleren Raum 10, Im Kolben 27 ist die ständig unter Druck liegende Unterfläche des Flansches kleiner bemessen als die Oberfläche. Wenn Druckflüssigkeit in den hinteren Raum 10 fließt, bewegt sich der Kolben 27 nach vorn. Wenn der hintere Raum 10 zu einem Auslaß offen ist, bewegt sich der Kolben 27 nach hintern

Das hüisenförmige Steuerventil, dessen Referenz^ nummer 34 ist, bewegt sich in einem Raum, der sich in

dem Gehäuse 1 unmittelbar neben den Teilen der Zylinderräume 8,10 befindet, in denen sich der Flansch 4 des Kolbens 27 bewegt. Zu dem Steuerventil 34 gehören ein Steuerteil 35 und eine an dessen vorderem Ende fest angeschlossene hülsenförmige Verlängerung 36. Der Innendurchmesser der hülsenförmigen Verlängerung 36 entspricht dem Innendurchmesser des Steuerteils 35, aber ihr Außendurchmesser ist kleiner als der Außendurchmesser des vorderen Endes des Steuerteils 35. Dabei besteht die einem Druck ausgesetzte Fläche des vorderen Endes des Steuerteils 35 aus einer ringförmigen vorderen Fläche 44, deren Innendurchmesser ebensogroß ist wie der Außendurchmesser dei hülsenförmigen Verlängerung 36 und deren Außendurchmesser ebensogroß ist wie der Außendurchmesser des vorderen Endes des Steuerteils 35. Ein Raum 37 des Steuerteils 35 des Steuerventils 34 und der vordere Raum 8 befinden sich in dem Gehäuse 1, so daß zwischen ihnen eine Enge 38 bleibt. Die zylindrische Außenfläche 41 der hülsenförmigen Verlängerung 36 des Steuerventils gleitet an der zylindrischen Innenfläche 42 der Enge 38 entlang. Die hülsenförmige Verlängerung 36 ist so lang, daß sie unabhängig von der Lage des Steuerventils 34 immer mit der zylindrischen Innenfläche 42 der Enge 38 in Berührung ist.

Die Zusammenarbeit des Steuerventils 34 und des Kolbens 27 funktioniert prinzipiell gleich wie bei dem genannten älteren Schlagapparat.

Um es möglich zu machen, daß, wenn der Kolben 27 in seiner vorderen Lage oder danach ist, die Druckflüssigkeit in den Teil des Raums 37 des Steuerteils des Steuerventils fließen kann, der von dem Gehäuse 1. der vorderen Fläche 44 des Steuerteils und der hülsenförmigen Verlängerung 36 begrenzt ist. sind in der Verlängerung 36 Öffnungen 40 ausgeformt worden. Zu demselben Zweck ist in dem flansch 4 des Kolbens ein Kanal 43 ausgeformt worden, der ringförmig ist, damit die Druckflüssigkeit aus dem vorderen Raum 8 dem Kanal 43 entlang durch die Öffnungen ^O in den Raum 37 fließen kann, wenn der Kolben 27 in seiner vorderen Lage ist. und unabhängig davon, daß der Kolben 27 sich frei um seine Längsachse drehen kann. Wenn die vordere Fläche 44 des Steuerteils auf die oben erklärte Weise einem vollen Netzdruck ausgesetzt wird, der zugleich natürlich auch auf die vordere Fläche 39 drr hülsenförmigen Verlängerung wirkt, bewegt sich das Steuerventil 34 nach hinten, weil das gesamte Areal der vorderen Flächen 39 und 44 größer ist als das Areal 12 der hinteren Fläche des Stev^rteils. Wenn das Steuerventil

34 weif genug hinten ist, wie in Fig. 1. kann die Flüssigkeit aus dem hinteren Raum 10 durch die Öffnung 15 in dem Steuerventil 34 und den Auslaßkanal Hain den Ausströmungskanal 3 fließen. Gleichfalls sind die Öffnungen 16 zum Auslaßkanal Ungeöffnet.

Fig. I stellt eine Situation dar, wo der Kolben nach Aufschlagen auf das Werkzeug seine Kehrbewegung beginnt. Das Steuerventil 34 ist in seiner hintersten Lage im Dämpfer 20 angehalten. Die Druckverbindung zwischen dem Einlaßkanal 9 und dem hinteren Raum 10 ist vollständig unterbrochen, während die Verbindung zu dem Ausslrömungskanal 3 durdh die Öffnung 15 und den Auslaßkanal 11a offen ist. Der Druck in dem vorderen Raum 8 wirkt auf den Kolben 27 und verschiebt ihn nach hinten. Der Raum 37 des Steuerteils

35 des Steuerventils steht über die Kanäle 43 in dem Flansch 4 des Kolbens mit dem vorderen Raum 8 in Verbindung.

Anfangs beschleunigt sich die Geschwindigkeit der Kehrbewegung des Kolbens, wenn die Flüssigkeit durch den Kanal 15 und den Auslaßkanal 11a aas dem hintert-n Raum 10 in den Auslaßkanal 3 nießu Die Beschleunigung nimmt ab, und schließlich wird die Bewegung des Kolbens langsamer, wenn eine hintere Kante 29 des Flansches 4 des Kolbens die Strömung in die Öffnung 15 zu drosseln anfängt, wobei der Druck in dem hinteren Raum 10 zu steigen anfängt. Ein Teil 33 der Verlängerung 18 des Kolbens öffnet die Verbindung von dem hinteren Raum 10 zum Einlaßkanal 9 durch den Kanal 26, wenn eine vordere Kante 30 des Teils 33 der Verlängerung eine vordere Kante 32 des Kanals 26 erreicht. Damit der Druck im hinteren Raum 10 den durchschnittlichen Druck auf der Druckseite des Schlagapparates nicht weit übersteigt, geschieht dies schon ein wenig, bevor der Flansch 4 des Kolbens die Verbindung zum Kanal 15 vollständig unterbricht, welches geschieht, wenn eine hintere Kante 29 des Flansches 4 des Kolbens eine hintere Kante 31 der öffnung 15 erreicht.

