ES2904312T3 - Hammer for excavators with optimized hydraulic circuit - Google Patents
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Abstract
Martillo para excavadora (1) que comprende: - un cuerpo (10) dentro del cual se forma un circuito hidráulico que puede alimentase desde fuera con líquido a presión, comprendiendo dicho circuito hidráulico: - una entrada (13) para el líquido a presión; - una salida (18) para el retorno del líquido a presión al circuito de alimentación; - una cámara de empuje activo (11) y una cámara de empuje pasivo (20); - conductos (12, 21) para conectar dicha cámara de empuje activo (11) y dicha cámara de empuje pasivo (20) a dicha entrada (13); - un pistón (15) configurado de manera que pueda deslizarse en un movimiento alternativo dentro de dicho martillo por el empuje de dicho líquido a presión, estando provisto dicho pistón (15), en la cámara de empuje activo, de una proyección que presenta un diámetro (C) menor que el diámetro de la superficie de empuje activo, estando contenida dicha proyección totalmente dentro de la cámara de empuje activo, - una herramienta (16) situada coaxialmente a dicho pistón (15) y configurada para deslizarse axialmente entre una primera y una segunda posición; - un distribuidor (17), situado concéntricamente a dicho pistón (15) y configurado para deslizarse axialmente poniendo en comunicación, alternativamente, la cámara de empuje activo (11) con la porción de alta presión o la porción de baja presión del circuito hidráulico, estando configurado dicho distribuidor para adoptar al menos una posición en la que el distribuidor está insertado alrededor del pistón; caracterizado por que dicho martillo comprende, además - una derivación entre dichos conductos (12, 21) que conecta dichas cámaras de empuje (11, 20) a dicha entrada (13) y salida (18), configuradas para que dicha derivación esté libre cuando el pistón (15) se encuentra en una posición con una incursión axial mayor que una posición límite predeterminada; - un acumulador (14) que comprende un primer volumen (142) conectado a dicho circuito que contiene el líquido a presión y un segundo volumen (141) separado de dicho primer volumen (142) por una membrana elástica (143), y por que dicho pistón (15) y dicha proyección están configurados de manera que el líquido a presión pueda actuar en una superficie circular definida por el diámetro de dicha cámara de empuje activo (11).Excavator hammer (1) comprising: - a body (10) inside which is formed a hydraulic circuit that can be supplied from outside with pressurized liquid, said hydraulic circuit comprising: - an inlet (13) for pressurized liquid; - an outlet (18) for the return of the pressurized liquid to the supply circuit; - an active thrust chamber (11) and a passive thrust chamber (20); - conduits (12, 21) for connecting said active thrust chamber (11) and said passive thrust chamber (20) to said inlet (13); - a piston (15) configured so that it can slide in a reciprocating movement within said hammer by the thrust of said pressurized liquid, said piston (15) being provided, in the active thrust chamber, with a projection having a diameter (C) less than the diameter of the active thrust surface, said projection being contained entirely within the active thrust chamber, - a tool (16) located coaxially to said piston (15) and configured to slide axially between a first and a second position; - a distributor (17), located concentrically to said piston (15) and configured to slide axially putting in communication, alternatively, the active thrust chamber (11) with the high pressure portion or the low pressure portion of the hydraulic circuit, said distributor being configured to assume at least one position in which the distributor is inserted around the piston; characterized in that said hammer further comprises - a bypass between said ducts (12, 21) connecting said thrust chambers (11, 20) to said inlet (13) and outlet (18), configured so that said bypass is free when the piston (15) is in a position with an axial runout greater than a predetermined limit position; - an accumulator (14) comprising a first volume (142) connected to said circuit containing the pressurized liquid and a second volume (141) separated from said first volume (142) by an elastic membrane (143), and by which said piston (15) and said projection are configured such that the pressurized liquid can act on a circular surface defined by the diameter of said active thrust chamber (11).
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Martillo para excavadoras con circuito hidráulico optimizadoHammer for excavators with optimized hydraulic circuit
[0001] La presente invención se refiere a un martillo para excavadoras con circuito hidráulico optimizado.[0001] The present invention relates to a hammer for excavators with an optimized hydraulic circuit.
[0002] En el estado de la técnicas existen varias formas de realización conocidas de martillos para excavadoras, como se da a conocer en el documento EP 1964647 A2.[0002] Various known embodiments of hammers for excavators exist in the state of the art, as disclosed in EP 1964647 A2.
[0003] El principio según el cual funcionan los martillos conocidos se puede describir en referencia a la figura 1. En estas excavadoras, el líquido hidráulico a presión entra en una cámara de empuje activo (11) a través de conductos (12) conectados a una toma de entrada (13) para el líquido a presión. A estos conductos (12) se conecta un primer volumen (142) de un acumulador (14). Una membrana elástica (143) divide dicho volumen lleno de líquido a presión (142) de un segundo volumen que contiene nitrógeno (141). Por lo tanto, la membrana elástica (143) permite explotar el volumen (141) como un volumen de acumulación. La principal función del acumulador (14) es acumular aceite en la etapa pasiva (cuando el pistón va de BDC a TDC) con el fin de devolverlo en la etapa activa cuando el caudal necesario en la cámara de empuje (11) es mayor que el que se proporciona en la entrada (13) del martillo.[0003] The principle according to which known hammers work can be described with reference to Figure 1. In these excavators, pressurized hydraulic fluid enters an active thrust chamber (11) through ducts (12) connected to an inlet port (13) for the pressurized liquid. A first volume (142) of an accumulator (14) is connected to these ducts (12). An elastic membrane (143) divides said pressurized liquid-filled volume (142) from a second nitrogen-containing volume (141). Therefore, the elastic membrane (143) allows the volume (141) to be exploited as an accumulation volume. The main function of the accumulator (14) is to accumulate oil in the passive stage (when the piston goes from BDC to TDC) in order to return it in the active stage when the necessary flow in the thrust chamber (11) is greater than the which is provided at the inlet (13) of the hammer.
[0004] Durante la etapa de empuje activo, la presión ejercida por el aceite contenido en la cámara de empuje activo (11) actúa sobre la superficie superior (151) de un pistón (15) que transmite la fuerza ejercida por el aceite a la herramienta (16) que se utiliza para romper.[0004] During the active thrust stage, the pressure exerted by the oil contained in the active thrust chamber (11) acts on the upper surface (151) of a piston (15) that transmits the force exerted by the oil to the tool (16) used to break.
[0005] Hay un distribuidor (17) concéntrico con respecto al pistón (15). El distribuidor es necesario para poner la cámara de empuje activo (11) alternativamente en comunicación tanto con la porción de baja presión del circuito (18) conectada al retorno a baja presión del aceite, como a la entrada de alta presión (13).[0005] There is a distributor (17) concentric with respect to the piston (15). The distributor is necessary to put the active thrust chamber (11) alternately in communication with both the low pressure portion of the circuit (18) connected to the low pressure oil return, and the high pressure inlet (13).
