EP0486898A1 - Method and device for adjustment of working caracteristics of an impact mechanism to the hardness of the material to be destroyed - Google Patents

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EP0486898A1
EP0486898A1 EP91119042A EP91119042A EP0486898A1 EP 0486898 A1 EP0486898 A1 EP 0486898A1 EP 91119042 A EP91119042 A EP 91119042A EP 91119042 A EP91119042 A EP 91119042A EP 0486898 A1 EP0486898 A1 EP 0486898A1
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EP
European Patent Office
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stroke
limit value
measured variable
impact
pressure
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Granted
Application number
EP91119042A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0486898B1 (en
Inventor
Friedrich Karl Dr.-Ing. Arndt
Robert-Jan Dr.-Ing. Bartels
Heribert Vielhaber
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SIG Plastics GmbH and Co KG
Original Assignee
Krupp Maschinentechnik GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/966—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of hammer-type tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/14—Control devices for the reciprocating piston
    • B25D9/26—Control devices for adjusting the stroke of the piston or the force or frequency of impact thereof

Definitions

  • the invention relates to a method for adapting the working behavior of an impact mechanism, also with stroke adjustment, the impact piston of which performs reciprocating movements under the action of the hydraulic drive means supplied by a conveying unit, to the hardness of the comminution material and a device suitable for carrying out the adaptation method.
  • Hydraulically operated striking mechanisms form a chain of action with the conveyor unit on one side and the tool (in particular chisel) with the comminution material on the other side, through which an energy flow flows in both directions.
  • the primary energy flow is directed from the conveyor unit via the striking mechanism and the tool to the comminution material (in particular rock); the secondary energy flow reflected by the shredding material acts via the striking mechanism to the conveyor unit.
  • the properties of the shredding material and the tool are expressed by the reflection factor R, which is an indirectly measurable quantity and is defined by the ratio of primary impact energy / reflected impact energy.
  • the energy balance and the Impact characteristics ie the ratio of impact number to single impact energy of an impact mechanism.
  • the working behavior of a striking mechanism should be adapted in such a way that the individual impact energy increases with increasing material hardness, that is to say with increasing size of the reflection factor.
  • a single impact energy which is too low leads to undesired reflections, with the result that only a low comminution performance can be achieved with high tool and impact mechanism stress.
  • the invention is based on the object of developing a method and a device for hydraulically operated percussion mechanisms for automatically adapting the working behavior to the hardness of the comminution material, the essential and sensitive components (in particular sensors and controllers) of which can optionally also be arranged independently of the percussion mechanism, are therefore reliable and easy to repair and can be used on differently designed striking mechanisms.
  • the method and the device should be such that the individual impact energy required for material shredding is automatically adapted to the changing hardness of the shredding material. If, due to the design, it is not possible to adapt the individual impact energy, the impact energy recovered by reflection processes should be prevented from causing an undesirable increase in the number of percussion pistons.
  • the invention preferably comes from striking mechanisms with (the aforementioned) energy recovery for use (described in EP publication 0 183 093). This version assumes that the percussion piston is temporarily connected to the pressure line with the operating pressure after the impact during the return stroke.
  • the object is achieved by a method which has the features of claim 1.
  • the basic idea of the invention is to build up the control for adapting the working behavior by at least one measuring operation outside the striking mechanism on the measured variable percussion piston stroke number or the measured variables of percussion piston stroke number and input quantity flow into the striking mechanism to convert and use the internal resistance of one of the two interacting working units, namely the conveyor unit or the striking mechanism: If the number of impacts or a performance parameter formed from the measured quantity of the number of impacts and the input flow rate to an adjustable limit value, the internal resistance of one of the two working units is increased . With striking mechanisms with a non-adjustable stroke, this change causes the number of strokes to be reduced.
  • the invention makes use of the knowledge known per se that the impact rate of a percussion mechanism changes with the properties of the comminution material, that is to say increases with increasing size of the reflection factor, and that the ratio of impact rate and input flow rate also increases with the size of the reflection factor.
  • the quantities to be measured i.e. the number of blows and, if necessary, additionally the input flow into the striking mechanism, can be detected by means of sensors known per se as part of a sound wave or vibration measurement or a flow measurement influenced by the number of blows and converted into a control command.
  • the internal resistance of the percussion mechanism can be increased by changing the pressure in the return line (return resistance) against which the percussion piston executes the return stroke (claim 2);
  • a throttle valve which defines the cross section of the return line is adjusted on the basis of the control command obtained from the stroke number measured variable (claim 3). If the measured variable of the number of strokes increases to a predetermined limit value with increasing size of the reflection factor, the return resistance is increased via the control command obtained from this measured variable, whereby the maximum return stroke speed of the percussion piston, i. H. the return stroke start speed, reduced and thus the increase in the number of strokes is limited.
  • the adaptation of the working behavior of the striking mechanism to the changing hardness of the shredding material can, however, also be brought about by influencing the internal resistance of the conveyor unit (claim 4); by definition, their internal resistance increases when the emerging flow rate is reduced by reducing the delivery volume. If the measured quantity of the stroke rate rises to the specified limit value, the flow is reduced by the control command until until the number of strokes has again reached the specified limit.
  • the method can be carried out in such a way that the drive means input quantity received by the striking mechanism is also determined as a measured variable and an actual measured variable ratio value is formed from the measured quantity ratio of the stroke rate / input quantity. If this rises to a limit value which is specified as a function of the size of the striking mechanism stroke set in each case, the striking mechanism internal resistance is increased by stroke adjustment (claim 5). Since the mentioned measured variable ratio actual value also increases with increasing size of the reflection factor, the increase in the stroke of the striking mechanism which is finally triggered by the control command leads to a corresponding change in the individual impact energy acting on the comminution material.
  • the relevant measurement variable ratio limit value is adapted to the currently set size of the hammer stroke; the method accordingly works with a switchable measurement variable ratio limit.
  • the previously described embodiment of the method can be further developed in that the impact number limit value is specified as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case (claim 6); In this way it is ensured that the number of impacts always returns below the associated impact number limit in the area which is determined by the size of an impact mechanism stroke.
  • the size of the flow can be influenced by adjusting the delivery volume of the delivery unit, this will - if necessary also additionally - reduced if the operating pressure in the flow increases to a predetermined pressure limit (claim 7);
  • This configuration presupposes that the operating pressure in the delivery flow is detected by means of a pressure sensor and converted into a controlled variable by means of a pressure regulator.
  • the pressure limit value is expediently specified as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case (claim 8); this creates the possibility of adapting the pressure limit value to different areas determined by the size of the striking stroke.
  • a striking mechanism with stroke adjustment is described in the previously mentioned prior publication DE-C3-26 58 455.
  • the stroke of the percussion piston can then be changed via a spring-loaded control slide, which - depending on the size of a control pressure acting on it - releases or blocks differently arranged control grooves and control channels, thereby influencing the reversal of the movement of the percussion piston.
  • the size of the control pressure - which can be detected in a simple manner by means of a pressure sensor - thus corresponds to a specific size of the percussion piston stroke currently set.
  • the object on which the invention is based is further achieved by a device having the features of claim 9.
  • Essential components of the device suitable for carrying out the method are a stroke number sensor which detects the percussion piston stroke number and is located outside the percussion mechanism, a stroke number regulator connected downstream of this and an actuator controlled by this, by means of which the internal resistance of the delivery unit or the percussion mechanism is increased, if the measurand of Number of strokes increases to a predetermined limit.
  • the actuator can in particular consist of an adjustment throttle, which is built into the return line of the striking mechanism (claim 10), or can be designed as an adjustment drive, via which the delivery volume of the delivery unit can be changed (claim 11).
  • Another type of device for carrying out the method has two sensors arranged outside the percussion mechanism, namely a stroke number sensor which detects the percussion piston stroke number and an input current sensor for determining the input quantity flow recorded by the percussion mechanism.
  • Other essential components of this device are an arithmetic unit for forming a z / Q actual value from the ratio between the measured variable of the beat number and the input quantity flow, a controller processing the z / Q actual value and an actuator connected downstream for influencing the internal movement of the percussion mechanism. This is increased under the influence of the controller if the actual value of the measured variable ratio rises to a predetermined, changeable limit value (claim 12).
  • a further development of the previously mentioned embodiment is characterized in that the size of the striking mechanism stroke can be changed via the actuator (normally step-by-step) (claim 13); the internal resistance of the striking mechanism can be increased by increasing the stroke of the striking mechanism.
  • the device according to claim 12 and 13 is in the return line of the striking mechanism controlled by a stroke number regulator throttle built-in.
  • the stroke number controller connected downstream of the stroke number sensor is designed in such a way that it only becomes effective if the measured quantity of the stroke number increases to a limit value which is specified as a function of the respectively set size of the stroke mechanism stroke (claim 14).
  • the stroke number controller ensures that the stroke number is repeatedly lowered below a limit value which is adapted to the size of the stroke stroke currently set.
  • the device according to claim 11 or claim 12 to 14 may additionally have a pressure sensor which records the operating pressure in the delivery line of the delivery unit, a downstream pressure regulator and an adjustment drive controlled by this, under whose influence the delivery volume of the delivery unit is reduced, if the measured variable of the operating pressure increases to a predetermined pressure limit (claim 15).
  • a further adaptation to the respective working area of the striking mechanism can be brought about by presetting the pressure limit value as a function of the size of the striking mechanism stroke set in each case by means of a pressure limit value sensor which detects it (claim 16); in such an embodiment, the pressure limit value is therefore also adapted to the currently set size of the striking mechanism stroke.
  • the hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 has a diesel engine 2 as a supply unit, which among other things drives a hydraulic pump 3; this is connected via a pressure line 4 and a return line 5 to a hydraulic hammer 6, which in turn is held in an adjustable manner on the boom 7 of the hydraulic excavator with two boom arms 7a, 7b.
  • the percussion piston 8 of the hydraulic hammer executes an alternating movement in the direction of its longitudinal axis 8a, strikes a tool designed as a chisel 9 at the end of its stroke and acts on the comminution material 10 via this; the kinetic energy of the percussion piston 8 is converted into impact energy.
  • the chisel 9 (cf. FIG. 1) is broken down into two active arrows 9a, 9b; the different properties of the Comminution material 10 are indicated by the symbol 11 with R as the reflection factor.
  • the delivery flow Q p supplied by the hydraulic pump 3 reaches the operating pressure via the pressure line 4 to the hydraulic hammer 6, which receives the input flow rate Q e and converts it into hydraulic impact power via the percussion piston. Any power recovery within the hydraulic hammer is indicated by the virtual pump 12 with the reflection flow Q R , through which the recovered mechanical power is converted into hydraulic power.
  • the reflection quantity flow Q R increases with the size of the reflection factor R: If the reflection factor has the value zero, the virtual pump 12 accordingly does not deliver a reflection quantity flow Q R.
  • the arrow 9a pointing to the right symbolizes the primary energy flow emanating from the hydraulic hammer, while the arrow 9b symbolizes the reflected energy flow acting on the hydraulic hammer, which may result in the generation of the reflection quantity flow Q R.
  • the reflection factor R of the comminution material 10 (cf. FIG. 1) does not have the value zero, the input quantity flow Q e received by the hydraulic hammer 6 is smaller than the delivery flow Q p supplied by the hydraulic pump 3; Unless countermeasures are taken, this operating state leads to the operating pressure in the pressure line 4 rising.
  • the device in question is equipped with a stroke rate sensor 13, which is arranged outside the hydraulic hammer.
  • the Impact rate sensor working in the manner of a sound wave or vibration sensor detects - indicated by the broken line 14 - the sound waves or vibrations which are caused by the operation of the hydraulic hammer and is converted into a measured variable z which is transmitted via a measuring line 15 in a beat number controller 16 is transferred; an adjustable beat number limit value z o is also transmitted to this via a limit value transmitter 17 along with line 18.
  • the stroke number controller 16 is followed by an actuator in the form of an adjusting motor 20 with the interposition of a control line 19, via which - indicated by line 21 - the delivery volume of the hydraulic pump 3 can be changed; in the present case it is designed as a variable displacement pump. If, during operation of the hydraulic hammer 6, the number of strokes z determined as the measured variable increases to the predetermined limit of the number of strokes z o , the stroke number controller 16 generates a control command which is forwarded to the adjusting motor 20 and which reduces the delivery flow in the pressure line 4 by reducing the delivery volume drives back until the beat number z has reached the predetermined beat number limit again.
  • the embodiment of the subject matter of the invention in question therefore makes it possible, on the basis of a continuous determination of the size of the number of blows, to adapt the working behavior of the striking mechanism to changing properties of the comminution material, embodied by the reflection factor R; the required stroke rate sensor 13 can be designed in a manner known per se and can be arranged outside the hydraulic hammer, for example in an environment largely free of shocks and vibrations.
  • the device in question can be used regardless of the design of the hydraulic hammer or hammer mechanism.
  • the hydraulic hammer 6 is connected via the pressure line 4 to a hydraulic pump 3 with a constant delivery volume; An undesirable increase in the operating pressure in the pressure line is prevented by a pressure relief valve 22, the connecting line 23 of which comes from the pressure line 4.
  • the impact rate controller 16 is connected on the output side via a control line 24 to an adjusting throttle 25 which is installed in the return line 5 of the hydraulic hammer 6. By actuating the adjusting throttle, the return resistance - and thus the return pressure in the return line 5 - can be influenced, with the result that the return stroke speed of the percussion piston 8 changes.
  • the adjusting throttle 25 executes a closing movement under the influence of a regulator command generated by the stroke number controller 16, on the basis of which, with increased internal resistance of the hydraulic hammer 6, the movement of the Percussion piston 8 is delayed until the measured quantity of the stroke number z again matches the stroke number limit value.
  • a change in the internal resistance of the hydraulic hammer may become more consequent Lowered stroke rate triggered.
  • the increase in the operating pressure occurring in the pressure line 4 may lead to the pressure relief valve 22 opening and a partial flow Q V beginning to flow off.
  • the regulation for adapting the working behavior of the hydraulic hammer 12 is based on two continuously determined measured variables, namely the number of strokes z detected by the stroke number sensor 13 and the input quantity flow into the hydraulic hammer 6 detected by an input current sensor 26.
  • the input current sensor which operates in a manner known per se in the manner of a flow meter, is installed in the pressure line 4 between the connecting line 23 for the pressure limiting valve 22 and the hydraulic hammer 6.
  • the measured variables obtained by means of the sensors 13 and 26 - number of blows z and input quantity flow Q e - are fed via a control line 27 or 28 to a computing element 29, in which a z / Q actual value is formed from the ratio between the two measured variables, which an input 30 is transmitted to a controller 31.
  • This in turn is connected via a control line 32 to an actuator 33, via which - indicated by an arrow 34 - the size of the striking stroke can be changed; the embodiment in question therefore requires the use of a hydraulic hammer with stroke adjustment.
  • the impact mechanism stroke ⁇ s can be changed in a manner known per se in several stages, which are indicated by "n" (cf. also the already mentioned DE-C3-26 58 455).
  • the actuator 33 is connected to the input side of the controller 31 with the interposition of a z / Q limit transmitter 35. From The actuator 33 receives the component 35 control commands which adapt the limit value (z / Q) 0 to the stroke of the percussion piston 8 which is currently set.
  • the controller 31 acts on the actuator 33 via a controller command and on the hydraulic hammer 6 in the sense of a change in the internal resistance if the actual z / Q value supplied by the computing element 29 reaches the limit value specified by the z / Q limit transmitter 35 .
  • the control is based on the knowledge that the ratio between the measured variable of the beat number z and the input quantity flow Q e also increases with increasing values of the reflection factor R.
  • the actuator 33 increases the percussion piston stroke and thus a corresponding change in the internal resistance of the hydraulic hammer 6, which increases with otherwise unchanged working conditions the single impact energy and a decrease in the impact rate. Accordingly, the actual z / Q value also decreases.
  • the embodiment according to FIG. 4 can advantageously be designed such that the impact number limit value z0 is also specified as a function of the size of the impact piston stroke set in each case.
  • Such an embodiment can be seen from FIG. 5, the hydraulic hammer 6 being shown for the sake of clarity without the virtual pump 12 indicating energy recovery (cf. FIG. 4).
  • the one in question is Device additionally equipped with a stroke ⁇ number limit transmitter 17, a stroke number controller 16 and an actuator connected downstream thereof in the form of an adjusting throttle 25; the latter is - as already explained with reference to FIG. 3 - installed in the return line 5 of the hydraulic hammer 6.
  • the impact rate controller 16 is connected on the input side via a measuring line 36 to the impact rate sensor 13 and via the input 18 to the impact rate limit value transmitter 17.
  • the latter receives control commands from the actuator 33 via a signal line 37, which switch the stroke number limit value z0 according to the size of the percussion piston stroke.
  • the stroke number controller 16 triggers a reduction in the flow cross section in the return line 5, which is determined by the adjusting throttle 25, via the control line 24; this change has the consequence that the internal resistance of the hydraulic hammer 6 (associated with an increase in the return pressure in the return line 5) increases and the number of strokes z decreases.
  • the described configuration thus ensures that the impact number in each area, which is determined by the size of the respective impact piston stroke, is limited to the size of the adjusted number of impact limits z0 (n) under the action of the impact number controller 16.
  • the hydraulic pump 3 can also be designed as a variable displacement pump with a variable delivery volume, the operating state of which is monitored and, if necessary, adapted by means of a pressure control (FIG. 6 ).
  • the hydraulic pump 3 with a Pressure sensor 38 equipped, which acts on an adjustment drive 40 via a control line 39;
  • the size of the delivery volume of the hydraulic pump 3 can be changed via this - indicated by an arrow 41.
  • the pressure regulator 38 is connected on the input side with the interposition of a pressure sensor 42 via a measuring line 43 to the pressure line 4 and is also connected via an input 44 to a pressure limit indicator 45.
  • the advantage achieved with this additional pressure control is that the hydraulic hammer 6 can be acted upon with the maximum permissible operating pressure.
  • FIG. 7 shows an advantageous embodiment of the embodiment according to FIG. 5 in the event that the hydraulic pump 3 - according to FIG. 6 - is designed as a variable displacement pump with a variable delivery volume and pressure control.
  • the pressure limit transmitter 45 is additionally connected via a line 46 to the actuator 33 for influencing the size of the percussion piston stroke. By control commands coming from the actuator 33, the pressure limit value pwert predetermined by the pressure limit transmitter 45 is adapted in size to the currently set percussion piston stroke.
  • the measurement of the performance parameter of interest of the percussion mechanism is carried out using sensors which are arranged outside the percussion mechanism.
  • the advantage achieved by the invention is therefore that the adaptation of the working behavior of hydraulically operated striking mechanisms to the measurement of at least one of the two performance parameters of the striking mechanism - percussion piston stroke number z and input flow rate Q e into the striking mechanism - is attributed to the outside of the striking mechanism - and thus largely regardless of this - is executed; Corresponding controllers can accordingly be optimally designed and attached and also used with differently designed striking mechanisms.

