EP1607187A1 - Verfahren und Einrichtung zur Verbesserung des Abschaltverhaltens eines elektropneumatischen Abbaugeräts - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Verbesserung des Abschaltverhaltens eines elektropneumatischen Abbaugeräts Download PDFInfo
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Definitions
- the path of the bonnet or tool in Lifting the device from the ground used, but not by one To control sleeve, but to the striking mechanism or its air spring extend.
- the extension of the effective percussion length to the Döpperweg causes the air spring is so soft that the flying piston is not sucked again during the return stroke of the exciter piston.
- the inventive method for improving the Nachtsch s an electropneumatic degradation device, in particular a Drill and / or chipping hammer, in which within a guide tube via an air spring by an electrically driven excitation piston accelerated flying piston acts on a mining tool is according to the invention characterized in that to reduce the lookup of the flying piston when lifting the dismantling device from the machined Underground the pressure between the flying piston and the excitation piston is increased.
- the valve device a check valve, on the lifting of the Tool from the underground during the return stroke of the exciter piston between this and the air piston resulting negative pressure on a higher pressure, in particular ambient pressure is raised.
- the guide tube in the region of the air spring at least a bore, also referred to herein as a "puff hole,” and the check valve is displaceable relative to the guide tube and arranged so that when lifting the excavator from the ground by a Adjustment is aligned with the bore.
- a further basic embodiment variant of the invention provides the valve device by means of at least one actively switched valve, for example, an electromagnetically actuated valve, such as in To realize the shape of a dynamic valve sleeve valve.
- the valve is in particular by an electromagnetically actuated Control sleeve formed in a switching position at least one of the guide tube closing through hole to the air spring closes and in releases another shift position.
- Another tried and tested The solution for a dynamic valve sleeve valve is the Control sleeve relative to the guide tube of the striking mechanism axially by a To move the voice coil actuator whose displaceable core through the Control sleeve is formed.
- Fig. 1 shows a schematic side sectional view of a mining device with features of the invention, in the example shown a Drill and / or chisel hammer 1, whose housing is divided by two parts is formed, namely a handle shell 2 and a motor housing shell. 3
- this division of the housing is not mandatory; there are others one-, two- or multi-part housing enclosures for devices of this type.
- the power supply is via a connection cable 6.
- the mean pressure is to be estimated, which is so in the Schlagwerk is generated to illustrate that the forces are sufficient the flying mass 14 within a short time forward in the direction Accelerate tool.
- the maximum overpressure that can be generated by the check valves is about 3/4 of the external pressure p 0 , if it is assumed that the connecting rod length corresponds to the length l eff of the percussion mechanism.
- a mining device of the type mentioned, in particular a drilling and / or Chisel hammer the more user-friendly, the lower the contact pressure which the user has to apply in order for the device to Business interruption z. B. when settling of the ground, again starts up quickly and works stably. By generating a higher Pressure between the excitation piston 12 and the flying piston 14 when settling of the device becomes the contact force required for restart something increased.
- the time-correlated partial diagrams (a) to (c) illustrated in FIG. 8 illustrate Simulation results with the impact mechanism according to Fig. 2 A / B were performed.
- the bottom part of the diagram (c) shows the time course of the in Schlagwerk existing air mass in a stop and start operation for a striking mechanism according to the invention.
- the pump-up or control sleeve 17 is activated, i. H. at the Settling of the device is shifted to the position shown in Fig. 2B.
- the Schlagwerk comes to a halt within two shots, which is fine can be seen from the partial diagram (b) of FIG. 8.
- FIGS. 11 and 12 show the already explained FIGS. 8 and 10, respectively Graphics or diagrams for a striking mechanism with a Pump-up or control sleeve 17 shown in FIG. 7 with additional (additional) Discharge opening (discharge openings) 32.
- a check valve compared with the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 12 replaced by a fast switching valve 60, the one can be magnetically actuated 2/2-way valve.
- the valve 60 is closed as soon as the Exciter piston 12 changes its direction of movement at the rear dead center. The air is compressed and generated during the advance of the exciter piston 12 an overpressure. The valve 60 is then reopened each time shortly after the exciter piston 12 the front dead center or reversal point has reached.