[0006] Cuando el pistón (15) está en la etapa de empuje, la cámara de empuje (11) está separada de la porción de baja presión (18) del circuito hidráulico por el distribuidor (17).[0006] When the piston (15) is in the thrust stage, the thrust chamber (11) is separated from the low pressure portion (18) of the hydraulic circuit by the distributor (17).
[0007] También se proporciona una cámara de empuje pasivo (20) conectada al suministro de aceite a presión a través de una serie de conductos (21). Únicamente a modo de ilustración, en la figura 1 se muestra solo un conducto que conecta la cámara de empuje pasivo al circuito de alimentación, pero también es posible utilizar configuraciones diferentes, por ejemplo, tres conductos dispuestos a 120°.[0007] A passive thrust chamber (20) connected to the pressurized oil supply through a series of conduits (21) is also provided. For illustration purposes only, Figure 1 shows only one conduit connecting the passive thrust chamber to the power circuit, but it is also possible to use different configurations, for example three conduits arranged at 120°.
[0008] En la superficie inferior (152) del pistón (15) que está situada frente a la cámara de empuje pasivo (20), el aceite a presión actúa sobre una corona circular, cuya área es claramente menor que el área (151) sobre la que actúa el aceite en la cámara de empuje activo (11).[0008] On the lower surface (152) of the piston (15) which is located in front of the passive thrust chamber (20), the pressurized oil acts on a circular annulus, whose area is clearly smaller than the area (151) on which the oil acts in the active thrust chamber (11).
[0009] Por lo tanto, existe un desequilibrio entre las dos fuerzas que actúan sobre el pistón en dirección vertical, y este desequilibrio empuja el pistón hacia abajo. La carrera hacia abajo del pistón (15) es la parte activa del ciclo. En esta etapa, el pistón, al golpear la herramienta, transmite su energía cinética y ejerce así una fuerza sobre la herramienta del martillo, que rompe entonces el material que se está trabajando.[0009] Therefore, there is an imbalance between the two forces acting on the piston in the vertical direction, and this imbalance pushes the piston downwards. The downward stroke of piston (15) is the active part of the cycle. In this stage, the piston, hitting the tool, transmits its kinetic energy and thus exerts a force on the hammer tool, which then breaks the material being worked.
[0010] Cuando el pistón (15) alcanza el punto muerto inferior, el sistema es tal que, en esa posición, el pistón (15) deja libre la porción inferior del distribuidor (17). Puesto que la porción inferior del distribuidor (17) es mayor que la superior, el resultante de las fuerzas que actúan sobre el distribuidor es tal como para moverse hacia arriba.[0010] When the piston (15) reaches the bottom dead center, the system is such that, in that position, the piston (15) leaves the lower portion of the distributor (17) free. Since the lower portion of the distributor (17) is larger than the upper one, the resultant of the forces acting on the distributor is such as to move upwards.
[0011] En su movimiento vertical, el distribuidor (17) cierra primero el espacio de alta presión y después abre el espacio de descarga de la cámara de empuje activo (11), desconectando así la cámara de empuje activo (11) del circuito de alta presión y conectándola al de baja presión. De este modo, el nuevo resultante de las fuerzas que actúan sobre el pistón (15) es tal que se empuja hacia arriba y se pone de nuevo en la posición de partida, reestableciendo también el ciclo. La derivación (19) sirve cuando el distribuidor, mientras desciende, cierra el espacio de descarga. En este momento, el aceite que está entre el distribuidor (17) y el pistón (15) (en esta etapa, el distribuidor está insertado alrededor del pistón) debe descargarse debido a que el distribuidor (17) desciende, y la descarga se produce a través de la derivación (19). Según se ha comentado, el pistón (15) actúa sobre una herramienta (16) utilizada para romper el material que se está trabajando. La herramienta (16) está provista de una ranura (163) cuyos extremos (161, 162) definen la amplitud axial máxima posible permitida por la herramienta. En la ranura (163) de la herramienta (16) hay enganchado, de hecho, un freno de herramienta (25) integrado en el martillo (1), que limita la amplitud axial permitida por la herramienta (16).[0011] In its vertical movement, the distributor (17) first closes the high pressure space and then opens the discharge space of the active thrust chamber (11), thus disconnecting the active thrust chamber (11) from the circuit of high pressure and connecting it to the low pressure. In this way, the new result of the forces acting on the piston (15) is such that it is pushed upwards and returns to the starting position, also re-establishing the cycle. The bypass (19) is used when the distributor, while descending, closes the discharge space. At this time, the oil that is between the distributor (17) and the piston (15) (at this stage, the distributor is inserted around the piston) must be discharged because the distributor (17) descends, and the discharge occurs through the bypass (19). As mentioned, the piston (15) acts on a tool (16) used to break the material being worked. The tool (16) is provided with a slot (163) whose ends (161, 162) define the maximum possible axial amplitude allowed by the tool. In the slot (163) of the tool (16) there is in fact hooked a tool brake (25) integrated in the hammer (1), which limits the axial amplitude allowed by the tool (16).
[0012] El funcionamiento descrito es típico de los martillos para martillos hidráulicos conocidos en el estado de la técnica.[0012] The operation described is typical of the hammers for hydraulic hammers known in the state of the art.
[0013] Los martillos para excavadoras conocidos en el estado de la técnica presentan muchos inconvenientes, entre los cuales, el hecho de que el funcionamiento descrito es independiente del hecho de que la broca de la herramienta (16) esté realmente trabajando material o no. Esto supone un problema, ya que la fuerza ejercida en conjunto por la presión del líquido proporcionado en la cámara de empuje activo (11) sobre el pistón (15) y, por lo tanto, en la herramienta (16), que debería servir para romper el material que se está trabajando, cuando la broca está en reposo, se descarga en el freno de herramienta (25), sometiéndolo, por lo tanto, a tensiones elevadas que pueden conducir pronto a la deformación del mismo y, por lo tanto, a costosos tiempos de parada de la máquina.[0013] The hammers for excavators known in the state of the art have many drawbacks, among which, the fact that the operation described is independent of the fact that the bit of the tool (16) is actually working material or not. This is a problem, since the force exerted as a whole by the pressure of the liquid provided in the active thrust chamber (11) on the piston (15) and, therefore, on the tool (16), which should serve to break the material being worked, when the drill is at rest, it is unloaded on the tool brake (25), subjecting it, therefore, to high stresses that can soon lead to its deformation and, therefore, to costly machine downtime.