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Abstract

With the invention the proposal is made of installing a control on the continuous measurement of the number (z) of impacts of the impact piston or the number (z) of impacts of the impact piston and of the input quantity stream (Qe) into the impact mechanism (6) and to implement said control at an actuator (20) in such a way that if required the internal resistance of one of the two cooperating work units, namely the conveyor unit (3) and the impact mechanism (6) is changed. <??>The control is constructed in such a way that the internal resistance is increased with the rise of at least one of the measurement variables to an adjustable desired value of a performance characteristic variable - with which value a threshold value (z0 and (z/Q)0) which comprises at least the number of impacts is preset. <??>The two aforesaid performance characteristic variables (z) and (Qe) are determined here outside the impact mechanism (6). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung des Arbeitsverhaltens eines Schlagwerks auch mit Hubverstellung, dessen Schlagkolben unter Einwirkung des von einer Fördereinheit gelieferten hydraulischen Antriebsmittels hin- und hergehende Bewegungen ausführt, an die Härte des Zerkleinerungsmaterials und eine zur Durchführung des Anpassungsverfahrens geeignete Einrichtung.The invention relates to a method for adapting the working behavior of an impact mechanism, also with stroke adjustment, the impact piston of which performs reciprocating movements under the action of the hydraulic drive means supplied by a conveying unit, to the hardness of the comminution material and a device suitable for carrying out the adaptation method.

