DE2648389A1

DE2648389A1 - Schlagvorrichtung

Info

Publication number: DE2648389A1
Application number: DE19762648389
Authority: DE
Inventors: Roger Montabert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-04
Filing date: 1976-10-26
Publication date: 1977-05-05
Also published as: US4109734A; GB1531065A; CA1037798A; AU1924076A; ATA798876A; AT349409B; FI763159A; FR2330507A1; NO763642L; IT1063456B; JPS5282602A; ES453380A1; CH596963A5; NO142891C; SE411781B; AU510181B2; BE847725A; SE7611836L; ZA766532B; NO142891B

Description

25. Oktober 1976

D 54o9 - rega

Roger Montabert, Bron, Rhone (Frankreich)

Schlagvorrichtung

Die Erfindung "betrifft eine Schlagvorrichtung, die eine Schlagmasse enthält, die aus einem einer hin und her gehenden Bewegung unterworfenen doppeltwirkenden Kolben besteht, der auf ein Werkzeug einwirkt, das die Aufgabe hat, die im Augenblick des Schlages in der Schlagmasse enthaltene kinetische Energie weiterzugeb.en bis zu dem Punkt, an dem diese Energie durch eine Stoß- oder Schlagwelle nutzbar gemacht werden wird.

Die Vorrichtungen, die den Schlag als Mittel verwenden, um eine Arbeit auszuführen, die eine starke momentane Energiekonzentration verlangt, enthalten im allgemeinen eine Schlagmasse, die meistens durch einen doppeltwirkenden Kolben gebildet wird, dem eine hin und her gehende Bewegung erteilt wird, und. ein Werkzeug, das die Aufgabe hat, die im Augen-

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Λ.

blick des Schlages oder Stoßes in der Schlagmasse enthaltene kinetische Energie weiterzugeben, bis zu dem Punkt, in dem diese Energie verwendet wird, wobei als Mittel eine Schlag- oder Stoßwelle vorgesehen ist.

Bei normalem Betrieb wird das außerhalb der Vorrichtung befindliche freie Ende des Werkzeugs in Berührung mit dem zu bearbeitenden Material gehalten, derart, daß die Übertragung der Energie sich unter den besten Bedingungen hinsichtlich des Wirkungsgrades abspielt.

Fach dem Ablauf der Schlagarbeit kann man sich in der Lage befinden, daß man eine eine gewisse Schwierigkeit mit sich bringende, das Zurückziehen des Werkzeugs bewirkende Arbeitssequenz ausführen muß. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn man einen Minenschacht oder -stollen mit einer gewissen Tiefe bohren muß oder wenn ein ein für Abbrucharbeiten dienendes Werkzeug in ein Material mit hoher Nachgiebigkeit bzw. Elastizität eindringt. In diesem Falle wäre es dienlich, wenn man weiterhin in das einer Rückzugkraft unterworfene Werkzeug die vorhergehend zum Zerschlagen des Materials verwendeten Schlag- oder Stoßwellenzüge einleiten könnte. Ihre neue Aufgabe würde dann darin bestehen, den Rückzug des Werkzeugs zu erleichtern.

Leider wäre in diesem Falle das erste durch diesen Hindurchgang der Schlag- oder Stoßwellen betroffene Stück das Maschinen-

teil, das den Hückzug des Werkzeugs sicherstellt, und wenn nicht besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden wurden, würde dieses Maschinenteil zerstört werden und in vielen Fällen zusammen hiermit ein Teil der Maschine. Außerdem ist bei den konventionellen Maschinen und Vorrichtungen ein Zwischenraum vorgesehen, um das Werkzeug von der Schlagmasse xfährend der Rückzugssequenz ausreichend weit zu entfernen, derart, daß in der zusätzlichen Bahn des Schlagkolbens eine Dämpfvorrichtung vorgesehen wird, die unter dem Namen "dash-pot" (etwa mit Stoßdämpfer zu übersetzen) bekannt ist, und die kinetische Energie des Kolbens aufnimmt.

Die vorliegende Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, eine mit der Schlagvorrichtung zusammengefaßte oder integrierte Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, die Schlag- und Stoßwellenzüge während der Arbeitsfolge beim Zurückziehen des Werkzeugs durch das Werkzeug hindurchzuleiten, ohne daß riskiert wird, die dieses Zurückziehen sicherstellenden Maschinenteile durch Ermüdung zu zerstören.

Zu dem oben genannten Zweck ist gemäß der Erfindung bei der neuen Anordnung vorgesehen, daß das Werkzeug in der Vorrichtung durch einen von ihm durchdrungenen Kolben gehalten wird, der in einem mit dem Vorrichtungskörper fest verbundenen Gehäuse gleiten kann und der eine an der der Schlagmasse abgewandten Seite vorgesehene Fläche besitzt, die mit dem zugeordneten

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•G.