[0014] Otro inconveniente de los martillos conocidos en el estado de la técnica está vinculado a las variaciones repentinas de presión, que se proporcionan en el circuito hidráulico durante el ciclo, provocadas por una conformación no optimizada del circuito hidráulico. De hecho, para reducir el par absorbido de las bombas, las excavadoras de última generación utilizan bombas de aceite con una cilindrada del pistón variable con caudales máximos reducidos con respecto al que se utiliza en las excavadoras antiguas. Esto implica que, mientras que el caudal en la entrada del martillo se reduce con respecto al caudal utilizado tradicionalmente en los martillos, en los acumuladores se requieren mayores expansiones, que provocan mayores variaciones de presión y, por lo tanto, una reducción de la eficiencia. En concreto, durante la etapa activa del ciclo, cuando la cámara de empuje se pone bajo presión mediante el aceite del circuito a alta presión, empujando el pistón hacia abajo para golpear la herramienta, es necesario garantizar que la cámara está bajo presión durante toda la etapa activa independientemente de la expansión debido al descenso del pistón. Para ello, es necesario que el circuito hidráulico del martillo sea tal que garantice, una vez fijadas las condiciones de caudal y suministro de presión determinadas por la excavadora en la que se monta el martillo, el paso del caudal necesario para llenar de manera constante el volumen de la cámara de empuje. A modo de ejemplo, y sin que limite los objetivos de la invención, es necesario garantizar un buen funcionamiento con caudales de aceite suministrados por la excavadora reducidos en un 20 % con respecto a una excavadora de igual peso conocida en el estado de la técnica. Aproximadamente, un martillo de 200 kg de acuerdo con la presente invención utiliza caudales de entre 40-45 1/min.[0014] Another drawback of the hammers known in the state of the art is linked to the sudden variations in pressure, which occur in the hydraulic circuit during the cycle, caused by a non-optimized conformation of the hydraulic circuit. In fact, to reduce the torque absorbed by the pumps, the latest generation excavators They use oil pumps with a variable piston displacement with reduced maximum flow rates compared to that used in old excavators. This implies that, while the flow rate at the hammer inlet is reduced with respect to the flow rate traditionally used in hammers, larger expansions are required in accumulators, which cause greater pressure variations and, therefore, a reduction in efficiency. . In particular, during the active stage of the cycle, when the thrust chamber is put under pressure by the oil from the high pressure circuit, pushing the piston down to hit the tool, it is necessary to ensure that the chamber is under pressure during the entire cycle. active stage regardless of expansion due to piston descent. For this, it is necessary that the hydraulic circuit of the hammer be such that it guarantees, once the conditions of flow and pressure supply determined by the excavator on which the hammer is mounted, the passage of the necessary flow to constantly fill the thrust chamber volume. By way of example, and without limiting the objectives of the invention, it is necessary to guarantee good operation with oil flow rates supplied by the excavator reduced by 20% with respect to an excavator of the same weight known in the state of the art. Approximately a 200 kg hammer according to the present invention uses flow rates of between 40-45 1/min.
[0015] Otro inconveniente de los martillos para excavadoras conocidos en el estado de la técnica está relacionado con la necesidad de aumentar la masa del pistón, con una dimensión igual del mismo y la misma cilindrada del pistón, con el fin de incrementar la fuerza transmitida a la herramienta.[0015] Another drawback of the hammers for excavators known in the state of the art is related to the need to increase the mass of the piston, with the same dimension and the same displacement of the piston, in order to increase the force transmitted to the tool.
[0016] De hecho, la energía máxima teórica de impacto potencial es constante y puede obtenerse mediante la siguiente expresión:[0016] In fact, the maximum theoretical potential impact energy is constant and can be obtained using the following expression:
Pr e s i ó n x área de empuje x c a rrera del p i s t ó n = 0,5 x mas a x v e l o c i d a d 2Pressure x thrust area x piston stroke = 0.5 x mass at x speed 2
[0017] Por lo tanto, duplicando la masa, la velocidad se reduce en una relación igual a 1/radQ(2), aproximadamente igual a 1,414<2. Se deduce que el momento, resultante del producto de la masa del pistón para su velocidad aumenta mientras la masa del pistón aumenta también, y puesto que la fuerza transmitida a la herramienta es igual a la variación del momento en el tiempo, puesto que el tiempo de golpeo es aproximadamente constante en la variación de masa y el momento de partida es igual a cero (herramienta estacionaria) se deduce que, con cilindrada del pistón y suministro de presión iguales, la fuerza transmitida aumenta mientras que la masa de la herramienta también aumenta.[0017] Therefore, by doubling the mass, the speed is reduced by a ratio equal to 1/radQ(2), approximately equal to 1.414<2. It follows that the moment, resulting from the product of the mass of the piston and its velocity, increases as the mass of the piston also increases, and since the force transmitted to the tool is equal to the variation of the moment with time, since the time striking force is approximately constant in the variation of mass and the starting moment is equal to zero (stationary tool) it follows that, with equal piston displacement and pressure supply, the transmitted force increases while the mass of the tool also increases .
[0018] Por lo tanto, es evidente que un problema técnico relacionado con la optimización de los pistones es aumentar la masa del pistón mientras se mantiene constante la presión suministrada, la cilindrada del pistón y la dimensión total del martillo.[0018] Therefore, it is evident that a technical problem related to the optimization of the pistons is to increase the mass of the piston while keeping the supplied pressure, the displacement of the piston and the overall dimension of the hammer constant.
[0019] Por consiguiente, el objetivo de la presente invención es proporcionar un pistón con una geometría optimizada para aumentar la masa del pistón mientras se mantiene una dimensión igual del martillo.[0019] Consequently, the object of the present invention is to provide a piston with an optimized geometry to increase the mass of the piston while maintaining an equal dimension of the hammer.
[0020] De acuerdo con otro objetivo, la presente invención proporciona un martillo para excavadoras que resuelve los problemas del estado de la técnica, y particularmente que está provisto de un sistema que permite desconectar automáticamente la herramienta del circuito de alta presión cuando no está realmente trabajando en el material que se quiere destruir. Además, el martillo objeto de la presente invención pretende proporcionar un circuito hidráulico optimizado para garantizar un funcionamiento correcto del martillo con bajos caudales de aceite.[0020] In accordance with another objective, the present invention provides a hammer for excavators that solves the problems of the state of the art, and particularly that is provided with a system that allows the tool to be automatically disconnected from the high pressure circuit when it is not really in use. working on the material you want to destroy. In addition, the hammer object of the present invention aims to provide an optimized hydraulic circuit to guarantee correct operation of the hammer with low oil flows.
[0021] El martillo, objeto de la presente invención, consigue los objetivos prefijados, ya que es un martillo hidráulico para excavadora que comprende un pistón configurado de tal manera que puede deslizarse alternativamente dentro de dicho martillo bajo el empuje de un líquido hidráulico contenido en un circuito que comprende al menos una primera cámara de empuje, activo, y una segunda cámara de empuje, pasivo, caracterizado por que el pistón está provisto, en la cámara de empuje activo, de una proyección con un diámetro (C) menor que el diámetro (A) de la cámara de empuje, estando contenida dicha proyección en la cámara de empuje activo en conjunto, y que presenta, preferiblemente, una extensión axial igual a al menos la mitad del diámetro de dicha cámara de empuje.[0021] The hammer, object of the present invention, achieves the predetermined objectives, since it is a hydraulic hammer for an excavator that comprises a piston configured in such a way that it can alternately slide inside said hammer under the thrust of a hydraulic liquid contained in a circuit comprising at least a first active thrust chamber and a second passive thrust chamber, characterized in that the piston is provided, in the active thrust chamber, with a projection with a diameter (C) smaller than the diameter (A) of the thrust chamber, said projection being contained in the active thrust chamber as a whole, and preferably having an axial extension equal to at least half the diameter of said thrust chamber.
