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Pressluftschlagwerkzeug.
Es sind Pressluftschlagwerkzeuge bekannt, bei welchen Schlaghub und Rückhub durch besondere, unabhängig voneinander arbeitende Steuerkörper gesteuert werden und bei welchen die vom Luftkanal abgewandte Seite der Steuerkörper mit den Zylinderkammern durch die Um- steuerung unterstützende enge Verbindungskanäle verbunden ist. Bei diesen bekannten Werk- zeugen handelt es sich um solche mit Schiebersteuerung durch zwei Kolbenschieber, bei welchen die engen Verbindungskanäle in der Hauptsache den Zweck haben, den Kompressionsdruck aus der Zylinderkammer auf die Steuerfläche des Schiebers zu übertragen. um dessen Um- steuerung hervorzurufen. Gleichzeitig wird das Steuerungsgehäuse durch diese Verbindungskanäle entlüftet, d. h. durch Abführen der atmosphärischen Luft das Auftreten eines Kompressions- druckes bei dem Steuerungsvorgang verhindert.
Bei einem andern Pressluftwerkzeug, welches mit zwei Kolbenschieber ausgerüstet ist, sind diesen Steuerorganen in den Zylinder mündende Kanäle zugeordnet, die dem Zweck dienen, nachdem der Kolben einen gewissen Weg zurückgelegt hat, Arbeitsluft aus der be- aufschlagten Zylinderkammer hinter eine Ringfläche des Kolbenschiebers zwecks seiner Um- steuerung zu leiten, um die weitere Frischluftzuführung abzusperren.
Bei Hämmern mit nach dem Entlastungsprinzip arbeitenden Ventilen hat man eine solche
Steuerung für Schlaghub und Rückhub durch besondere, unabhängig voneinander arbeitende Ventile noch nicht benutzt, und die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, für solche Entlastungssteuerungen eine brauchbare Lösung zu schaffen.
Dies wird dadurch erreicht, dass in die Zylinderkammer führende Verbindungskanälchen in die vom Luftkanal abgewandte, über Bohrungen des Ventilgehäuses ständig mit der Frischluftleitung in Verbindung stehende Ventilkammer einmünden und diese Kammer zwecks Ermöglichung der Umsteuerung der nach dem Entlastungsprinzip arbeitenden freiliegenden Ventilkörper entlasten, sobald die Mündung des Kanälchens und die Auspuff'öffnung der entsprechenden Zylinderkammer durch den Schlagkolben freigegeben werden. Auf diese Weise ergibt sich eine Verbesserung der an sich bekannten Presslufthämmer mit Ventilsteuerung nach dem Entlastungsprinzip.
Zunächst kann man auf diese Weise Zeit und Kolbenstellung bei der Umsteuerung von einem Hub auf den anderen Hub nach Belieben festlegen, indem man den Kolben gerade dann zur Umkehr zwingt, wenn er sich in der für Hubausnutzung, Leistung usw. günstigsten Stellung befindet. Diese Regelung ist durch geeignete Anordnung der Einmündungsstellen der engen Entlastungskanälchen möglich, wobei man beide Steuerorgane unabhängig voneinander regeln kann.
Gegenüber den bisherigen nach dem Entlastungsprinzip arbeitenden Ventilsteuerungen mit einem Steuerorgan wird durch die Bauart nach der Erfindung der Fortschritt erzielt, dass eine Vergrösserung der Durchtrittsquerschnitte für die Druckluft am Ventilsitz möglich ist, so dass in der gleichen Zeit eine grössere Menge Druckluft ungedrosselt in den Zylinder eingelassen werden kann. Bei Hämmern mit einem Steuerventil darf man gewisse Abmessungen für den Durchtrittsquerschnitt nicht überschreiten, weil sonst auch nach der Entlastung der jeweils heauf-
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Druckluft eine Umsteuerung verhindert, da als Umsteuerungskraft nur eine verhältnismässig kleine Ringfläche der Kugel in Betracht kommt.
Demgegenüber ist es bei der Bauart nach der
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druck, d den Durchmesser des Ventiles, z. B. der Kugel darstellt. Man erzielt auf diese Weise auch bei grossen Durchströmquerschnitten im Ventilsitz ein schnelles Umsteuern.
Ein weiterer Vorteil der Steuerung nach der Erfindung gegenüber den bekannten Ventilsteuerungen besteht darin, dass es möglich ist, die Kugel bereits vor Freigabe der Auspuff- öffnungen umsteuern zu lassen oder zumindest die Umsteuerung bereits einzuleiten, indem nämlich die grosse Umsteuerungskraft das Ventil bereits umsteuert, wenn der im Zylinder auftretende natürliche Druckabfall (Reibungsverlust plus Druckverlust durch Umsetzung von potentieller oder Druckenergie in kinetische oder Strömungsenergie) einen gewissen Betrag erreicht. Es wird also hiebei die Frischluftzufuhr abgesperrt, ehe der Auspuff geöffnet wird, oder zumindest ist die Umsteuerung im gleichen Augenblick beendet, in welchem die Freigabe der Auspuftoffnung durch den Kolben beginnt.
Dadurch ergibt sich die vorteilhafte Wirkung, dass ein Drnckluftverlust vermieden wird, wie er bei den normalen Ventilsteuerungen im Augenblick der Um-
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der Bauart nach der Erfindung sogar denkbar, mit einer gewissen Expansion zu arbeiten.