Hydraulisch betriebene Schlagwerke bilden mit der Fördereinheit auf der einen und dem Werkzeug (insbesondere Meißel) mit dem Zerkleinerungsmaterial auf der anderen Seite eine Wirkkette, die in beiden Richtungen von jeweils einem Energiestrom durchflossen wird. Der primäre Energiestrom ist von der Fördereinheit über das Schlagwerk und das Werkzeug auf das Zerkleinerungsmaterial (insbesondere Gestein) gerichtet; der sekundäre, vom Zerkleinerungsmaterial reflektierte Energiestrom wirkt über das Schlagwerk bis zur Fördereinheit. Die Eigenschaften des Zerkleinerungsmaterials und des Werkzeugs werden durch den Reflekxionsfaktor R ausgedrückt, der eine indirekt meßbare Größe darstellt und durch das Verhältnis primäre Schlagenergie/reflektierte Schlagenergie definiert ist. Über die Größe des Reflexionsfaktors lassen sich insbesondere die Energiebilanz und die Schlagwerkcharakteristik, d. h. das Verhältnis von Schlagzahl zu Einzelschlagenergie eines Schlagwerks, beeinflussen.
Im Hinblick auf eine möglichst große Zerkleinerungsleistung sollte das Arbeitsverhalten eines Schlagwerks in der Weise angepaßt werden, daß bei zunehmender Materialhärte, also bei zunehmender Größe des Reflexionsfaktors, die Einzelschlagenergie ansteigt. Eine zu niedrige Einzelschlagenergie führt zu unerwünschten Reflexionen mit der Folge, daß sich bei hoher Werkzeug- und Schlagwerkbeanspruchung lediglich eine niedrige Zerkleinerungsleistung erzielen läßt. Insbesondere zur Begrenzung der Schlagwerkbeanspruchung sollte dafür Sorge getragen werden, daß bei zunehmender Energiereflexion die Schlagkolben-Schlagzahl nicht ansteigt und daß bei Erhöhung der Einzelschlagenergie durch eine Verstellung des Schlagwerkhubes die Schlagzahl in geeignetem Ausmaß vermindert wird.Hydraulically operated striking mechanisms form a chain of action with the conveyor unit on one side and the tool (in particular chisel) with the comminution material on the other side, through which an energy flow flows in both directions. The primary energy flow is directed from the conveyor unit via the striking mechanism and the tool to the comminution material (in particular rock); the secondary energy flow reflected by the shredding material acts via the striking mechanism to the conveyor unit. The properties of the shredding material and the tool are expressed by the reflection factor R, which is an indirectly measurable quantity and is defined by the ratio of primary impact energy / reflected impact energy. The energy balance and the Impact characteristics, ie the ratio of impact number to single impact energy of an impact mechanism.
With regard to the greatest possible size reduction, the working behavior of a striking mechanism should be adapted in such a way that the individual impact energy increases with increasing material hardness, that is to say with increasing size of the reflection factor. A single impact energy which is too low leads to undesired reflections, with the result that only a low comminution performance can be achieved with high tool and impact mechanism stress. In particular, to limit the impact on the striking mechanism, care should be taken to ensure that, with increasing energy reflection, the percussion piston stroke rate does not increase and that when the individual impact energy is increased, the stroke rate is reduced to a suitable extent by adjusting the stroke mechanism stroke.

Zur Anpassung des Schlagwerk-Arbeitsverhaltens an die Härte des Zerkleinerungsmaterials sind unterschiedliche Verfahren vorgeschlagen worden. Diese nutzen die unterschiedliche Verweildauer des Schlagkolbens in der Nähe seiner theoretischen Schlagstellung aus (EP-B1-0 214 064;
EP-B1-0 256 955) oder beruhen auf einer elektrischen Messung des Schwingungsverlaufs in Bohrstangen mit daraus abgeleiteter Beeinflussung der Lage der Vorschubeinheit (DE-A1-35 18 370). Im Falle des erstgenannten Verfahrens wird in Abhängigkeit von der Verweildauer eine innerhalb des Schlagwerks ausgelöste Druckschwankung unmittelbar als Regelgröße für eine Regelung eingesetzt, welche die Aufprallgeschwindigkeit und die Schlagfrequenz in Abhängigkeit von der Härte des Zerkleinerungsmaterials einstellt. Ein unerwünschter Rückprall des Schlagkolbens infolge nicht ausreichender Einzelschlagenergie läßt sich mittels einer Umsteuerung zumindest weitgehend vermeiden, welche die Größe des Schlagkolbenhubes beeinflußt (DE-C3-26 58 455).
Die zuvor angesprochenen Lösungsvorschläge zur Anpassung des Arbeitsverhaltens eines Schlagwerks an die Härte des Zerkleinerungsmaterials sind zum Teil für den rauhen Arbeitseinsatz nicht geeignet, störanfällig bzw. wenig reparaturfreundlich und/oder empfindlich gegen Temperatureinflüsse und damit verbundene Viskositätsänderungen des Antriebsmittels; dies gilt insbesondere für Regelungen, deren wesentliche Bestandteile in das Schlagwerk integriert sind.Various methods have been proposed for adapting the percussion work behavior to the hardness of the comminution material. These take advantage of the different dwell times of the percussion piston in the vicinity of its theoretical striking position (EP-B1-0 214 064;
EP-B1-0 256 955) or are based on an electrical measurement of the vibration profile in boring bars with the derived influence on the position of the feed unit (DE-A1-35 18 370). In the case of the first-mentioned method, depending on the dwell time, a pressure fluctuation triggered within the impact mechanism is used directly as a control variable for a control which adjusts the impact speed and the impact frequency depending on the hardness of the comminution material. An unwanted rebound of the percussion piston As a result of insufficient individual impact energy, a reversal, which influences the size of the percussion piston stroke, can at least largely be avoided (DE-C3-26 58 455).
The proposed solutions for adapting the working behavior of a striking mechanism to the hardness of the shredding material are in part unsuitable for rough work, prone to malfunction or not very easy to repair and / or sensitive to temperature influences and the associated changes in viscosity of the drive means; this applies in particular to regulations whose essential components are integrated in the striking mechanism.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für hydraulisch betriebene Schlagwerke ein Verfahren und eine Einrichtung zur selbsttätigen Anpassung des Arbeitsverhaltens an die Härte des Zerkleinerungsmaterials zu entwickeln, deren wesentliche und empfindliche Bestandteile (insbesondere Sensoren und Regler) ggf. auch unabhängig vom Schlagwerk angeordnet sein können, daher betriebssicher und reparaturfreundlich sind sowie an unterschiedlich ausgebildeten Schlagwerken zur Anwendung kommen können.
Das Verfahren und die Einrichtung sollen dabei derart beschaffen sein, daß die für die Materialzerkleinerung erforderliche Einzelschlagenergie selbsttätig an die sich ändernde Härte des Zerkleinerungsmaterials angepaßt wird. Falls konstruktionsbedingt eine Anpassung der Einzelschlagenergie nicht möglich ist, soll verhindert werden, daß die durch Reflexionsvorgänge zurückgewonnene Schlagenergie eine unerwünschte Erhöhung der Schlagkolben-Schlagzahl nach sich zieht.
Vorzugsweise kommt die Erfindung an Schlagwerken mit (der zuvor erwähnten) Energierückgewinnung zum Einsatz (beschrieben in der EP-Druckschrift 0 183 093). Diese Ausführung setzt voraus, daß der Schlagkolben nach dem Aufschlag während des Rückhubes zeitweilig noch an die mit dem Betriebsdruck beaufschlagte Druckleitung angeschlossen ist.The invention is based on the object of developing a method and a device for hydraulically operated percussion mechanisms for automatically adapting the working behavior to the hardness of the comminution material, the essential and sensitive components (in particular sensors and controllers) of which can optionally also be arranged independently of the percussion mechanism, are therefore reliable and easy to repair and can be used on differently designed striking mechanisms.
The method and the device should be such that the individual impact energy required for material shredding is automatically adapted to the changing hardness of the shredding material. If, due to the design, it is not possible to adapt the individual impact energy, the impact energy recovered by reflection processes should be prevented from causing an undesirable increase in the number of percussion pistons.
The invention preferably comes from striking mechanisms with (the aforementioned) energy recovery for use (described in EP publication 0 183 093). This version assumes that the percussion piston is temporarily connected to the pressure line with the operating pressure after the impact during the return stroke.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Abweichend vom bisher bekannten Stand der Technik besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, die Regelung zur Anpassung des Arbeitsverhaltens durch zumindest einen Meßvorgang außerhalb des Schlagwerks auf der Meßgröße Schlagkolben-Schlagzahl oder den Meßgrößen von Schlagkolben-Schlagzahl und Eingangsmengenstrom in das Schlagwerk aufzubauen, in einen Regelbefehl umzuwandeln und zur Veränderung des Innenwiderstands einer der beiden zusammenwirkenden Arbeitseinheiten, nämlich der Fördereinheit oder des Schlagwerks, heranzuziehen: Bei Anstieg der Schlagzahl bzw. einer aus der Meßgröße der Schlagzahl und des Eingangsmengenstroms gebildeten Leistungskenngröße auf einen einstellbaren Grenzwert wird der Innenwiderstand einer der beiden Arbeitseinheiten erhöht. Diese Veränderung bewirkt bei Schlagwerken mit nicht verstellbarem Hub, daß die Schlagzahl herabgesetzt wird. Bei Schlagwerken mit Hubverstellung wird durch Vergrößerung des Hubes die Einzelschlagenergie erhöht. Die Erfindung macht von der an sich bekannten Erkenntnis Gebrauch, daß die Schlagzahl eines Schlagwerkes mit den Eigenschaften des Zerkleinerungsmaterials wechselt, also mit zunehmender Größe des Reflexionsfaktors zunimmt, und daß das Verhältnis aus Schlagzahl und Eingangsmengenstrom ebenfalls mit der Größe des Reflexionsfaktors ansteigt.The object is achieved by a method which has the features of claim 1. Deviating from the previously known prior art, the basic idea of the invention is to build up the control for adapting the working behavior by at least one measuring operation outside the striking mechanism on the measured variable percussion piston stroke number or the measured variables of percussion piston stroke number and input quantity flow into the striking mechanism to convert and use the internal resistance of one of the two interacting working units, namely the conveyor unit or the striking mechanism: If the number of impacts or a performance parameter formed from the measured quantity of the number of impacts and the input flow rate to an adjustable limit value, the internal resistance of one of the two working units is increased . With striking mechanisms with a non-adjustable stroke, this change causes the number of strokes to be reduced. For impact mechanisms with stroke adjustment, increasing the stroke increases the single impact energy. The invention makes use of the knowledge known per se that the impact rate of a percussion mechanism changes with the properties of the comminution material, that is to say increases with increasing size of the reflection factor, and that the ratio of impact rate and input flow rate also increases with the size of the reflection factor.

Die zu messenden Größen, also die Schlagzahl und ggf. zusätzlich der Eingangsmengenstrom in das Schlagwerk, können dabei mittels an sich bekannter Sensoren im Rahmen einer von der Schlagzahl beeinflußten Schallwellen- oder Schwingungsmessung bzw. einer Durchflußmessung erfaßt und in einen Regelbefehl umgewandelt werden.The quantities to be measured, i.e. the number of blows and, if necessary, additionally the input flow into the striking mechanism, can be detected by means of sensors known per se as part of a sound wave or vibration measurement or a flow measurement influenced by the number of blows and converted into a control command.