[0022] Además, la invención proporciona un martillo para excavadora con un sistema de derivación para evitar el funcionamiento en ralentí. Dicho sistema de derivación comprende una derivación entre la porción de alta presión y la porción de baja presión del circuito hidráulico, configuradas de tal manera que, en condiciones de trabajo normal (por lo tanto, con una resistencia proporcionada a la herramienta por el material que se está trabajando) la derivación se cierra mediante el pistón. Sin resistencia proporcionada por el material que se está trabajando a la herramienta, la herramienta (y, por lo tanto, el pistón) se somete a una mayor incursión axial. En este caso, la derivación se libera y el circuito de alta presión se pone en comunicación, a través del espacio de derivación, con el circuito de baja presión. De este modo, dentro del martillo solo hay baja presión, el pistón se bloquea en su posición en BDC y no puede volver a ascender más. El martillo deja de funcionar. Cuando el operario sitúa el martillo contra el material que se va a trabajar de nuevo, la derivación se cierra y se reestablece el funcionamiento normal anteriormente descrito.[0022] Furthermore, the invention provides an excavator hammer with a bypass system to prevent idling. Said bypass system comprises a bypass between the high pressure portion and the low pressure portion of the hydraulic circuit, configured in such a way that, in normal working conditions (therefore, with a resistance provided to the tool by the material that working) the bypass is closed by the piston. With no resistance provided by the material being worked on to the tool, the tool (and thus the piston) is subjected to increased axial runout. In this case, the bypass is released and the high pressure circuit is put in communication, through the bypass space, with the low pressure circuit. In this way, there is only low pressure inside the hammer, the piston is locked in its position at BDC and cannot go back up any further. The hammer stops working. When the operator places the hammer against the material to be worked again, the bypass closes and normal operation described above is restored.
[0023] Estas y otras ventajas se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción de la invención en referencia a las figuras adjuntas 1 a 9.[0023] These and other advantages will become apparent from the following description of the invention with reference to the attached figures 1 to 9.
La figura 1 muestra una forma de realización de un martillo conocido en el estado de la técnica, y cuyo funcionamiento se describe al principio. Figure 1 shows an embodiment of a hammer known in the state of the art, and whose operation is described at the beginning.
La figura 2 muestra una forma de realización preferida del martillo de acuerdo con la presente invención.Figure 2 shows a preferred embodiment of the hammer according to the present invention.
La figura 3 muestra un detalle de la forma de realización de los espacios de descarga según otra forma de realización preferida del martillo de acuerdo con la presente invención.Figure 3 shows a detail of the embodiment of the discharge spaces according to another preferred embodiment of the hammer according to the present invention.
La figura 4 muestra un detalle de una forma de realización de los espacios de descarga de acuerdo con el estado conocido de la técnica.Figure 4 shows a detail of an embodiment of the discharge spaces according to the known state of the art.
La figura 5 muestra un detalle de la derivación de descarga comprendida en el martillo de acuerdo con la presente invención.Figure 5 shows a detail of the discharge bypass included in the hammer according to the present invention.
La figura 6 muestra un detalle del sistema de suministro de aceite de una forma de realización preferida del martillo de acuerdo con la presente invención.Figure 6 shows a detail of the oil supply system of a preferred embodiment of the hammer according to the present invention.
La figura 7 muestra un gráfico con el flujo de la presión en la cámara de empuje y de la presión de descarga durante el ciclo típico de un martillo conocido en el estado de la técnica.Figure 7 shows a graph with the flow of the pressure in the thrust chamber and the discharge pressure during the typical cycle of a hammer known in the state of the art.
La figura 8 muestra una forma de realización preferida del pistón de acuerdo con la presente invención.Figure 8 shows a preferred embodiment of the piston according to the present invention.
La figura 9 muestra el pistón representado en la figura 8 montado dentro de un martillo de acuerdo con la presente invención.Figure 9 shows the piston shown in Figure 8 mounted within a hammer in accordance with the present invention.
La figura 10 y la figura 11 muestran dos formas de realización de martillos para excavadoras conocidos en el estado de la técnica, descritos en los documentos EP1964647 y US4281587.Figure 10 and Figure 11 show two embodiments of hammers for excavators known in the state of the art, described in documents EP1964647 and US4281587.
[0024] Como se muestra en la figura 8, el pistón (15) de acuerdo con la presente invención está conformado simétricamente alrededor de un eje (150) y está provisto de tres discontinuidades de diámetro que definen cuatro secciones de diámetro distintas (A, B, C, D).[0024] As shown in Figure 8, the piston (15) according to the present invention is symmetrically shaped about an axis (150) and is provided with three diameter discontinuities defining four distinct diameter sections (A, B C D).
[0025] En concreto, la discontinuidad entre la sección de diámetro mayor (B) y la sección de diámetro menor (D), cuando el pistón (15) está montado en el martillo (1) como se muestra en las figuras 2, 9, 5, está frente a la cámara de empuje pasivo (20). La corona circular que se deriva de la discontinuidad define la superficie sobre la que actúa la presión del líquido presente en la cámara de empuje (20) en dirección axial.[0025] Specifically, the discontinuity between the larger diameter section (B) and the smaller diameter section (D), when the piston (15) is mounted on the hammer (1) as shown in figures 2, 9 , 5, faces the passive thrust chamber (20). The circular crown that derives from the discontinuity defines the surface on which the pressure of the liquid present in the thrust chamber (20) acts in the axial direction.
[0026] La sección con diámetro (A), que en el pistón de acuerdo con la presente invención es menor que el diámetro (B), está en la cámara de empuje activo y define la superficie de empuje en dirección axial del líquido a presión. La presencia de otra sección de diámetro (C), siendo dicho diámetro (C) menor que el diámetro de la superficie de empuje activo (A) permite ocupar al menos parcialmente el volumen de la cámara de empuje activo, incrementando la masa del pistón al mismo tiempo que se mantienen las dimensiones iguales del martillo (1) y la cilindrada del pistón.[0026] The section with diameter (A), which in the piston according to the present invention is smaller than the diameter (B), is in the active thrust chamber and defines the thrust surface in the axial direction of the pressurized liquid . The presence of another section of diameter (C), said diameter (C) being smaller than the diameter of the active thrust surface (A), allows it to occupy at least partially the volume of the active thrust chamber, increasing the mass of the piston by while maintaining the same dimensions of the hammer (1) and the displacement of the piston.