Wenn die Öffnung 15 geschlossen »vird, hört der Auslaß zum Auslaßkanal Ha auf, und der Kolben 27 bewegt sich weiter mit abnehmender Geschwindigkeit Die Flüssigkeit, die der Schlagkolben während seiner Bewe^ng beseitigt, strömt durch den Kanal 26 in den Einlaßkanal 9 und wird in dem Akkumulator 19 gespeichert.

Das Steuerventil 34 fängt an, vor seiner hinteren in seine vordere Lage sich dann zu bewegen, wenn der Kolben sich so weit nach hinten bewegt hat. daß die Druckflüssigkeit von dem Raum 37 vorwärts der vorderen Fläche 44 durch die öffnungen 40. den Kanal 43 und die Öffnungen 16 in dem Steuerteil in den Auslaßkanal Mb fließen kann. Die Bewegung des Steuerventils nach vorn auf die oben erkläne Weise ist möglich, weil das ununterbrochen dem vollen Druck ausgesetzte Areal der vorderen Hache 39 der hülsenförmigen Verlängerung kleiner ist ais das ebenfalls ununterbrochen dem vollen Druck ausgesetzte Areal des hinteren Endes 12 des Steuerteils. Wenn das Steuerventil 34 in seiner vorderen Lage ist. unterbricht es die Verbindung /wischen den Öffnungen 15 und dem Auslaßkanal 11a und zwischen den Öffnungen 16 und dem Auslaßkanal 116.

In F1 g. 2 steht der Kolben 27 im Begriff, seinen Arbeitsschlag anzufangen. Der hintere Raum 10 wird von dem Einlaßkanal 9 durch den Kanal 26 und den Zylinderraum 17 der Kolbenverlängerung und durch die von dem Steuerventil 34 geöffnete ringförmige Öffnung mit der Druckflüssigkeit gefüllt. Wenn der Kolben sich weit genug nach vorn bewegt hat. unterbricht de vordere Kante 30 des Teils 33 der Kolbenverlängerung ^8 Cie Verbindung von dem Einlaßkanal 9 über den Kanal 26 zu dem hinteren Raum 10. Das Steuerventil 34 ist in seiner vorderen Lage von dem Dämpfer angehalten worden. Während der Kolben 27 sich nach vorn bewegt, öffnet er kurz vor dem Schlag die Verbindung von dem vorderen Raum 8 zu dem Raum 37 des Steuerteils des Steuerventils vorwärts der vorderen Fläche 44 durch die Kanäle 43 und die öffnungen 40. Der Druck rückwärts der vorderen Fläche 44 des Steuerteils 35 steigt lind treibt das Steuerventil 34 nach hinten. Das Steuerventil 34 unterbricht die Verbindung zwischen dem Einlrßkanal 9 und dem hinteren Raum 10, und die öffnung 15 wird zum Auslaßkanal 11a geöffnet. Das Steuerventil 34 wird irrt Dämpfer 20 in der in F i g. 1 dargestellten Lage angehalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulischer Schlagapparat, insbesondere für Bohrhämmer, mit einem Gehäuse, in welches ein Werkzeug einsetzbar und in dem ein Zylinderraum ausgebildet ist, in welchem ein mit einem Flansch versehener Kolben hin- und herbeweglich ist, dem konzentrisch eine die Kolbenbewegung steuernde, mit einem Steuerteil und einer rückwärtigen, hülsenförmigen Verlängerung versehene Ventilhülse umgibt, deren Arbeitsbereich den Längsbewegungsbereieh des Kolbenflansches überschneidet, wobei die vordere Zylinderkammer von dem das Steuerventil aufnehmenden Raum durch eine in der Zylinderwand ausgebildete Verengung abgetrennt und ein Längskanal im Flanschbereich des Kolbens vorgesehen ist, durch den im Bereich der vorderen Totpunktstellung des Kolbens eine Verbindung zwischen der vorderen Zylinderkammer und dem das Steuerventil aufnehmenden Raum herstellbar ist, die im Bereich der hinteren Totpunktstellung des Kolbens durch den Kolbenflansch unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (35) des Steuerventils (34) vorderseitig gleichfalls mit einer hülsenförmigen Verlängerung (36) versehen ist, deren Stirnfläche (39) kleiner ist als die Stirnfläche (12) der rückwärtigen Verlängerung des Steuerteils (35), deren Außenfläche (41) in allen Stellungen des Steuerventils (34) mit der Innenfläche (42) der Verengung (38) in Kontakt gehalten ist und die radiale Öffnungen (40) aufweist, durch welche im Bereich der .orderen Totpunktstellung des Kolbens (27) die vordere Zylin'ierkamer (8) mit dem Teil des das Steuerventil (34) iufnehmenden Raumes (37) in Verbindung sei/bar ist. •welcher von der Innenwand des Gehäuses (1), der vorderseitigen Verlängerung (36) und der vorderen Stirnfläche (44) des Steuerteils (35) begrenzt ist.