Im einfachsten Fall läßt sich der Innenwiderstand des Schlagwerks dadurch erhöhen, daß in entsprechender Weise der Druck in der Rücklaufleitung (Rücklaufwiderstand), gegen welchen der Schlagkolben den Rückhub ausführt, verändert wird (Anspruch 2); dies läßt sich insbesondere dadurch verwirklichen, daß aufgrund des aus der Schlagzahl-Meßgröße gewonnenen Regelbefehls ein den Querschnitt der Rücklaufleitung festlegendes Drosselventil verstellt wird (Anspruch 3). Falls mit zunehmender Größe des Reflexionsfaktors die Meßgröße der Schlagzahl auf einen vorgegebenen Grenzwert ansteigt, wird über den aus dieser Meßgröße gewonnenen Regelbefehl der Rücklaufwiderstand erhöht, wodurch sich die maximale Rückhubgeschwindigkeit des Schlagkolbens, d. h. die Rückhubstartgeschwindigkeit, reduziert und damit das Anwachsen der Schlagzahl begrenzt wird.In the simplest case, the internal resistance of the percussion mechanism can be increased by changing the pressure in the return line (return resistance) against which the percussion piston executes the return stroke (claim 2); This can be achieved in particular in that a throttle valve which defines the cross section of the return line is adjusted on the basis of the control command obtained from the stroke number measured variable (claim 3). If the measured variable of the number of strokes increases to a predetermined limit value with increasing size of the reflection factor, the return resistance is increased via the control command obtained from this measured variable, whereby the maximum return stroke speed of the percussion piston, i. H. the return stroke start speed, reduced and thus the increase in the number of strokes is limited.

Die Anpassung des Arbeitsverhaltens des Schlagwerks an die sich ändernde Härte des Zerkleinerungsmaterials kann jedoch auch durch eine Beeinflussung des Innenwiderstands der Fördereinheit herbeigeführt werden (Anspruch 4); deren Innenwiderstand nimmt definitionsgemäß dann zu, wenn durch Verkleinerung des Fördervolumens der austretende Förderstrom vermindert wird. Falls also die Schlagzahl-Meßgröße auf den vorgegebenen Grenzwert ansteigt, wird über den Regelbefehl der Förderstrom solange zurückgefahren, bis die Schlagzahl erneut den vorgegebenen Grenzwert erreicht hat.The adaptation of the working behavior of the striking mechanism to the changing hardness of the shredding material can, however, also be brought about by influencing the internal resistance of the conveyor unit (claim 4); by definition, their internal resistance increases when the emerging flow rate is reduced by reducing the delivery volume. If the measured quantity of the stroke rate rises to the specified limit value, the flow is reduced by the control command until until the number of strokes has again reached the specified limit.

Bei Schlagwerken mit Hubverstellung kann das Verfahren in der Weise ausgeführt werden, daß auch die vom Schlagwerk aufgenommene Antriebsmittel-Eingangsmenge als Meßgröße ermittelt und aus dem Meßgrößenverhältnis Schlagzahl/Eingangsmenge ein Meßgrößenverhältnis-Istwert gebildet wird. Falls dieser auf einen Grenzwert ansteigt, der in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird, wird durch Hubverstellung der Schlagwerk-Innenwiderstand erhöht (Anspruch 5).
Da mit zunehmender Größe des Reflexionsfaktors auch der erwähnte Meßgrößenverhältnis-Istwert ansteigt, führt die schließlich über den Regelbefehl ausgelöste Vergrößerung des Schlagwerkhubes zu einer entsprechenden Veränderung der auf das Zerkleinerungsmaterial einwirkenden Einzelschlagenergie. Der jeweils in Betracht kommende Meßgrößenverhältnis-Grenzwert ist dabei der augenblicklich eingestellten Größe des Schlagwerkhubes angepaßt; das Verfahren arbeitet demgemäß mit einem umschaltbaren Meßgrößenverhältnis-Grenzwert.
Die zuvor beschriebene Ausführungsform des Verfahrens kann dadurch weiter ausgestaltet sein, daß der Schlagzahl-Grenzwert in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird (Anspruch 6); auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Schlagzahl jeweils in dem Bereich, der durch die Größe eines Schlagwerkhubes festgelegt ist, stets unter den zugehörigen Schlagzahl-Grenzwert zurückfährt.In the case of striking mechanisms with stroke adjustment, the method can be carried out in such a way that the drive means input quantity received by the striking mechanism is also determined as a measured variable and an actual measured variable ratio value is formed from the measured quantity ratio of the stroke rate / input quantity. If this rises to a limit value which is specified as a function of the size of the striking mechanism stroke set in each case, the striking mechanism internal resistance is increased by stroke adjustment (claim 5).
Since the mentioned measured variable ratio actual value also increases with increasing size of the reflection factor, the increase in the stroke of the striking mechanism which is finally triggered by the control command leads to a corresponding change in the individual impact energy acting on the comminution material. The relevant measurement variable ratio limit value is adapted to the currently set size of the hammer stroke; the method accordingly works with a switchable measurement variable ratio limit.
The previously described embodiment of the method can be further developed in that the impact number limit value is specified as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case (claim 6); In this way it is ensured that the number of impacts always returns below the associated impact number limit in the area which is determined by the size of an impact mechanism stroke.

Soweit durch Verstellen des Fördervolumens der Fördereinheit die Größe des Förderstroms beeinflußt werden kann, wird dieser - ggf. auch zusätzlich - vermindert, falls der Betriebsdruck im Förderstrom auf einen vorgegebenen Druck-Grenzwert ansteigt (Anspruch 7); diese Ausgestaltung setzt voraus, daß der im Förderstrom vorliegende Betriebsdruck mittels eines Drucksensors erfaßt und über einen Druckregler in eine Regelgröße umgewandelt wird. Sofern eine Hubverstellung vorgesehen ist, wird der Druck-Grenzwert zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben (Anspruch 8); damit ist die Möglichkeit geschaffen, den Druck-Grenzwert an unterschiedliche, durch die Größe des Schlagwerkhubes festgelegte Bereiche anzupassen. Ein Schlagwerk mit Hubverstellung ist in der bereits erwähnten Vorveröffentlichung DE-C3-26 58 455 beschrieben. Der Hub des Schlagkolbens läßt sich danach über einen federbelasteten Steuerschieber verändern, der - abhängig von der Größe eines ihn beaufschlagenden Steuerdrucks - unterschiedlich angeordnete Steuernuten und Steuerkanäle freigibt bzw. absperrt und dadurch die Umsteuerung der Bewegung des Schlagkolbens beeinflußt. Der Größe des Steuerdrucks - der sich in einfacher Weise mittels eines Drucksensors erfassen läßt - entspricht also eine bestimmte Größe des zur Zeit eingestellten Schlagkolbenhubes.Insofar as the size of the flow can be influenced by adjusting the delivery volume of the delivery unit, this will - if necessary also additionally - reduced if the operating pressure in the flow increases to a predetermined pressure limit (claim 7); This configuration presupposes that the operating pressure in the delivery flow is detected by means of a pressure sensor and converted into a controlled variable by means of a pressure regulator. If a stroke adjustment is provided, the pressure limit value is expediently specified as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case (claim 8); this creates the possibility of adapting the pressure limit value to different areas determined by the size of the striking stroke. A striking mechanism with stroke adjustment is described in the previously mentioned prior publication DE-C3-26 58 455. The stroke of the percussion piston can then be changed via a spring-loaded control slide, which - depending on the size of a control pressure acting on it - releases or blocks differently arranged control grooves and control channels, thereby influencing the reversal of the movement of the percussion piston. The size of the control pressure - which can be detected in a simple manner by means of a pressure sensor - thus corresponds to a specific size of the percussion piston stroke currently set.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Wesentliche Bestandteile der zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Einrichtung sind ein die Schlagkolben-Schlagzahl erfassender, außerhalb des Schlagwerks befindlicher Schlagzahl-Sensor, ein diesem nachgeschalteter Schlagzahl-Regler und ein von diesem gesteuertes Stellglied, über welches der Innenwiderstand der Fördereinheit oder des Schlagwerks erhöht wird, falls die Meßgröße der Schlagzahl auf einen vorgegebenen Grenzwert ansteigt.
Das Stellglied kann dabei insbesondere aus einer Verstelldrossel bestehen, welche in die Rücklaufleitung des Schlagwerks eingebaut ist (Anspruch 10), oder als Verstellantrieb ausgebildet sein, über welchen das Fördervolumen der Fördereinheit veränderbar ist (Anspruch 11).The object on which the invention is based is further achieved by a device having the features of claim 9.
Essential components of the device suitable for carrying out the method are a stroke number sensor which detects the percussion piston stroke number and is located outside the percussion mechanism, a stroke number regulator connected downstream of this and an actuator controlled by this, by means of which the internal resistance of the delivery unit or the percussion mechanism is increased, if the measurand of Number of strokes increases to a predetermined limit.
The actuator can in particular consist of an adjustment throttle, which is built into the return line of the striking mechanism (claim 10), or can be designed as an adjustment drive, via which the delivery volume of the delivery unit can be changed (claim 11).

Eine andersartige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist zwei außerhalb des Schlagwerks angeordnete Sensoren auf, nämlich einen die Schlagkolben-Schlagzahl erfassenden Schlagzahl-Sensor und einen Eingangsstrom-Sensor zur Ermittlung des vom Schlagwerk aufgenommenen Eingangsmengenstroms. Weitere wesentliche Bestandteile dieser Einrichtung sind ein Rechenglied zur Bildung eines z/Q-Istwerts aus dem Verhältnis zwischen der Meßgröße der Schlagzahl und dem Eingangsmengenstrom, ein den z/Q-Istwert verarbeitender Regler und ein diesem nachgeschaltetes Stellglied zur Beeinflussung des Schlagwerk-Innenwiderstands. Dieser wird unter der Einwirkung des Reglers vergrößert, falls der Istwert des Meßgrößenverhältnisses auf einen vorgegebenen, veränderbaren Grenzwert ansteigt (Anspruch 12).
Eine Weiterbildung der zuvor angesprochenen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß über das Stellglied (im Normalfall stufenweie) die Größe des Schlagwerkhubes veränderbar ist (Anspruch 13); der Innenwiderstand des Schlagwerks läßt sich dabei dadurch anheben, daß der Schlagwerkhub vergrößert wird.Another type of device for carrying out the method has two sensors arranged outside the percussion mechanism, namely a stroke number sensor which detects the percussion piston stroke number and an input current sensor for determining the input quantity flow recorded by the percussion mechanism. Other essential components of this device are an arithmetic unit for forming a z / Q actual value from the ratio between the measured variable of the beat number and the input quantity flow, a controller processing the z / Q actual value and an actuator connected downstream for influencing the internal movement of the percussion mechanism. This is increased under the influence of the controller if the actual value of the measured variable ratio rises to a predetermined, changeable limit value (claim 12).
A further development of the previously mentioned embodiment is characterized in that the size of the striking mechanism stroke can be changed via the actuator (normally step-by-step) (claim 13); the internal resistance of the striking mechanism can be increased by increasing the stroke of the striking mechanism.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Einrichtung gemäß Anspruch 12 und 13 ist in die Rücklaufleitung des Schlagwerks eine von einem Schlagzahl-Regler gesteuerte Verstelldrossel eingebaut. Der dem Schlagzahl-Sensor nachgeschaltete Schlagzahl-Regler ist derart ausgelegt, daß er erst wirksam wird, falls die Meßgröße der Schlagzahl auf einen Grenzwert ansteigt, der in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird (Anspruch 14). Der Schlagzahl-Regler stellt sicher, daß die Schlagzahl immer wieder unter einen Grenzwert abgesenkt wird, der an die Größe des augenblicklich eingestellten Schlagwerkhubes angepaßt ist.In an advantageous embodiment of the device according to claim 12 and 13 is in the return line of the striking mechanism controlled by a stroke number regulator throttle built-in. The stroke number controller connected downstream of the stroke number sensor is designed in such a way that it only becomes effective if the measured quantity of the stroke number increases to a limit value which is specified as a function of the respectively set size of the stroke mechanism stroke (claim 14). The stroke number controller ensures that the stroke number is repeatedly lowered below a limit value which is adapted to the size of the stroke stroke currently set.