[0027] Para entender el efecto técnico obtenido por medio de esta configuración del pistón, debe considerarse que, en las formas de realización conocidas en el estado de la técnica, representadas, por ejemplo, en las figuras 10 y 11, el pistón está provisto de una proyección en la cámara de empuje activo. La proyección, que realmente es una sección de pistón con menor diámetro del diámetro de la cámara de empuje activo, se extiende más allá del límite superior de la cámara de empuje activo. El líquido a presión actúa sobre una superficie que presenta una forma de corona circular definida fuera por el diámetro de la cámara de empuje activo y dentro por el diámetro de la proyección.[0027] To understand the technical effect obtained by means of this configuration of the piston, it must be considered that, in the embodiments known in the state of the art, represented, for example, in figures 10 and 11, the piston is provided of a projection in the active thrust chamber. The projection, which is actually a piston section with a smaller diameter than the active thrust chamber diameter, extends beyond the upper limit of the active thrust chamber. The pressurized liquid acts on a surface that has a circular crown shape defined outside by the diameter of the active thrust chamber and inside by the diameter of the projection.
[0028] En cambio, en el pistón de acuerdo con la presente invención, en la cámara de empuje activo, el pistón está provisto de una proyección con un diámetro (C) menor que el diámetro (A) de la cámara de empuje. Dicha proyección, al contrario de lo que sucede en las formas de realización del estado de la técnica, está contenida en conjunto en la cámara de empuje activo.[0028] In contrast, in the piston according to the present invention, in the active thrust chamber, the piston is provided with a projection with a diameter (C) smaller than the diameter (A) of the thrust chamber. Said projection, contrary to what happens in the embodiments of the state of the art, is contained as a whole in the active thrust chamber.
[0029] De este modo, el líquido a presión puede actuar en una superficie circular definida por el diámetro (A) de la cámara de empuje (aumentando la fuerza ejercida a igual presión), pero la reducción de la masa del pistón se limita al mínimo. De acuerdo con una forma de realización preferida no limitativa, la extensión axial de la proyección es igual a al menos la mitad del diámetro de la cámara de empuje.[0029] In this way, the liquid under pressure can act on a circular surface defined by the diameter (A) of the thrust chamber (increasing the force exerted at the same pressure), but the reduction in the mass of the piston is limited to minimum. According to a preferred non-limiting embodiment, the axial extent of the projection is equal to at least half the diameter of the thrust chamber.
[0030] Por lo tanto, esta medida incrementa la fuerza ejercida por el pistón (15) en la herramienta (16). Además, la presencia de la proyección con diámetro (C), al reducir el volumen de la cámara de empuje activo (11) cuando el pistón está alrededor de su punto muerto superior y se libera el espacio a alta presión, permite una presurización más rápida de la cámara de empuje activo (11).[0030] Therefore, this measure increases the force exerted by the piston (15) on the tool (16). In addition, the presence of the projection with diameter (C), by reducing the volume of the active thrust chamber (11) when the piston is around its top dead center and the high pressure space is released, allows faster pressurization. of the active thrust chamber (11).
[0031] Como se muestra en la figura 2, el martillo para excavadora de acuerdo con la presente invención comprende un pistón (15), que actúa en la herramienta (16) según lo que se ha descrito al principio.[0031] As shown in Figure 2, the excavator hammer according to the present invention comprises a piston (15), which acts on the tool (16) as described at the beginning.
[0032] El circuito de alimentación a alta presión del martillo comprende una entrada (13) conectada con la cámara de empuje activo (11) y, a través del conducto (21), con la cámara de empuje pasivo (20). El circuito de alimentación también está provisto de una ranura anular (22) que comunica con el circuito de alta presión.[0032] The high pressure supply circuit of the hammer comprises an inlet (13) connected to the active thrust chamber (11) and, through the conduit (21), to the passive thrust chamber (20). The supply circuit is also provided with an annular groove (22) that communicates with the high pressure circuit.
[0033] Como ya se ha descrito, la forma del pistón (15) de acuerdo con la presente invención es tal que la superficie lateral del pistón está provista de algunas discontinuidades de diámetro y, particularmente, el pistón en la porción superior presenta un diámetro (A) menor que el cilindro en el que se desliza, de manera que se crea un rebaje entre el pistón (15), el cilindro y el buje de reducción (24) dispuesto entre el pistón y el cilindro, donde se obtiene el conducto (23). [0033] As already described, the shape of the piston (15) according to the present invention is such that the lateral surface of the piston is provided with some diameter discontinuities and, particularly, the piston in the upper portion has a diameter (A) smaller than the cylinder in which it slides, so that a recess is created between the piston (15), the cylinder and the reduction bushing (24) arranged between the piston and the cylinder, where the conduit is obtained (2. 3).
[0034] En la porción inferior con respecto a la porción con diámetro (A), el diámetro (B) del pistón (15) es tal que el pistón (15) se desliza en el asiento obtenido en el cuerpo del martillo (1), y al mismo tiempo que se obtiene el sellado con respecto a la derivación, comprendiendo la derivación la ranura anular (22) o una serie de orificios proporcionados en dirección radial sobre la superficie interna del asiento de deslizamiento del pistón. En la práctica, cuando en la ranura anular (22) está la porción con mayor diámetro (B) del pistón (15), la ranura no comunica con otros conductos distintos del conducto de suministro (21).[0034] In the lower portion with respect to the portion with diameter (A), the diameter (B) of the piston (15) is such that the piston (15) slides in the seat obtained in the body of the hammer (1) , and at the same time sealing is obtained with respect to the bypass, the bypass comprising the annular groove (22) or a series of holes provided in a radial direction on the internal surface of the sliding seat of the piston. In practice, when the portion with the largest diameter (B) of the piston (15) is in the annular groove (22), the groove does not communicate with other conduits than the supply conduit (21).
[0035] De acuerdo con otra forma de realización no representada en la figura, la ranura anular (22) puede sustituirse por uno o más orificios proporcionados en dirección radial, o por conductos de otra forma, siempre que sean útiles para el objetivo.[0035] According to another embodiment not shown in the figure, the annular groove 22 can be replaced by one or more holes provided in the radial direction, or by ducts of another shape, as long as they are useful for the purpose.
[0036] Si el pistón presenta una amplitud mayor que la de trabajo, la porción del pistón con menor diámetro (A) está en la ranura anular (22). De este modo, la ranura anular (22) comunica, a través del conducto (23) con el retorno a baja presión del aceite (18).[0036] If the piston has an amplitude greater than the working one, the portion of the piston with the smallest diameter (A) is in the annular groove (22). In this way, the annular groove (22) communicates, through the conduit (23), with the low pressure return of the oil (18).