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Abstract
Description
- Fig. 1
- die Prinzipdarstellung eines Bohr- und/ oder Meisselhammers mit elektropneumatischem Schlagwerk, das erfindungsgemäß mit einer pneumatischen Flugkolbenbremse ausgestattet ist;
- Fig. 2 mit Teilfiguren 2A und 2B
- die Prinzipdarstellung eines elektropneumatischen
Schlagwerks für Geräte der
genannten Art mit einer aktiven Flugkolbenbremse,
realisiert mittels durch eine
Steuerhülse axial verschiebbarer Klappenventile,
wobei
Fig. 2A die Position des Klappenventils in der Arbeitsposition des Geräts, also beim Abbau von Untergrund zeigt, während
Fig. 2B das Klappenventil bei vom Untergrund abgehobenem Werkzeug, und damit aktivierter Flugkolbenbremse veranschau- licht; - Fig. 3A
- die isometrische Darstellung einer erprobten Steuerhülse mit integrierten Klappenventilen zur Deaktivierung und Aktivierung der Flugkolbenbremse;
- Fig. 3B
- die Schnittdarstellung der Steuerhülse nach Fig. 3A;
- Fig. 4
- die Schnittdarstellung einer Steuerhülse mit integrierten Kugelventilen als Rückschlagventile;
- Fig. 5
- die Prinzipdarstellung eines elektropneu- matischen Schlagwerks, ausgerüstet mit einer Steuerhülse mit Kugelventilen gemäß Fig. 4;
- Fig. 6
- die Prinzipdarstellung eines elektropneu- matischen Schlagwerks mit aktiver Flug- kolbenbremse gemäß der Erfindung zur Verdeutlichung des Begriffs "effektive Schlagwerkslänge";
- Fig. 7 mit Teilfiguren 7A, 7B und 7C
- die Prinzipdarstellung eines elektropneumatischen Schlagwerks mit aktiv steuerbarem Rückschlagventil, dargestellt in drei unterschiedlichen Positionen zur Veranschaulichung eines nachfolgend erläuterten Betriebsverhaltens;
- Fig. 8
- drei zeitkorreliert übereinander dargestell- te Signaldiagramme zur Veranschauli- chung eines Stopp- und Startvorgangs eines elektropneumatischen Schlagwerks mit erfindungsgemäßen Merkmalen bei kurzzeitiger Unterbrechung und Wieder- aufnahme eines Arbeitsvorgangs mit dem Abbaugerät;
- Fig. 9
- eine zeitlich auseinandergezogene Darstellung der Messsignaldiagramme der Fig. 8 zur Veranschaulichung des Abschalt- bzw. Nachschlagverhaltens eines elektropneumatischen Schlagwerks mit erfindungsgemäßer Flugkolbenbremse;
- Fig. 10
- die ebenfalls zeitlich auseinandergezogene Darstellung eines Teilabschnitts der Messsignale aus Fig. 8 zur Verdeutlichung des Anlaufverhaltens des Schlagwerks gemäß der Erfindung;
- Fig. 11
- eine der Fig. 8 entsprechende zeitkorrelierte Darstellung von drei Messsignalen zur Verdeutlichung eines Stopp- und Startvorgangs eines elektropneumatischen Schlagwerks, bei dem zusätzliche Maßnahmen getroffen sind, um einen beim raschen Abbremsen des Flugkolbens erzeugten Überdruck im Schlagwerk rasch abzubauen;
- Fig. 12
- eine zeitlich gestreckte Detaildarstellung aus der Graphik der Fig. 11 zur besseren Verdeutlichung des Anlaufverhaltens des Schlagwerks bei zusätzlichem Abblasen des für den Abbremsvorgang aufgebauten Druckpolsters;
- Fig. 13
- eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Flugkolbenbremsung durch Aufbau eines Zusatzdrucks über einen durch eine Hubkolbenpumpe aufladbaren Druckspeicher erfolgt;
- Fig. 14
- eine andere Ausführungsvariante, bei der ein Druckspeicher über eine vom Pleuel des Erregerkolbens mitbetätigte Exzenterpumpe aufgeladen wird;
- Fig. 15
- eine Ausführungsvariante der Erfindung, bei der eine Druckerhöhung im Schlagwerk bei Arbeitsunterbrechung über ein schaltbares Ventil, vorzugsweise Zweiwegeventil, erfolgt; und
- Fig. 16
- eine Ausführungsvariante der Erfindung, bei der eine Steuerhülse zur aktiven Öffnung von Schnauflöchern im Bereich der Luftfeder bei Arbeitsunterbrechung und Abheben des Werkzeugs vom Untergrund durch einen Voice-Coil-Aktor axial hinund hergeschoben wird.