Die Einrichtung gemäß Anspruch 11 oder Anspruch 12 bis 14 kann zusätzlich einen Drucksensor aufweisen, welcher den Betriebsdruck in der Förderleitung der Fördereinheit aufnimmt, ferner einen nachgeschalteten Druckregler und einen von diesem gesteuerten Verstellantrieb, unter dessen Einwirkung das Fördervolumen der Fördereinheit verkleinert wird, falls die Meßgröße des Betriebsdrucks auf einen vorgegebenen Druck-Grenzwert ansteigt (Anspruch 15). Eine durch geänderte Arbeitsbedingungen hervorgerufene Änderung des Betriebsdrucks der Förderleitung führt demnach dazu, daß das Fördervolumen der Fördereinheit entsprechend angepaßt wird. Eine weitergehende Anpassung an den jeweiligen Arbeitsbereich des Schlagwerks läßt sich dadurch herbeiführen, daß der Druck-Grenzwert in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes über einen diese erfassenden Druck-Grenzwertgeber vorgegeben wird (Anspruch 16); bei einer derartigen Ausführungsform ist also auch der Druck-Grenzwert an die augenblicklich eingestellte Größe des Schlagwerkhubes angepaßt.The device according to claim 11 or claim 12 to 14 may additionally have a pressure sensor which records the operating pressure in the delivery line of the delivery unit, a downstream pressure regulator and an adjustment drive controlled by this, under whose influence the delivery volume of the delivery unit is reduced, if the measured variable of the operating pressure increases to a predetermined pressure limit (claim 15). A change in the operating pressure of the delivery line caused by changed working conditions accordingly leads to the delivery volume of the delivery unit being adjusted accordingly. A further adaptation to the respective working area of the striking mechanism can be brought about by presetting the pressure limit value as a function of the size of the striking mechanism stroke set in each case by means of a pressure limit value sensor which detects it (claim 16); in such an embodiment, the pressure limit value is therefore also adapted to the currently set size of the striking mechanism stroke.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
schematisiert ein als Hydraulikbagger ausgebildetes Trägergerät, an dem ein Schlagwerk in Gestalt eines Hydraulikhammers anstellbar angebracht ist,
Fig. 2
ein Schaltschema für eine Einrichtung mit einer Verstellpumpe als Fördereinheit, über welche die als Meßgröße fortlaufend ermittelte Schlagkolben-Schlagzahl ggf. annähernd konstant gehalten werden kann,
Fig. 3
ein Schaltschema für eine Einrichtung, mittels welcher in Abhängigkeit von der fortlaufend ermittelten Meßgröße der Schlagzahl ggf. der Rücklaufwiderstand des Schlagwerks verändert wird,
Fig. 4
ein Schaltschema für eine Einrichtung, bei welcher unter Berücksichtigung der Meßgröße der Schlagkolben-Schlagzahl und des Eingangsmengenstroms in das Schlagwerk ein Regelbefehl gewonnen wird, über welchen ggf. der Schlagwerkhub verändert wird,
Fig. 5
ein Schemabild für eine der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ähnliche Einrichtung, bei welcher zusätzlich der Rücklaufwiderstand des Schlagwerks mit Hubverstellung in Abhängigkeit von der Größe der gemessenen Schlagzahl verändert wird,
Fig. 6
ein Schaltschema für eine Drucksteuerung, mittels welcher der im Förderstrom vorliegende Betriebsdruck beeinflußt werden kann, und
Fig. 7
ein Schaltschema für eine Druckregelung für die Ausführungsformen gemäß Fig. 4 oder 5, bei welcher der Druck-Grenzwert in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird.
The invention is described below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing individual explained. Show it:
Fig. 1
schematically shows a carrier device designed as a hydraulic excavator, on which a striking mechanism in the form of a hydraulic hammer is adjustably attached,
Fig. 2
1 shows a circuit diagram for a device with a variable displacement pump as a delivery unit, by means of which the percussion piston stroke number continuously determined as a measured variable can be kept approximately constant, if necessary,
Fig. 3
1 shows a circuit diagram for a device, by means of which the return resistance of the striking mechanism is changed as a function of the continuously measured quantity of the number of blows,
Fig. 4
1 shows a circuit diagram for a device in which, taking into account the measured variable of the percussion piston number of blows and the input flow into the striking mechanism, a control command is obtained, by means of which the stroke mechanism stroke may be changed,
Fig. 5
a schematic image for a device similar to the embodiment according to FIG. 4, in which additionally the return resistance of the striking mechanism with stroke adjustment as a function of the size of the measured beat number is changed,
Fig. 6
a circuit diagram for a pressure control, by means of which the operating pressure present in the flow can be influenced, and
Fig. 7
a circuit diagram for a pressure control for the embodiments according to FIG. 4 or 5, in which the pressure limit value is specified as a function of the respectively set size of the impact mechanism stroke.

Der in Fig. 1 dargestellte Hydraulikbagger 1 weist als Versorgungseinheit einen Dieselmotor 2 auf, der unter anderem eine Hydraulikpumpe 3 antreibt; diese ist über eine Druckleitung 4 und eine Rücklaufleitung 5 an einen Hydraulikhammer 6 angeschlossen, der seinerseits anstellbar an dem Ausleger 7 des Hydraulikbaggers mit zwei Auslegerarmen 7a, 7b gehalten ist.
Unter Einwirkung des über die Druckleitung 4 zugelieferten Förderstroms führt der Schlagkolben 8 des Hydraulikhammers eine alternierende Bewegung in Richtung seiner Längsachse 8a aus, trifft am Ende seines Hubes auf ein als Meißel 9 ausgebildetes Werkzeug auf und wirkt über dieses auf das Zerkleinerungsmaterial 10 ein; die Bewegungsenergie des Schlagkolbens 8 wird dabei in Schlagenergie umgesetzt.The hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 has a diesel engine 2 as a supply unit, which among other things drives a hydraulic pump 3; this is connected via a pressure line 4 and a return line 5 to a hydraulic hammer 6, which in turn is held in an adjustable manner on the boom 7 of the hydraulic excavator with two boom arms 7a, 7b.
Under the action of the delivery flow supplied via the pressure line 4, the percussion piston 8 of the hydraulic hammer executes an alternating movement in the direction of its longitudinal axis 8a, strikes a tool designed as a chisel 9 at the end of its stroke and acts on the comminution material 10 via this; the kinetic energy of the percussion piston 8 is converted into impact energy.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 (und ebenso in den Fig. 3 bis 5) ist der Meißel 9 (vgl. Fig. 1) in zwei Wirkpfeile 9a, 9b aufgelöst; die unterschiedlichen Eigenschaften des Zerkleinerungsmaterials 10 sind durch das Symbol 11 mit R als Reflexionsfaktor angedeutet.
Der von der Hydraulikpumpe 3 gelieferte Förderstrom Qp gelangt mit dem Betriebsdruck über die Druckleitung 4 zum Hydraulikhammer 6, welcher den Eingangsmengenstrom Qe aufnimmt und über den Schlagkolben in hydraulische Schlagleistung umwandelt.
Eine etwaige Leistungsrückgewinnung innerhalb des Hydraulikhammers ist durch die virtuelle Pumpe 12 mit dem Reflexionsmengenstrom QR angedeutet, durch welche zurückgewonnene mechanische Leistung in hydraulische Leistung umgewandelt wird.
Der Reflexionsmengenstrom QR steigt mit der Größe des Reflexionsfaktors R an: Falls der Reflexionsfaktor den Wert Null aufweist, liefert dementsprechend die virtuelle Pumpe 12 keinen Reflexionsmengenstrom QR.
Der nach rechts gerichtete Pfeil 9a symbolisiert den vom Hydraulikhammer ausgehenden primären Energiestrom, der Pfeil 9b dagegen den auf den Hydraulikhammer einwirkenden, reflektierten Energiestrom, welcher ggf. die Entstehung des Reflexionsmengenstroms QR zur Folge hat. Falls also der Reflexionsfaktor R des Zerkleinerungsmaterials 10 (vgl. Fig. 1) nicht den Wert Null aufweist, ist der vom Hydraulikhammer 6 aufgenommene Eingangsmengenstrom Qe kleiner als der von der Hydraulikpumpe 3 gelieferte Förderstrom Qp; dieser Betriebszustand führt - soweit nicht Gegenmaßnahmen ergriffen werden - dazu, daß der Betriebsdruck in der Druckleitung 4 ansteigt.In the illustration according to FIG. 2 (and likewise in FIGS. 3 to 5), the chisel 9 (cf. FIG. 1) is broken down into two active arrows 9a, 9b; the different properties of the Comminution material 10 are indicated by the symbol 11 with R as the reflection factor.
The delivery flow Q p supplied by the hydraulic pump 3 reaches the operating pressure via the pressure line 4 to the hydraulic hammer 6, which receives the input flow rate Q e and converts it into hydraulic impact power via the percussion piston.
Any power recovery within the hydraulic hammer is indicated by the virtual pump 12 with the reflection flow Q R , through which the recovered mechanical power is converted into hydraulic power.
The reflection quantity flow Q R increases with the size of the reflection factor R: If the reflection factor has the value zero, the virtual pump 12 accordingly does not deliver a reflection quantity flow Q R.
The arrow 9a pointing to the right symbolizes the primary energy flow emanating from the hydraulic hammer, while the arrow 9b symbolizes the reflected energy flow acting on the hydraulic hammer, which may result in the generation of the reflection quantity flow Q R. If the reflection factor R of the comminution material 10 (cf. FIG. 1) does not have the value zero, the input quantity flow Q e received by the hydraulic hammer 6 is smaller than the delivery flow Q p supplied by the hydraulic pump 3; Unless countermeasures are taken, this operating state leads to the operating pressure in the pressure line 4 rising.