[0037] Por lo tanto, se crea una ruta preferida para el aceite a presión compuesta por la sección de suministro (21), la ranura anular (22) y el conducto de retorno (23). La posibilidad del aceite para seguir esta ruta preferida depende de la posición axial del pistón y, por lo tanto, de la herramienta. Como ya se ha mencionado, esto implica que en el martillo solo hay baja presión, debido a que la entrada de alta presión (13) está cortocircuitada con la salida de baja presión (18).[0037] Thus, a preferred path for the pressurized oil composed of the supply section (21), the annular groove (22) and the return duct (23) is created. The ability of the oil to follow this preferred path depends on the axial position of the piston and thus the tool. As already mentioned, this implies that there is only low pressure in the hammer, because the high pressure inlet (13) is short-circuited with the low pressure outlet (18).
[0038] Cuando la herramienta encuentra resistencia, tiende a empujar el pistón hacia arriba, manteniendo así la amplitud de funcionamiento axial en el intervalo. Cuando se elimina el empuje ejercido por el material que se está trabajando, el pistón tiende a empujar hacia abajo la herramienta más allá del límite permitido. No obstante, de este modo, se libera la ranura anular (22) que, al realizar la derivación descrita, anula las fuerzas de presión que actúan sobre el pistón, que se bloquea en el punto muerto inferior, dejando a la ranura (22) en comunicación con la ranura (154) y, por lo tanto, con el conducto (23).[0038] When the tool encounters resistance, it tends to push the piston up, thus keeping the axial operating amplitude in range. When the thrust exerted by the material being worked is removed, the piston tends to push the tool down beyond the allowable limit. However, in this way, the annular groove (22) is released which, by performing the described bypass, cancels the pressure forces acting on the piston, which is blocked at the bottom dead center, leaving the groove (22) in communication with the slot (154) and therefore with the conduit (23).
[0039] Por lo tanto, se realiza un martillo para excavadora de acuerdo con los objetivos prefijados.[0039] Therefore, an excavator hammer is made according to the predetermined objectives.
[0040] Según otras formas de realización preferidas, el martillo que se acaba de describir puede modificarse según lo que se describe mejor a continuación.[0040] According to other preferred embodiments, the hammer just described can be modified as further described below.
[0041] En concreto, las variaciones con respecto al estado de la técnica conocido, que pretenden reducir la cilindrada del pistón en caso de fuerza igual ejercida, para optimizar la relación entre el volumen del acumulador y la cilindrada del pistón, además del diseño de los circuitos de alta y baja presión con el fin de reducir la pérdida de carga y, al mismo tiempo, evitar picos de presión.[0041] Specifically, the variations with respect to the known state of the art, which aim to reduce the displacement of the piston in the event of an equal force exerted, to optimize the relationship between the volume of the accumulator and the displacement of the piston, in addition to the design of the high and low pressure circuits in order to reduce pressure drop and, at the same time, avoid pressure peaks.
[0042] La cilindrada del pistón de un martillo se proporciona mediante la superficie superior del pistón, es decir, la superficie de la cámara de empuje activo, multiplicada por su carrera. Durante la etapa activa, cuando la cámara de empuje se pone bajo presión mediante el aceite del circuito alto, empujando el pistón hacia abajo para golpear la herramienta, es necesario garantizar que la cámara está presurizada durante toda la etapa activa independientemente de la expansión debido al descenso del pistón. El hecho de tener un caudal de aceite insuficiente implica una peor presurización y una reducción de la velocidad de golpeo del pistón en la herramienta. Para evitar este fenómeno, en el martillo para excavadoras de acuerdo con la presente invención, se reduce la cilindrada del pistón, reduciendo el diámetro (A) de la cámara de empuje. Por ejemplo, sin que esto se limite para los objetivos de la presente invención, para martillos de entre 200 y 300 kg, se supone que el uso de cámaras de empuje con diámetro entre 40 y 45 mm. La reducción de la cilindrada del pistón implica que, durante la etapa activa, el martillo necesita menos aceite, por lo que puede funcionar también con menores caudales. Sin embargo, para mantener un funcionamiento correcto del sistema, es necesario que se modifique la geometría del pistón (15). En concreto, el pistón (15) está provisto de un diámetro de empuje activo menor que el del empuje pasivo (A<B). Resulta particularmente útil actuar sobre el diámetro en lugar de sobre la carrera para reducir la cilindrada del pistón, ya que, puesto que la cilindrada del pistón es proporcional al diámetro al cuadrado, el hecho de intervenir en el diámetro tiene una mayor acción que intervenir en la carrera. El hecho de reducir el diámetro de la cámara de empuje activo, y mantener inalterada, no obstante, la masa del pistón (15), puesto que esta determina la energía cinética para la rotura, es necesario aumentar el diámetro del pistón (15) en la porción inferior, para no tener que incrementar su longitud. Además, la disposición recién descrita de la proyección con el diámetro (C) permite incrementar aún más la masa en una dimensión igual del pistón (15).[0042] The piston displacement of a hammer is given by the top surface of the piston, ie the surface of the active thrust chamber, multiplied by its stroke. During the active stage, when the thrust chamber is put under pressure by the oil from the high circuit, pushing the piston down to hit the tool, it is necessary to ensure that the chamber is pressurized throughout the active stage regardless of expansion due to piston descent. The fact of having an insufficient oil flow implies a worse pressurization and a reduction in the speed of impact of the piston in the tool. To avoid this phenomenon, in the excavator hammer according to the present invention, the displacement of the piston is reduced, reducing the diameter (A) of the thrust chamber. For example, without this being limited for the purposes of the present invention, for hammers between 200 and 300 kg, the use of thrust chambers with a diameter between 40 and 45 mm is assumed. The reduction in piston displacement means that, during the active stage, the hammer needs less oil, so it can also work with lower flow rates. However, to maintain correct system operation, it is necessary to modify the geometry of the piston (15). Specifically, the piston (15) is provided with an active thrust diameter smaller than that of the passive thrust (A<B). It is particularly useful to act on the diameter instead of on the stroke to reduce the displacement of the piston, since, since the displacement of the piston is proportional to the diameter squared, the fact of intervening on the diameter has a greater action than intervening on the race. The fact of reducing the diameter of the active thrust chamber, and keeping unchanged, however, the mass of the piston (15), since this determines the kinetic energy for the breakage, it is necessary to increase the diameter of the piston (15) in the lower portion, so as not to have to increase its length. Furthermore, the just described arrangement of the projection with the diameter (C) allows to further increase the mass in an equal dimension of the piston (15).