Claims (22)
- Verfahren zur Verbesserung des Abschaltverhaltens eines elektropneumatischen Abbaugeräts, insbesondere Bohr- und/oder Meisselhammers, bei dem innerhalb eines Führungsrohrs (11) ein über eine Luftfeder (19) durch einen elektrisch angetriebenen Erregerkolben (12) beschleunigter Flugkolben (14) auf ein Abbauwerkzeug wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung des Nachschlagens des Flugkolbens beim Abheben des Abbaugeräts vom bearbeiteten Untergrund der Druck zwischen dem Flugkolben und dem Erregerkolben erhöht wird.
- Abbaugerät mit elektropneumatischem Schlagwerk, insbesondere Bohr- und/oder Meisselhammer, dessen Schlagwerk einen elektrisch innerhalb eines Führungsrohrs (11) vor- und zurückfahrend antreibbaren Erregerkolben (12) aufweist, der über eine von diesem komprimierte Luftfeder (19) einen Flugkolben (14) beschleunigt, der seinerseits ein in einer Werkzeugaufnahme (9) gehaltenes Abbauwerkzeug schlagend antreibt, gekennzeichnet durch eine beim Abheben des Abbaugeräts vom abzubauenden Untergrund aktivierbare Ventileinrichtung (30), über die der zwischen dem Flug- und dem Erregerkolben wirkende Druck im Schlagwerk erhöht wird.
- Abbaugerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung wenigstens ein Rückschlagventil (20; 28) aufweist, über das beim Abheben des Abbaugeräts vom Untergrund der beim Rückhub des Erregerkolbens zwischen diesem und dem Flugkolben entstehende Unterdruck auf einen höheren Druck, vorzugsweise annähernd Umgebungsdruck, angehoben wird.
- Abbaugerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr im Bereich der Luftfeder wenigstens eine Bohrung (Schnaufloch 18) aufweist, und dass das Rückschlagventil relativ zum Führungsrohr verschiebbar und so angeordnet ist, dass es beim Abheben des Abbaugeräts vom Untergrund durch eine Verstelleinrichtung (16) auf diese Bohrung (18) ausrichtbar ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil in eine das Führungsrohr umgebende Steuerhülse (17) integriert ist, die durch die Verstelleinrichtung verschiebbar ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 3 oder 4, bei dem der über die Luftfeder angetriebene Flugkolben schlagend auf einen dem Werkzeughalter zugeordneten Döpper (15) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung für das Rückschlagventil durch den Döpper betätigbar ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse durch die Verstelleinrichtung relativ zum Führungsrohr axial verschiebbar ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse durch die Verstelleinrichtung relativ zum Führungsrohr verdrehbar ist.
- Abbaugerät nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil ein Klappenventil (20) ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil ein in die Umfangswand der Steuerhülse (17) integriertes Klappenventil (20) ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenventil (20) durch eine einseitig eingespannte quer zu einem Durchlasskanal sich erstreckende Blattfeder (22) gebildet ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil ein in die Steuerhülse (17) integriertes Kugelventil (28) ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung des Kugelventils über eine auf eine Druckfeder (29) wirkende Einstellschraube (31) einstellbar ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Druckspeichervorrichtung (45), durch die bei Aktivierung der Ventileinrichtung der Druck im Schlagwerk erhöht wird.
- Abbaugerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher durch eine über den Erregerkolbenantrieb betätigte Pumpe (40; 50) voraufladbar ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine vom Pleuelantrieb des Erregerkolbens betätigte Hubkolbenpumpe (40) ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine durch den Antrieb des Erregerkolbens betätigte Exzenterpumpe ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein elektromagnetisch betätigbares Ventil ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil durch eine elektromagnetisch betätigbare Steuerhülse (61) gebildet ist, die in einer Schaltposition wenigstens ein das Führungsrohr durchsetzendes Schnaufloch zur Luftfeder verschließt und in einer anderen Schaltposition freigibt.
- Abbaugerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse axial durch einen Voice-Coil-Aktor verschiebbar ist.
- Abbaugerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse den verschieblichen Kern des Voice-Coil-Aktors bildet.
- Abbaugerät nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 20, gekennzeichnet durch wenigstens eine die Steuerhülse (17; 61) durchsetzende Ablassöffnung (32) zum raschen Abbau eines Überdrucks im Schlagwerk bei Aufnahme/Wiederaufnahme des Hammer- oder Meisselbetriebs.
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