Zur Anpassung des Arbeitsverhaltens des Hydraulikhammers 6 an eine sich ändernde Größe des Reflexionsfaktors R ist die in Rede stehende Einrichtung gemäß der Lehre der Erfindung mit einem Schlagzahl-Sensor 13 ausgestattet, welcher außerhalb des Hydraulikhammers angeordnet ist. Der nach Art eines Schallwellen- oder Schwingungsaufnehmers arbeitende Schlagzahl-Sensor erfaßt - angedeutet durch die unterbrochene Linie 14 - die durch den Betrieb des Hydraulikhammers hervorgerufene, von der Schlagzahl abhängigen Schallwellen oder Schwingungen und wandelt sie in eine Meßgröße z um, die über eine Meßleitung 15 in einen Schlagzahl-Regler 16 überführt wird; diesem wird weiterhin über einen Grenzwertgeber 17 nebst Leitung 18 ein einstellbarer Schlagzahl-Grenzwert zo übermittelt.
Dem Schlagzahl-Regler 16 ist unter Zwischenschaltung einer Steuerleitung 19 ein Stellglied in Gestalt eines Verstellmotors 20 nachgeschaltet, über den - angedeutet durch die Linie 21 - das Fördervolumen der Hydraulikpumpe 3 verändert werden kann; diese ist im vorliegenden Fall also als Verstellpumpe ausgebildet.
Falls während des Betriebes des Hydraulikhammers 6 die als Meßgröße ermittelte Schlagzahl z auf den vorgegebenen Schlagzahl-Grenzwert zo ansteigt, erzeugt der Schlagzahl-Regler 16 einen an den Verstellmotor 20 weitergeleiteten Regelbefehl, der durch eine Verkleinerung des Fördervolumens den Förderstrom in der Druckleitung 4 solange zurückfährt, bis die Schlagzahl z den vorgegebenen Schlagzahl-Grenzwert wieder erreicht hat. Die in Rede stehende Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ermöglicht es also, aufgrund einer fortlaufenden Ermittlung der Größe der Schlagzahl das Arbeitsverhalten des Schlagwerks an sich ändernde Eigenschaften des Zerkleinerungsmaterials, verkörpert durch den Reflexionsfaktor R, anzupassen; der dazu erforderliche Schlagzahl-Sensor 13 kann in an sich bekannter Weise ausgebildet und außerhalb des Hydraulikhammers - beispielsweise in einer von Erschütterungen und Vibrationen weitgehend freien Umgebung - angeordnet sein. Der damit erzielte Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die in Rede stehende Einrichtung unabhängig von der Ausbildung des Hydraulikhammers bzw. Schlagwerks eingesetzt werden kann.In order to adapt the working behavior of the hydraulic hammer 6 to a changing size of the reflection factor R, the device in question according to the teaching of the invention is equipped with a stroke rate sensor 13, which is arranged outside the hydraulic hammer. The Impact rate sensor working in the manner of a sound wave or vibration sensor detects - indicated by the broken line 14 - the sound waves or vibrations which are caused by the operation of the hydraulic hammer and is converted into a measured variable z which is transmitted via a measuring line 15 in a beat number controller 16 is transferred; an adjustable beat number limit value z o is also transmitted to this via a limit value transmitter 17 along with line 18.
The stroke number controller 16 is followed by an actuator in the form of an adjusting motor 20 with the interposition of a control line 19, via which - indicated by line 21 - the delivery volume of the hydraulic pump 3 can be changed; in the present case it is designed as a variable displacement pump.
If, during operation of the hydraulic hammer 6, the number of strokes z determined as the measured variable increases to the predetermined limit of the number of strokes z o , the stroke number controller 16 generates a control command which is forwarded to the adjusting motor 20 and which reduces the delivery flow in the pressure line 4 by reducing the delivery volume drives back until the beat number z has reached the predetermined beat number limit again. The embodiment of the subject matter of the invention in question therefore makes it possible, on the basis of a continuous determination of the size of the number of blows, to adapt the working behavior of the striking mechanism to changing properties of the comminution material, embodied by the reflection factor R; the required stroke rate sensor 13 can be designed in a manner known per se and can be arranged outside the hydraulic hammer, for example in an environment largely free of shocks and vibrations. The one achieved Another advantage is that the device in question can be used regardless of the design of the hydraulic hammer or hammer mechanism.

Bei der Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nach Fig. 3 ist der Hydraulikhammer 6 über die Druckleitung 4 an eine Hydraulikpumpe 3 mit konstantem Fördervolumen angeschlossen; ein unerwünschter Anstieg des Betriebsdrucks in der Druckleitung wird durch ein Druckbegrenzungsventil 22 verhindert, dessen Anschlußleitung 23 von der Druckleitung 4 ausgeht.
Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform steht der Schlagzahl-Regler 16 ausgangsseitig über eine Steuerleitung 24 mit einer Verstelldrossel 25 in Verbindung, die in die Rücklaufleitung 5 des Hydraulikhammers 6 eingebaut ist. Durch Betätigung der Verstelldrossel kann der Rücklaufwiderstand - und damit der Rücklaufdruck in der Rücklaufleitung 5 - beeinflußt werden mit der Folge, daß sich die Rückhubgeschwindigkeit des Schlagkolbens 8 ändert.In the embodiment of the subject matter of FIG. 3, the hydraulic hammer 6 is connected via the pressure line 4 to a hydraulic pump 3 with a constant delivery volume; An undesirable increase in the operating pressure in the pressure line is prevented by a pressure relief valve 22, the connecting line 23 of which comes from the pressure line 4.
In contrast to the previously described embodiment, the impact rate controller 16 is connected on the output side via a control line 24 to an adjusting throttle 25 which is installed in the return line 5 of the hydraulic hammer 6. By actuating the adjusting throttle, the return resistance - and thus the return pressure in the return line 5 - can be influenced, with the result that the return stroke speed of the percussion piston 8 changes.

Falls die mit dem Schlagzahl-Sensor 13 fortlaufend ermittelte Schlagzahl z auf den vorgegebenen Schlagzahl-Grenzwert z₀ ansteigt, führt die Verstelldrossel 25 unter Einwirkung eines vom Schlagzahl-Reglers 16 erzeugten Reglerbefehls eine Schließbewegung aus, aufgrund derer bei erhöhtem Innenwiderstand des Hydraulikhammers 6 die Bewegung des Schlagkolbens 8 solange verzögert wird, bis die Meßgröße der Schlagzahl z mit dem Schlagzahl-Grenzwert wieder übereinstimmt.
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wird also bei Änderung des Reflexionsfaktors R auf der Grundlage einer fortlaufenden Schlagzahlmessung ggf. eine Änderung des Innenwiderstandes des Hydraulikhammers mit sich daraus ergebender Schlagzahlabsenkung ausgelöst. Der in der Druckleitung 4 auftretende Anstieg des Betriebsdrucks führt ggf. dazu, daß sich das Druckbegrenzungsventil 22 öffnet und ein Teilstrom QV abzufließen beginnt.If the stroke number z continuously determined with the stroke number sensor 13 rises to the predetermined stroke number limit value z,, the adjusting throttle 25 executes a closing movement under the influence of a regulator command generated by the stroke number controller 16, on the basis of which, with increased internal resistance of the hydraulic hammer 6, the movement of the Percussion piston 8 is delayed until the measured quantity of the stroke number z again matches the stroke number limit value.
In the embodiment in question, therefore, when the reflection factor R changes on the basis of a continuous measurement of the number of impacts, a change in the internal resistance of the hydraulic hammer may become more consequent Lowered stroke rate triggered. The increase in the operating pressure occurring in the pressure line 4 may lead to the pressure relief valve 22 opening and a partial flow Q V beginning to flow off.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 4 stützt sich die Regelung zur Anpassung des Arbeitsverhaltens des Hydraulikhammers 12 auf zwei fortlaufend ermittelte Meßgrößen, nämlich die mittels des Schlagzahl-Sensors 13 erfaßte Schlagzahl z und den mittels eines Eingangsstrom-Sensors 26 erfaßten Eingangsmengenstrom in den Hydraulikhammer 6. Der Eingangsstrom-Sensor, welcher in an sich bekannter Weise nach Art eines Durchflußmessers arbeitet, ist zwischen der Anschlußleitung 23 für das Druckbegrenzungsventil 22 und den Hydraulikhammer 6 in die Druckleitung 4 eingebaut.4, the regulation for adapting the working behavior of the hydraulic hammer 12 is based on two continuously determined measured variables, namely the number of strokes z detected by the stroke number sensor 13 and the input quantity flow into the hydraulic hammer 6 detected by an input current sensor 26. The input current sensor, which operates in a manner known per se in the manner of a flow meter, is installed in the pressure line 4 between the connecting line 23 for the pressure limiting valve 22 and the hydraulic hammer 6.

Die mittels der Sensoren 13 und 26 gewonnenen Meßgrößen - Schlagzahl z und Eingangsmengenstrom Qe - werden über eine Steuerleitung 27 bzw. 28 einem Rechenglied 29 zugeführt, in dem aus dem Verhältnis zwischen den beiden Meßgrößen ein z/Q-Istwert gebildet wird, der über eine Eingabe 30 an einen Regler 31 übermittelt wird. Dieser steht seinerseits über eine Steuerleitung 32 mit einem Stellglied 33 in Verbindung, über welches - angedeutet durch einen Pfeil 34 - die Größe des Schlagwerkhubes verändert werden kann; die in Rede stehende Ausführungsform setzt also die Verwendung eines Hydraulikhammers mit Hubverstellung voraus. Die Änderung des Schlagwerkhubes Δs kann in an sich bekannter Weise in mehreren Stufen erfolgen, die mit "n" angedeutet sind (vgl. dazu die bereits erwähnte DE-C3-26 58 455).
Das Stellglied 33 steht ausgangsseitig unter Zwischenschaltung eines z/Q-Grenzwertgebers 35 mit der Eingangsseite des Reglers 31 in Verbindung. Vom Stellglied 33 erhält der Bestandteil 35 Steuerbefehle, welche den Grenzwert (z/Q)₀ jeweils an den augenblicklich eingestellten Hub des Schlagkolbens 8 anpassen.
Der Regler 31 wirkt über einen Reglerbefehl auf das Stellglied 33 und über dieses im Sinne einer Änderung des Innenwiderstands auf den Hydraulikhammer 6 ein, falls der vom Rechenglied 29 gelieferte z/Q-Istwert größenmäßig den mittels des z/Q-Grenzwertgebers 35 vorgegebenen Grenzwert erreicht.
Die Regelung baut auf der Erkenntnis auf, daß das Verhältnis zwischen der Meßgröße der Schlagzahl z und dem Eingangsmengenstrom Qe bei ansteigenden Werten des Reflexionsfaktors R ebenfalls zunimmt.
Falls dabei der vorgegebene, in Abhängigkeit vom Schlagkolbenhub veränderbare z/Q-Grenzwert erreicht wird, führt das Stellglied 33 unter Einwirkung des Reglers 31 eine Vergrößerung des Schlagkolbenhubes und damit eine entsprechende Veränderung des Innenwiderstandes des Hydraulikhammers 6 herbei, die bei sonst unveränderten Arbeitsbedingungen einen Anstieg der Einzelschlagenergie und ein Absinken der Schlagzahl zur Folge hat. Dementsprechend nimmt auch der z/Q-Istwert ab.The measured variables obtained by means of the sensors 13 and 26 - number of blows z and input quantity flow Q e - are fed via a control line 27 or 28 to a computing element 29, in which a z / Q actual value is formed from the ratio between the two measured variables, which an input 30 is transmitted to a controller 31. This in turn is connected via a control line 32 to an actuator 33, via which - indicated by an arrow 34 - the size of the striking stroke can be changed; the embodiment in question therefore requires the use of a hydraulic hammer with stroke adjustment. The impact mechanism stroke Δs can be changed in a manner known per se in several stages, which are indicated by "n" (cf. also the already mentioned DE-C3-26 58 455).
On the output side, the actuator 33 is connected to the input side of the controller 31 with the interposition of a z / Q limit transmitter 35. From The actuator 33 receives the component 35 control commands which adapt the limit value (z / Q) ₀ to the stroke of the percussion piston 8 which is currently set.
The controller 31 acts on the actuator 33 via a controller command and on the hydraulic hammer 6 in the sense of a change in the internal resistance if the actual z / Q value supplied by the computing element 29 reaches the limit value specified by the z / Q limit transmitter 35 .
The control is based on the knowledge that the ratio between the measured variable of the beat number z and the input quantity flow Q e also increases with increasing values of the reflection factor R.
If the predetermined z / Q limit value, which can be changed as a function of the percussion piston stroke, is reached, the actuator 33, under the action of the controller 31, increases the percussion piston stroke and thus a corresponding change in the internal resistance of the hydraulic hammer 6, which increases with otherwise unchanged working conditions the single impact energy and a decrease in the impact rate. Accordingly, the actual z / Q value also decreases.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 läßt sich dadurch vorteilhaft ausgestalten, daß zusätzlich der Schlagzahl-Grenzwert z₀ in Abhängigkeit von der Größe des jeweils eingestellten Schlagkolbenhubes vorgegeben wird.
Eine derartige Ausführungsform ist aus der Fig. 5 ersichtlich, wobei der Hydraulikhammer 6 aus Gründen der Übersichtlichkeit ohne die die Energierückgewinnung andeutende virtuelle Pumpe 12 dargestellt ist (vgl. dazu Fig. 4).The embodiment according to FIG. 4 can advantageously be designed such that the impact number limit value z₀ is also specified as a function of the size of the impact piston stroke set in each case.
Such an embodiment can be seen from FIG. 5, the hydraulic hammer 6 being shown for the sake of clarity without the virtual pump 12 indicating energy recovery (cf. FIG. 4).