[0043] De hecho, el incremento de la longitud puede resultar desventajoso por razones de dimensión y también porque los pistones demasiado finos no son aptos para transmitir la energía de golpeo a la herramienta, que tiene dimensiones más o menos fijas por razones comerciales. En general, es conveniente que el pistón presente aproximadamente el mismo diámetro que la herramienta, pero nunca menor, con el fin de maximizar la transmisión de energía de golpeo. Por lo tanto, las variaciones de diámetro del pistón permiten que la interfaz con la herramienta se mantenga invariable y optimizada para transmitir la energía de golpeo, sin modificar la herramienta y sin aumentar la dimensión axial del martillo. Esto también permite utilizar herramientas ya existentes para martillos conocidos en el estado de la técnica con pistones con el mismo peso.[0043] In fact, the increase in length can be disadvantageous for reasons of dimension and also because pistons that are too thin are not suitable for transmitting the striking energy to the tool, which has more or less fixed dimensions for commercial reasons. In general, it is convenient for the piston to have approximately the same diameter as the tool, but never smaller, in order to maximize the transmission of impact energy. Therefore, the variations in the diameter of the piston allow the interface with the tool to remain invariable and optimized to transmit the striking energy, without modifying the tool and without increasing the axial dimension of the hammer. This also makes it possible to use existing tools for hammers known in the state of the art with pistons of the same weight.
[0044] Como ya se ha mencionado, un elemento fundamental para el rendimiento del martillo es el acumulador. Debe ser capaz de proporcionar en la etapa activa el caudal necesario para presurizar la cámara de empuje activo, pero es importante que la variación entre la presión máxima y mínima sea la menor posible para que la membrana no esté tensionada y para estabilizar el intervalo de funcionamiento del martillo, evitando así variaciones de presión demasiado elevadas, que tienen efecto en el funcionamiento de la bomba de aceite. De hecho, cuanto mayor sea la presión con la que trabaja el circuito, menor es el caudal suministrado por la bomba de suministro de aceite. Por este motivo, es ideal trabajar con una presión de suministro constante durante todo el ciclo.[0044] As already mentioned, a fundamental element for the performance of the hammer is the accumulator. It must be able to provide the necessary flow rate in the active stage to pressurize the active thrust chamber, but it is important that the variation between the maximum and minimum pressure be as small as possible so that the membrane is not stressed and to stabilize the operating range. of the hammer, thus avoiding variations in pressure that are too high, which have an effect on the operation of the oil pump. In fact, the higher the pressure with which the circuit works, the lower the flow rate supplied by the oil supply pump. For this reason, it is ideal to work with a constant supply pressure throughout the cycle.
[0045] Por este motivo, de acuerdo con una forma de realización preferida del martillo de acuerdo con la presente invención, reduciendo incluso la cilindrada del pistón del martillo con respecto a lo que se conoce en el estado de la técnica con una fuerza igual ejercida por el martillo, se han mantenido acumuladores con volúmenes similares a los que se utilizan tradicionalmente en martillos conocidos en el estado de la técnica. La relación entre el volumen del acumulador y la cilindrada del pistón del martillo de acuerdo con la presente invención es preferiblemente de entre 10 y 14, al contrario de lo que se conoce en el estado de la técnica, donde dicha relación es menor de 10.[0045] For this reason, according to a preferred embodiment of the hammer according to the present invention, even reducing the piston displacement of the hammer with respect to what is known in the state of the art with an equal force exerted for the hammer, accumulators with volumes similar to those traditionally used in hammers known in the state of the art have been maintained. The ratio between the volume of the accumulator and the piston displacement of the hammer according to the present invention is preferably between 10 and 14, contrary to what is known in the state of the art, where said ratio is less than 10.
[0046] En relación con el circuito de alta presión en el martillo de acuerdo con la presente invención, se han adoptado algunas medidas para reducir la pérdida de carga en el circuito hidráulico entre la entrada del martillo/acumulador y el espacio de entrada en la cámara de empuje activo. Dichas medidas son:[0046] In relation to the high pressure circuit in the hammer according to the present invention, some measures have been taken to reduce the head loss in the hydraulic circuit between the inlet of the hammer/accumulator and the inlet space in the active thrust chamber. These measures are:
- introducción de un chaflán (30), representado en la figura 6, en la intersección entre el conducto (144) que conecta el acumulador (14) a la cámara de empuje activo (11) y el conducto (31) que conecta la entrada (13) con el espacio de entrada en la cámara de empuje activo para favorecer el cambio de dirección del aceite, evitando la formación de vórtices;- introduction of a chamfer (30), shown in figure 6, at the intersection between the duct (144) connecting the accumulator (14) to the active thrust chamber (11) and the duct (31) connecting the inlet (13) with the inlet space in the active thrust chamber to favor the change of direction of the oil, avoiding the formation of vortices;
- alineación del conducto de entrada del martillo (13) con el conducto de entrada (31) en la cámara de empuje activo, con el fin de reducir las desviaciones en la ruta del aceite que conecta la entrada a la cámara de empuje;- alignment of the inlet duct of the hammer (13) with the inlet duct (31) in the active thrust chamber, in order to reduce deviations in the path of the oil connecting the inlet to the thrust chamber;
- aumento de la zona del espacio de entrada en la cámara de empuje activo. En concreto, la relación entre la zona del espacio de entrada y la cilindrada del pistón es mayor de 1,5E-02m-1.- increase in the area of the entrance space in the active thrust chamber. Specifically, the ratio between the inlet space area and the piston displacement is greater than 1.5E-02m-1.
[0047] También el circuito de baja presión del martillo de acuerdo con la presente invención se modifica con respecto al estado conocido de la técnica. El circuito de baja presión está conectado, de hecho, al circuito alto a través de la relación de las zonas de empuje activo y pasivo del pistón. En la etapa pasiva, el pistón se somete a la acción de dos fuerzas que actúan en dirección vertical. La primera, que lo lleva de nuevo hacia arriba, es proporcionada por el producto de la alta presión para la cámara de empuje pasivo.[0047] Also the low pressure circuit of the hammer according to the present invention is modified with respect to the known state of the art. The low pressure circuit is in fact connected to the high circuit through the relationship between the active and passive thrust zones of the piston. In the passive stage, the piston is subjected to the action of two forces acting in a vertical direction. The first, which brings it back up, is provided by the high pressure product for the passive thrust chamber.
[0048] La otra fuerza la proporciona el producto de la presión en la cámara de empuje activo, que, en esta etapa, está conectada con la porción de baja presión del circuito hidráulico, para la zona de empuje activo. Puesto que la zona de empuje activo es mayor que la del pasivo, se deduce que, para hacer que el pistón vuelva a ascender de BDC a TDC, la presión alta no puede ser inferior a un valor mínimo, en función de la relación de las dos zonas multiplicada por la presión en la cámara de empuje en esta etapa. Al final de la etapa activa, la cámara de empuje activo está en conexión con la alta presión. El distribuidor empieza a ascender y cierra la alta presión. Desde entonces hasta el momento en el que se abren los espacios de descarga, hay generalmente 4-6 mm de carrera en los que el distribuidor asciende y todos los espacios se cierran.[0048] The other force is provided by the product of the pressure in the active thrust chamber, which, at this stage, is connected to the low pressure portion of the hydraulic circuit, for the active thrust zone. Since the active thrust area is greater than the passive one, it follows that, in order to make the piston rise again from BDC to TDC, the high pressure cannot be less than a minimum value, depending on the relationship of the two zones multiplied by the pressure in the thrust chamber at this stage. At the end of the active stage, the active thrust chamber is connected to the high pressure. The distributor begins to rise and closes the high pressure. From then until the time the discharge gaps open, there is generally 4-6mm of travel in which the distributor rises and all gaps close.