Ende des Gehäuses eine fiingkammer "bildet, die einerseits mit einer Quelle von inkompressiblem, unter Druck stehendem Medium über eine ein Rückschlagventil enthaltende Leitung und andererseits mit einem Aufnahmebehälter über eine ein einstellbares Auslaßventil enthaltende Leitung verbunden ist.

Vorteilhafterweise kann z.B. die Anordnung so getroffen sein, daß das Gehäuse, das den zur Halterung des Werkzeugs dienenden Kolben enthält, zwei koaxiale Bohrungen besitzt, von denen diejenige mit dem kleineren Durchmesser sich an der Seite des äußeren freien Endes des Gehäuses befindet, daß der vom Werkzeug durchdrungene Kolben zwei Partien mit Durchmessern besitzt, die denjenigen der zugeordneten Bohrungen im Gehäuse entsprechen, und daß die das Druckmedium enthaltende Ringkammer von den zur Verbindung der Zonen mit verschiedenen Durchmessern oder zur Herstellung des Übergangs zwischen diesen Zonen dienenden Flächen des Kolbens und des Gehäuses begrenzt wird.

Sobald die Schlagmasse zur Wirkung gebracht wird, wird jeder Schlag oder Stoß im Werkzeug eine Schlag- oder Stoßwelle erzeugen, die sich in einen Zwang zur Kompression ("contrainte de compression") und in eine Verschiebung oder Verstellung infolge der Verformung des Materials unter der Wirkung dieser Beeinflussung bzw. dieses Zwanges umwandelt. Diese Verstellung oder Verschiebung wird eine Verstellung des Kolbens in gleicher Größenordnung mit sich bringen.

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Die obige Verstellung oder Verschiebung des Kolbens zwingt einen Teil des die Kammer füllenden inkompressiblen Mediums, zum Aufnahmebehälter hin durch das eingestellte Auslaßventil abzufließen. Dieses Phänomen hat zur Folge, daß das Medium laminiert wird und ein wichtiger Teil der Energie, die in Form von Schlag- oder Stoßwellen dem Werkzeug mitgeteilt wird, in Wärme umgewandelt wird. Nach dem Abfließen einer bestimmten Menge des Fluids wird die Kingkammer erneut durch das Eintreffen von inkompressiblem, nicht laminiertem und nicht erwärmtem Hochdruckmedium während des zwischen zwei Schlägen oder Stoßen ablaufenden Zeitraums gefüllt.

Eine solche Anordnung hat zur Folge, daß die auf das Gehäuse einwirkenden Kräfte auf Werte herabgesetzt werden, die ausreichend schwach sind, damit sie unbegrenzt von der Vorrichtung aufgenommen werden können.

Anhand der einzigen Figur der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung beschrieben. In dieser Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlagvorrichtung in einem Längsschnitt in dem Augenblick gezeigt, in dem der Schlaghammer/dem Werkzeugkopf anliegt.

Die in der Zeichnung dargestellte Maschine enthält im Inneren eines Körpers 1 einen Zylinder 2, in dem ein Schlagkolben 3 sich hin und her bewegen kann. Das Werkzeug 4· wird in dem Ge-

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häuse 5 gehalten, das die Maschine durch, einen Ausgleichoder Differentialkolben 6 verlängert. Dieser Kolben 6 kann

im
in zwei/Gehäuse 5> vorgesehenen koaxialen Bohrungen 7 und 8 gleiten. Es ist zu bemerken, daS die Bohrung 8, die an der Seite des äußeren freien Endes des Gehäuses 5 angeordnet ist, einen kleineren Querschnitt hat als die Bohrung 7. Der Kolben enthält demgemäß zwei Teile, d.h. einen !Teil 6a, dessen Querschnitt demjenigen der Bohrung 7 entspricht, und einen Teil 6b, der der Bohrung 8 entspricht. Die Flächen 1o und 11 gehören zum Kolben 6 bzw. zum Gehäuse 5 und dienen der Verbindung der Zonen mit verschiedenem Querschnitt,(zum Übergang zwischen diesen Zonen) wobei sie eine ringförmige Kammer 9 begrenzen, die mit einem unter Druck stehenden Fluid oder Medium gefüllt ist. Diese ringförmige Kammer 9 ist über eine Leitung 12 mit einer Quelle 15 eines unter Druck stehenden Fluids verbunden, wobei in der Leitung 12 ein Rückschlagventil 14- und eine den Durchfluß begrenzende Öffnung 15 vorgesehen sind. Die ringförmige Kammer 9 ist andererseits durch eine Leitung 16 mit einem Aufnahmebehälter 17 verbunden, wobei ein einstellbares Auslassventil 18 und eine den Durchfluß begrenzende öffnung 19 in der Leitung vorgesehen sind.