Um ggf. einen unerwünschten Anstieg der Schlagzahl z verhindern zu können, ist die in Rede stehende Einrichtung zusätzlich mit einem Schlag<zahl-Grenzwertgeber 17, einem Schlagzahlregler 16 und einem diesem nachgeschalteten Stellglied in Form einer Verstelldrossel 25 ausgestattet; letztere ist - wie bereits anhand der Fig. 3 erläutert - in die Rücklaufleitung 5 des Hydraulikhammers 6 eingebaut. Der Schlagzahlregler 16 ist eingangsseitig über eine Meßleitung 36 an den Schlagzahl-Sensor 13 sowie über die Eingabe 18 an den Schlagzahl-Grenzwertgeber 17 angeschlossen. Letzterer erhält vom Stellglied 33 über eine Signalleitung 37 Steuerbefehle, welche den Schlagzahl-Grenzwert z₀ der Größe des Schlagkolbenhubes entsprechend umschalten.
Falls die Meßgröße der Schlagzahl z auf den an den Schlagkolbenhub angepaßten Schlagzahl-Grenzwert ansteigt, löst der Schlagzahl-Regler 16 über die Steuerleitung 24 eine Verkleinerung des durch die Verstelldrossel 25 festgelegten Durchflußquerschnitts in der Rücklaufleitung 5 aus; diese Veränderung hat zur Folge, daß der Innenwiderstand des Hydraulikhammers 6 (verbunden mit einem Anstieg des Rücklaufdrucks in der Rücklaufleitung 5) ansteigt und die Schlagzahl z absinkt.
Die beschriebene Ausgestaltung stellt also sicher, daß unter Einwirkung des Schlagzahl-Reglers 16 die Schlagzahl in jedem Bereich, welcher durch die Größe des jeweiligen Schlagkolbenhubes festgelegt ist, auf die Größe des angepaßten Schlagzahl-Grenzwertes z₀ (n) begrenzt wird.In order to be able to prevent an undesirable increase in the number of blows z, the one in question is Device additionally equipped with a stroke <number limit transmitter 17, a stroke number controller 16 and an actuator connected downstream thereof in the form of an adjusting throttle 25; the latter is - as already explained with reference to FIG. 3 - installed in the return line 5 of the hydraulic hammer 6. The impact rate controller 16 is connected on the input side via a measuring line 36 to the impact rate sensor 13 and via the input 18 to the impact rate limit value transmitter 17. The latter receives control commands from the actuator 33 via a signal line 37, which switch the stroke number limit value z₀ according to the size of the percussion piston stroke.
If the measured quantity of the stroke number z increases to the stroke number limit value adapted to the stroke of the percussion piston, the stroke number controller 16 triggers a reduction in the flow cross section in the return line 5, which is determined by the adjusting throttle 25, via the control line 24; this change has the consequence that the internal resistance of the hydraulic hammer 6 (associated with an increase in the return pressure in the return line 5) increases and the number of strokes z decreases.
The described configuration thus ensures that the impact number in each area, which is determined by the size of the respective impact piston stroke, is limited to the size of the adjusted number of impact limits z₀ (n) under the action of the impact number controller 16.

Abweichend von der Ausführung gemäß Fig. 3 und 4 - die auch beim Gegenstand der Fig. 5 anwendbar ist - kann die Hydraulikpumpe 3 auch als Verstellpumpe mit veränderbarem Fördervolumen ausgebildet sein, deren Betriebszustand mittels einer Druckregelung überwacht und ggf. angepaßt wird (Fig. 6).
Zu diesem Zweck ist die Hydraulikpumpe 3 mit einem Drucksensor 38 ausgestattet, der über eine Steuerleitung 39 auf einen Verstellantrieb 40 einwirkt; über diesen kann - angedeutet durch einen Pfeil 41 - die Größe des Fördervolumens der Hydraulikpumpe 3 verändert werden.
Der Druckregler 38 ist eingangsseitig unter Zwischenschaltung eines Drucksensors 42 über eine Meßleitung 43 an die Druckleitung 4 angeschlossen und steht außerdem über eine Eingabe 44 mit einem Druck-Grenzwertgeber 45 in Verbindung. Dieser gibt die einstellbare Größe des vom Druckregler 38 zu verarbeitenden Druck-Grenzwertes p₀ vor. Falls der vom Drucksensor 42 erfaßte Betriebsdruck p auf den vorgegebenen Druck-Grenzwert p₀ ansteigt, löst der Druckregler 38 über die Steuerleitung 39 eine Betätigung des Verstellantriebs 40 aus, und zwar in der Weise, daß durch Verkleinerung des Fördervolumens der Hydraulikpumpe 3 deren Innenwiderstand erhöht, der austretende Förderstrom vermindert und damit der Betriebsdruck in der Druckleitung 4 abgesenkt wird.
Der mit dieser zusätzlichen Druckregelung erzielte Vorteil besteht darin, daß der Hydraulikhammer 6 jeweils mit dem höchstzulässigen Betriebsdruck beaufschlagt werden kann.3 and 4 - which can also be applied to the subject of FIG. 5 - the hydraulic pump 3 can also be designed as a variable displacement pump with a variable delivery volume, the operating state of which is monitored and, if necessary, adapted by means of a pressure control (FIG. 6 ).
For this purpose, the hydraulic pump 3 with a Pressure sensor 38 equipped, which acts on an adjustment drive 40 via a control line 39; The size of the delivery volume of the hydraulic pump 3 can be changed via this - indicated by an arrow 41.
The pressure regulator 38 is connected on the input side with the interposition of a pressure sensor 42 via a measuring line 43 to the pressure line 4 and is also connected via an input 44 to a pressure limit indicator 45. This specifies the adjustable size of the pressure limit value p₀ to be processed by the pressure regulator 38. If the operating pressure p detected by the pressure sensor 42 increases to the predetermined pressure limit value p₀, the pressure regulator 38 triggers an actuation of the adjustment drive 40 via the control line 39, in such a way that the internal resistance increases by reducing the delivery volume of the hydraulic pump 3, the emerging flow rate is reduced and thus the operating pressure in the pressure line 4 is reduced.
The advantage achieved with this additional pressure control is that the hydraulic hammer 6 can be acted upon with the maximum permissible operating pressure.

Fig. 7 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Ausführungsform nach Fig. 5 für den Fall, daß die Hydraulikpumpe 3 - gemäß Fig. 6 - als Verstellpumpe mit veränderbarem Fördervolumen und Druckregelung ausgebildet ist.
Der Druck-Grenzwertgeber 45 ist dabei zusätzlich über eine Leitung 46 an das Stellglied 33 zur Beeinflussung der Größe des Schlagkolbenhubes angeschlossen. Durch vom Stellglied 33 kommende Steuerbefehle wird der vom Druck-Grenzwertgeber 45 vorgegebene Druck-Grenzwert p₀ größenmäßig jeweils an den derzeit eingestellten Schlagkolbenhub angepaßt.FIG. 7 shows an advantageous embodiment of the embodiment according to FIG. 5 in the event that the hydraulic pump 3 - according to FIG. 6 - is designed as a variable displacement pump with a variable delivery volume and pressure control.
The pressure limit transmitter 45 is additionally connected via a line 46 to the actuator 33 for influencing the size of the percussion piston stroke. By control commands coming from the actuator 33, the pressure limit value pwert predetermined by the pressure limit transmitter 45 is adapted in size to the currently set percussion piston stroke.

Im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre ist sämtlichen zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen gemeinsam, daß die Messung der interessierenden Leistungskenngröße des Schlagwerks (Schlagkolbenschlagzahl bzw. Schlagkolbenschlagzahl und Eingangsmengenstrom) unter Verwendung von Sensoren erfolgt, die außerhalb des Schlagwerks angeordnet sind.In the sense of the teaching according to the invention, it is common to all of the previously mentioned exemplary embodiments that the measurement of the performance parameter of interest of the percussion mechanism (percussion piston stroke number or percussion piston stroke number and input flow rate) is carried out using sensors which are arranged outside the percussion mechanism.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht daher darin, daß die Anpassung des Arbeitsverhaltens hydraulisch betriebener Schlagwerke auf die Messung zumindest einer der beiden Leistungskenngrößen des Schlagwerks - Schlagkolbenschlagzahl z und Eingangsmengenstrom Qe in das Schlagwerk - zurückgeführt wird, die außerhalb des Schlagwerks - und damit weitestgehend unabhängig von diesem - ausgeführt wird; etwa zugehörige Regler lassen sich dementsprechend optimal ausgestalten und anbringen und auch bei unterschiedlich ausgebildeten Schlagwerken einsetzen.The advantage achieved by the invention is therefore that the adaptation of the working behavior of hydraulically operated striking mechanisms to the measurement of at least one of the two performance parameters of the striking mechanism - percussion piston stroke number z and input flow rate Q e into the striking mechanism - is attributed to the outside of the striking mechanism - and thus largely regardless of this - is executed; Corresponding controllers can accordingly be optimally designed and attached and also used with differently designed striking mechanisms.