[0049] Dicho valor no puede bajar a cero debido a las tolerancias de trabajo y considerando el desgaste de los componentes con el tiempo. Esto significa que el volumen de dicha cámara aumenta, debido a la diferencia entre el diámetro externo superior e inferior del distribuidor. Puesto que el aceite no es compresible, a dicha expansión le corresponde una pérdida de presión en la cámara de empuje activo.[0049] Said value cannot drop to zero due to work tolerances and considering the wear of the components over time. This means that the volume of said chamber increases, due to the difference between the upper and lower external diameter of the distributor. Since the oil is not compressible, this expansion corresponds to a loss of pressure in the active thrust chamber.
[0050] En teoría, también se puede alcanzar una menor presión que la tensión de vapor, incluso aunque la presión dependa realmente también de dibujos internos y de la cantidad de aire disuelto en el aceite. En cualquier caso, cuando el espacio de presión baja se libera, puede suceder que la presión en la cámara de empuje activo sea menor que la de recirculación y, por lo tanto, la cámara se presuriza de manera casi instantánea. Sin embargo, en esta etapa, el pistón ya ha empezado de nuevo su etapa de ascenso, por lo que, cuando la cámara de empuje activo está presurizada, la fuerza necesaria para hacer que el pistón vuelva a ascender aumenta repentinamente en un valor muy elevado, igual al producto de la relación entre las dos zonas anteriormente mencionadas para el salto de presión que se produjo en la cámara. Esto provoca fenómenos oscilatorios de presión en la entrada detectados en algunos martillos, y representados en la figura 7.[0050] In theory, a lower pressure than the vapor pressure can also be achieved, even though the pressure actually depends also on internal patterns and the amount of air dissolved in the oil. In any case, when the low pressure space is released, it can happen that the pressure in the active thrust chamber is lower than the recirculation one and, therefore, the chamber is almost instantaneously pressurized. However, at this stage, the piston has already started its ascent stage again, so when the active thrust chamber is pressurized, the force needed to make the piston go back up suddenly increases to a very high value , equal to the product of the ratio between the two aforementioned zones for the pressure jump that occurred in the chamber. This causes oscillatory pressure phenomena at the entrance detected in some hammers, and represented in figure 7.
[0051] El aumento del espacio de presión alta en valores mayores que 1,5E-02m con respecto a la cilindrada del pistón evita el inconveniente descrito, por dos motivos:[0051] The increase in the high pressure space in values greater than 1.5E-02m with respect to the displacement of the piston avoids the drawback described, for two reasons:
- durante la etapa activa, la cámara de empuje está mejor presurizada y, por lo tanto, alcanza mayores valores de presión finales, por lo que también con la siguiente expansión debido al ascenso de nuevo del distribuidor, la presión final será más alta y, por lo tanto, cercana a la de recirculación;- during the active stage, the thrust chamber is better pressurized and therefore reaches higher final pressure values, so that also with the next expansion due to the rise again of the distributor, the final pressure will be higher and, therefore, close to that of recirculation;
- el aumento de las dimensiones del espacio de entrada en la cámara de empuje activo ha reducido la longitud de la carrera del pistón, durante la cual todos los espacios están cerrados. Dicha carrera puede considerarse aproximadamente igual a 2 mm. Se deduce que la expansión conectada a una carrera reducida crea un menor salto de presión.- the increase in the dimensions of the inlet space in the active thrust chamber has reduced the length of the piston stroke, during which all spaces are closed. Said stroke can be considered approximately equal to 2 mm. It follows that the expansion connected to a reduced stroke creates a lower pressure jump.
[0052] El circuito de baja presión del martillo de acuerdo con la presente invención elimina la cámara anular alrededor del pistón. En referencia a la figura 3, mientras el distribuidor desciende de TDC a BDC, el aceite se descarga primero a través del espacio de descarga principal (50) y, cuando este está cerrado, a través del secundario (40).[0052] The low pressure circuit of the hammer according to the present invention eliminates the annular chamber around the piston. Referring to Figure 3, as the distributor descends from TDC to BDC, the oil is discharged first through the primary discharge space (50) and, when this is closed, through the secondary (40).
[0053] En los martillos conocidos en el estado de la técnica, el espacio secundario (40) está normalmente cerrado mediante el pistón, pero, durante la etapa activa, mientras el pistón desciende, en un punto determinado, el espacio secundario se libera y se pone en comunicación con una cámara anular (42) obtenida en el pistón, la cual, a su vez, está en comunicación con la descarga. El aceite alcanza la descarga pasando a través de una cámara (42) obtenida en el volumen del pistón. Evidentemente, esta cámara anular está en movimiento, ya que el pistón desciende.[0053] In the hammers known in the state of the art, the secondary space (40) is normally closed by the piston, but, during the active stage, while the piston descends, at a certain point, the space secondary is released and put in communication with an annular chamber (42) obtained in the piston, which, in turn, is in communication with the discharge. The oil reaches the discharge by passing through a chamber (42) obtained in the volume of the piston. Obviously, this annular chamber is in motion, since the piston descends.
[0054] En el martillo de acuerdo con la presente invención, el espacio de descarga secundario (40) está directamente en conexión con la descarga, a través de una cámara de compensación anular (41) obtenida en el cuerpo del martillo y no en el pistón. De este modo, el aceite hace menos recorrido y se reduce la pérdida de descarga. Por consiguiente, el hecho de descender la presión media en la descarga permite reducir la presión máxima de entrada, evitando que alcance valores demasiado altos. Las cámaras de compensación están destinadas a atenuar posibles picos de presión cuando el distribuidor empieza de nuevo a ascender. De hecho, en esta etapa, hasta que el distribuidor no cierra el espacio de alta presión, el circuito bajo está en comunicación con el alto a través del espacio de descarga secundario. Esta etapa es muy corta (< 1 ms), aunque durante esta etapa se podría crear un pico de presión en el circuito bajo.[0054] In the hammer according to the present invention, the secondary discharge space (40) is directly in connection with the discharge, through an annular compensation chamber (41) obtained in the body of the hammer and not in the piston. In this way, the oil travels less and the discharge loss is reduced. Consequently, the fact of lowering the average discharge pressure allows the maximum inlet pressure to be reduced, preventing it from reaching too high values. The compensation chambers are intended to attenuate possible pressure peaks when the distributor begins to rise again. In fact, at this stage, until the distributor closes the high pressure space, the low circuit is in communication with the high one through the secondary discharge space. This stage is very short (< 1 ms), although during this stage a pressure spike could be created in the low circuit.
[0055] Las cámaras de compensación sirven para atenuar dicho pico. [0055] The compensation chambers serve to attenuate said peak.
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