Die Maschine arbeitet während der Phase, in der das Werkzeug zurückgezogen wird, wie folgt:

Die Leitung 12 wird mit einem unter Hochdruck stehenden Fluid gespeist, damit die Kammer 9 gefüllt wird. Die hydrostatische

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•3.

Kraft, die auf die Randpartie 21 des Kolbens 6 ausgeübt wird, schiebt diesen nach oben gegen die Fläche 2o des Maschinenkörpers, gegen die er sich anlegt. Der Zwischenraum 22 des Werkzeugs zum Körper 1 ist in diesem Augenblick auf einen kleinen Wert gebracht. Wenn der Schlagkolben 3 zur Wirkung gebracht wird, wird er im Werkzeug 4- eine Stoßwelle induzieren, die sich in das Hindurchlaufen einer Kompressionswirkung .("contrainte de compression") und einer Verschiebung umwandelt, die auf die Verformung des Materials unter dieser Wirkung zurückzuführen ist.

Die obige Verschiebung bewirkt eine Verschiebung gleicher Größenordnung des Kolbens 6, mit gleicher Amplitude, jedoch mit sehr großer Geschwindigkeit. Der vom Kolben 6 bei seinen Verschiebungen absorbierte Energieanteil wird in Druck in der Kammer 9 umgewandelt und dann zum Teil über die Öffnung 19 und das Ventil 18 abgeleitet und zum Teil infolge der Elastizität des Mediums an das Werkzeug 4 zurückgegeben. Infolge der Tatsache, daß im Augenblick des Schlages eine bestimmte Menge an Fluid durch die Öffnung 19 entfernt worden ist, wird eine gleiche Menge an Medium in die Kammer 9 über die Leitung in der Zeit, die zwischen zwei Stoßen liegt, eingelassen.

Während der Sequenz oder des Ablaufs der aktiven Arbeit des Werkzeugs wird auf den Körper 1 ein Druck in Richtung des Werkzeugs ausgeübt, derart, daß der breitere Teil des Werkzeugs

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am Körper 1 anliegt, wobei der Zwischenraum 22 zu Full verringert wird, und daß dieser erweiterte Teil des Werkzeugs nicht mehr in Berührung mit dem Kolben 6 ist, der an der Fläche 2o anliegt. Während dieses Arbeitsablaufs spielen demgemäß der Kolben 6 und der hydraulische Kreislauf 9, 12, 16 überhaupt Iceine Rolle.

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Claims

ANSPRÜCHE

MJ Schlagvorrichtung, die eine Schlagmasse enthält, die aus einem einer hin und her gehenden Bewegung unterworfenen doppeltwirkenden Kolben "besteht, der auf ein Werkzeug einwirkt, das die Aufgabe hat, die im Augenblick des Schlages in der Schlagmasse enthaltene kinetische Energie weiterzugeben bis zu dem Punkt, an dem diese Energie durch eine Stoß- oder Schlagwelle nutzbar gemacht werden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (4) in der Vorrichtung durch einen von ihm durchdrungenen Kolben (6) gehalten wird, der in einem mit dem 'Vorrichtungskörper (1) fest verbundenen Gehäuse (5) gleiten kann und der eine an der der Schlagmasse (3) abgewandten Seite vorgesehene Fläche (1o) besitzt, die mit dem zugeordneten Ende (11) des Gehäuäes eine Ringkammer (9) bildet, die einerseits mit einer Quelle (13) von inkompressiblem, unter Druck stehendem Medium über eine ein Rückschlagventil (14) enthaltende Leitung (12) und andererseits mit einem Aufnah trieb ehält er (17) über .eine ein einstellbares Auslaßventil (18) enthaltende Leitung (16) verbunden ist.

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2. Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5), das den zur Halterung des Werkzeugs (4-) dienenden Kolben (6) enthält, zwei koaxiale Bohrungen (7, 8) besitzt, von denen diejenige (8) mit dem kleineren Durchmesser sich an der Seite des äußeren freien Endes des Gehäuses (5) befindet, daß der vom Werkzeug durchdrungene Kolben zwei Partien (6a, 6b) mit Durchmessern besitzt, die denjenigen der zugeordneten Bohrungen (7, 8) im Gehäuse entsprechen, und daß die das Druckmedium enthaltende Ringkammer (9) von den zur Verbindung der Zonen mit verschiedenen Durchmessern oder zur Herstellung des Übergangs zwischen diesen Zonen dienenden Flächen (1o, 11^ des Kolbens (6) und des Gehäuses (5) begrenzt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die zum Zuführen des Druckmediums dienende Leitung (12) eine den Durchfluß begrenzende Öffnung (15) eingeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die zum Abführen des Druckmediums dienende Leitung (16) eine den Durchfluß begrenzende Öffnung (19) eingeschaltet ist.

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