Claims (16)

Verfahren zur Anpassung des Arbeitsverhaltens eines Schlagwerks auch mit Hubverstellung, dessen Schlagkolben unter Einwirkung des von einer Fördereinheit gelieferten hydraulischen Antriebsmittels hin- und hergehende Bewegungen ausführt, an die Härte des Zerkleinerungsmaterials,
dadurch gekennzeichnet, daß
von den beiden außerhalb des Schlagwerks ermittelten Leistungskenngrößen des Schlagwerks - Eingangsmengenstrom (Qe) in das Schlagwerk und Schlagkolben-Schlagzahl (z) - als Meßgröße zumindest die letzere in einer Regelung in einen Regelbefehl umgewandelt und an einem Stellglied zur Einwirkung gebracht wird, mit dem der Innenwiderstand einer der beiden Arbeitseinheiten - der Fördereinheit und des Schlagwerks - derart verändert wird, daß mit dem Anstieg der zumindest einen Meßgröße auf einen einstellbaren Leistungskenngrößen-Sollwert - mit dem ein zumindest die Schlagzahl umfassender Grenzwert vorgegeben wird - der Innenwiderstand erhöht wird.Process for adapting the working behavior of a striking mechanism, also with stroke adjustment, the striking piston of which performs reciprocating movements under the influence of the hydraulic drive means supplied by a conveyor unit, to the hardness of the comminution material,
characterized in that
of the two performance parameters of the percussion mechanism determined outside the percussion mechanism - input volume flow (Q e ) into the percussion mechanism and percussion piston stroke number (z) - as a measured variable, at least the latter is converted into a control command in a control system and is brought into effect on an actuator with which the internal resistance of one of the two working units - the conveyor unit and the striking mechanism - is changed in such a way that the internal resistance is increased as the at least one measured variable increases to an adjustable performance parameter setpoint - with which a limit value comprising at least the number of impacts is specified. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund des aus der Schlagzahl-Meßgröße gewonnenen Regelbefehls der Rücklaufwiderstand des Schlagwerks erhöht wird, falls die Meßgröße auf einen einstellbaren Schlagzahl-Grenzwert ansteigt.Method according to Claim 1, characterized in that the return resistance of the striking mechanism is increased on the basis of the control command obtained from the stroke number measured variable if the measured variable increases to an adjustable limit for the stroke number. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund des aus der Schlagzahl-Meßgröße gewonnenen Regelbefehls ein den Querschnitt der Rücklaufleitung des Schlagwerks festlegendes Drosselventil verstellt wird, falls die Meßgröße auf einen einstellbaren Schlagzahl-Grenzwert ansteigt.A method according to claim 1, characterized in that a throttle valve defining the cross section of the return line of the striking mechanism is adjusted on the basis of the control command obtained from the stroke number measured variable if the measured variable increases to an adjustable limit of the stroke number. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund des aus der Schlagzahl-Meßgröße gewonnenen Regelbefehls durch Verstellen des Fördervolumens der Fördereinheit deren Förderstrom beeinflußt wird, falls die Meßgröße auf einen einstellbaren Schlagzahl-Grenzwert ansteigt.Method according to Claim 1, characterized in that, on the basis of the control command obtained from the stroke number measured variable, the delivery flow is influenced by adjusting the delivery volume of the delivery unit if the measured variable increases to an adjustable limit value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die vom Schlagwerk aufgenommene Antriebsmittel-Eingangsmenge als Meßgröße ermittelt wird;
daß aus dem Meßgrößenverhältnis Schlagzahl/Eingangsmenge ein Meßgrößenverhältnis-Istwert gebildet wird und
daß durch Verstellen des Hubes des Schlagwerks dessen Innenwiderstand erhöht wird, falls der Meßgrößenverhältnis-Istwert auf einen Grenzwert ansteigt, der in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird.Method according to Claim 1, characterized in that the drive means input quantity received by the striking mechanism is also determined as a measured variable;
that a measured variable ratio actual value is formed from the measured variable ratio beat number / input quantity and
that by adjusting the stroke of the striking mechanism, its internal resistance is increased if the actual measured value ratio rises to a limit value which is predetermined as a function of the size of the striking mechanism stroke set in each case. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagzahl-Grenzwert in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird.Method according to Claim 5, characterized in that the impact number limit value is predetermined as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Fördereinheit gelieferte Förderstrom durch Verstellen ihres Fördervolumens vermindert wird, falls der Betriebsdruck im Förderstrom auf einen vorgegebenen Druck-Grenzwert ansteigt.Method according to one of claims 2, 3, 5 and 6, characterized in that the delivery flow supplied by the delivery unit is reduced by adjusting its delivery volume if the operating pressure in the delivery flow increases to a predetermined pressure limit. Verfahren nach Anspruch 7 und zumindest einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck-Grenzwert in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird.Method according to claim 7 and at least one of claims 5 to 6, characterized in that the pressure limit value is predetermined as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case. Einrichtung zur Anpassung des Arbeitsverhaltens eines Schlagwerks mittels des Verfahrens nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
einen die Schlagkolben-Schlagzahl (z) erfassenden, außerhalb des Schlagwerks (6) befindlichen Schlagzahl-Sensor (13), einen diesem nachgeschalteten Schlagzahl-Regler (16) und ein von diesem gesteuertes Stellglied (20 bzw. 25), über welches der Innenwiderstand einer der Arbeitseinheiten - Fördereinheit (3) und Schlagwerk (6) - erhöht wird, falls die Meßgröße der Schlagzahl z auf einen vorgegebenen Grenzwert z₀ ansteigt.Device for adapting the working behavior of a striking mechanism by means of the method according to at least one of the preceding claims,
marked by
a stroke number sensor (13), which detects the percussion piston stroke number (z) and is located outside the percussion mechanism (6), a stroke number controller (16) connected downstream of this and an actuator (20 or 25) controlled by this, via which the internal resistance one of the working units - conveyor unit (3) and hammer mechanism (6) - is increased if the measured quantity of the number of strokes z increases to a predetermined limit value z₀. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied aus einer Verstelldrossel (25) besteht, welche in die Rücklaufleitung (5) des Schlagwerks (6) eingebaut ist.Device according to claim 9, characterized in that the actuator consists of an adjusting throttle (25) which is installed in the return line (5) of the striking mechanism (6). Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied aus einem Verstellantrieb (20) besteht, über welchen das Fördervolumen der Fördereinheit (3) veränderbar ist.Device according to claim 9, characterized in that the actuator consists of an adjustment drive (20), via which the delivery volume of the delivery unit (3) can be changed. Einrichtung zur Anpassung des Arbeitsverhaltens eines Schlagwerks mittels des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch einen die Schlagkolben-Schlagzahl (z) erfassenden Schlagzahl-Sensor (13) und einen Eingangsstrom-Sensor (26) zur Ermittlung des vom Schlagwerk (6) aufgenommenen Eingangsmengenstroms (Qe), die beide außerhalb des Schlagwerks (6) angeordnet sind, ein Rechenglied (29) zur Bildung eines z/Q-Istwerts aus dem Verhältnis zwischen der Meßgröße der Schlagzahl (z) und dem Eingangsmengenstrom (Qe), einen den z/Q-Istwert verarbeitenden Regler (31) und ein diesem nachgeschaltetes Stellglied (33) zur Beeinflussung des Schlagwerk-Innenwiderstands, wobei dieser unter der Einwirkung des Reglers (31) vergrößert wird, falls der Istwert des Meßgrößenverhältnisses (z/Q) auf einen vorgegebenen, veränderbaren Grenzwert ((z/Q)₀) ansteigt.Device for adapting the working behavior of a striking mechanism by means of the method according to at least one of claims 1 to 8,
characterized by a stroke number sensor (13) detecting the percussion piston stroke number (z) and an input current sensor (26) for determining the input volume flow (Q e ) recorded by the percussion mechanism (6), both of which are arranged outside the percussion mechanism (6) , a computing element (29) for forming a z / Q actual value from the ratio between the measured variable of the beat number (z) and the input quantity flow (Q e ), the z / Q actual value processing controller (31) and an actuator (33) connected downstream to influence the internal impact resistance of the hammer mechanism, this being increased under the influence of the controller (31) if the actual value of the measured variable ratio (z / Q) is at a predetermined, variable limit value ( (z / Q) ₀) increases. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß über das Stellglied (33) stufenweise die Größe des Schlagwerkhubes veränderbar ist.Device according to claim 12, characterized in that the size of the striking mechanism stroke can be changed in stages via the actuator (33). Einrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rücklaufleitung (5) des Schlagwerks (6) eine von einem Schlagzahl-Regler (16) gesteuerte Verstelldrossel (25) eingebaut ist, wobei der Schlagzahl-Regler dem Schlagzahl-Sensor (13) nachgeschaltet ist und erst wirksam wird, falls die Meßgröße der Schlagzahl (z) auf einen Grenzwert (z₀) ansteigt, der in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird.Device according to claims 12 and 13, characterized in that an adjusting throttle (25) controlled by a stroke number controller (16) is installed in the return line (5) of the percussion mechanism (6), the stroke number controller being connected to the stroke number sensor ( 13) is connected downstream and only becomes effective if the measured quantity of the number of blows (z) increases to a limit value (z₀) which is specified as a function of the size of the stroke mechanism stroke set in each case. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12 bis 14, gekennzeichnet durch einen Drucksensor (42), welcher den Betriebsdruck (p) in der Förderleitung (4) der Fördereinheit (3) aufnimmt, einen nachgeschalteten Druckregler (38) und einen von diesem gesteuerten Verstellantrieb (40), unter dessen Einwirkung das Fördervolumen der Fördereinheit (3) verkleinert wird, falls die Meßgröße des Betriebsdrucks (p) auf einen vorgegebenen Druck-Grenzwert (p₀) ansteigt.Device according to claim 11 or 12 to 14, characterized by a pressure sensor (42) which receives the operating pressure (p) in the delivery line (4) of the delivery unit (3), a downstream pressure regulator (38) and an adjustment drive (40) controlled by the latter ), under the influence of which the delivery volume of the delivery unit (3) is reduced if the measured variable of the operating pressure (p) increases to a predetermined pressure limit value (p₀). Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck-Grenzwert (p₀) in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes über einen diese erfassenden Druck-Grenzwertgeber (45) vorgegeben wird.Device according to Claim 15, characterized in that the pressure limit value (p₀) is predetermined as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case by means of a pressure limit value sensor (45) which detects it.
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