Konstruktiv kann der Erfindungsgedanke in verschiedener Weise verwirklicht werden. So ist es möglich, die Entlastungskanälchen ständig mit der Frischluftleitung zu verbinden, wodurch
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durch die Auspufföffnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
Dieser Übelstand wird bei einer anderen Ausführungsform vermieden, bei welcher die Entlastungskanälchen von den Ventilen derart gesteuert werden, dass sie nur bei der Beaufschlagung der entsprechenden Zylinderkammer an die Pressluftzuleitung angeschlossen sind. Die jeweils beim Arbeitshub in die Zylinderkammer durch das zugeordnete Entlastungskanälchen eintretende Druckluft bringt eine zusätzliche Beaufschlagung des Kolbens mit sich.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass man den Hub des die vordere Zylinderkammer steuernden Ventiles geringer bemessen kann, um die Druckluftzufuhr für den Rückhub zu verkleinern. Bei Ventilsteuerungen nach dem Entlastungsprinzip mit nur einem Ventil konnte diese Wirkung nur durch Verringerung des Ventilsitzdurchmessers erfolgen, eine Massnahme,
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Ferner ermölicht es die Erfindung, die Umsteuerung, der beiden Ventile zeitlich nacheinander erfolgen zu lassen.
In der Zeichnung ist die Erfindung an dem Beispiel eines Bohrhammers mit Kugelsteuerung in zwei Ausführungsformen veranschaulicht. In dem Zylinder 1 gleitet der Schlagkolben 2, der durch Druckluft in hin-und hergehende Bewegung versetzt wird und seinen Schlag auf ein nicht gezeichnetes Werkzeug überträgt. Die durch den Lufteinlass. 3 eintretende Druckluft gelangt gleichzeitig in die beiden Ventilgehäuse 4 und 5, so dass die VentilkÖrper (j und 7 von allen Seiten umspült werden. Von dem Ventilkörper dient die Kugel 6 zur Steuerung
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In der gezeichneten Lage hat der Kolben seinen Schlaghub (Pfeilrichtung) beendet und mit der hinteren Kante 8 die hintere Auspufföffnung freigegeben.
Dadurch ist der hintere Zylinderraum entlastet worden und die Kugel 6. welche sich vorher in ihrer unteren Endstellung befand, auf ihren Sitz 10 gebracht worden (s. Zeichnung), so dass die weitere Frischluftzufuhr zum hinteren Zylinderraum abgesperrt ist. Ferner ist durch das Kanälchen auch die obere Seite der Steuerkugel 7 entlastet worden, so dass diese, welche vorher auf ihrem Sitz 12 auflag, in die gezeichnete obere Endstellung übergeführt worden ist. Nunmehr kann die Druckluft über den Kanal- ! 3 in die vordere Zylinderkammer eintreten und treibt den Kolben 2 in den Rückhub.
Gibt hiebei die vordere Kante 14 des Kolbens 2 die Auspuff- öffnung 15 frei, so wird der vordere Zylinderraum und damit die untere Seite der Steuerkugel 7 entlastet, so dass sich die Kugel infolge des Pressluftdruckes auf der oberen Seite auf ihren Sitz 12 auflegt und das Einströmen weiterer Druckluft verhindert.
Vorher ist die Mündung
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Der infolge seiner kinetischen Energie weiterfliegende Kolben deckt dann die Mündung des Entlastungskanälchens 16 auf, so dass die untere Seite der Steuerkugel 6 ebenfalls entlastet wird ; hiedurch wird die Umsteuerung herbeigeführt und der Frischluft der Eintritt in den
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In der dargestellten Ausführungsform ist die Steuerkugel 7 für den Rückhub in ihrem
Durchmesser geringer gehalten als die Steuerkugel 6 für den Schlaghub, weil die Leistung des Hammers beim Rückhub geringer zu sein pflegt.
Eine andere Ausführungsform wird durch Fig. 2 veranschaulicht. Während nämlich bei
Fig. 1 die Entlastungskanälchen 11 und 16 ständig mit der Frischluftleitung in Verbindung stehen, sind die entsprechenden Kanäle 11'und 16'gemäss Fig. 2 durch die Kugeln 6 und 7 derart gesteuert, dass sie nur beim Arbeitshub der betreffenden Zylinderkammer mit der Druck- luftzuleitung in Verbindung stehen. Druckluftverluste werden hiedurch vermieden und es wird gleichzeitig eine zusätzliche Beaufschlagung der betreffenden Zylinderkammer bei ihrem Arbeits- hub erzielt. Die Arbeitsweise ist im wesentlichen die gleiche wie bei Fig. 1. Der Kolben ist in einer etwas anderen Stellung gezeichnet. Er befindet sich auf seinem Schlaghub (Pfeilrichtung) und die Ventile liegen auf ihrem unteren Sitz.
Nach Freigabe der Auspufföffnung 9 durch die hintere Kolbenkante steuern die Ventile 6 und 7 in ihre obere Endstellung um, so dass weder durch den Frischluftkanal 17 noch durch das Entlastungskanälchen 11'weitere Druckluft in den hinteren Zylinderraum eintreten kann. Es findet nur eine Beaufschlagung der vorderen
Zylinderkammer durch den Rückhubkanal 13 statt, während zusätzlich eine geringe Menge Druckluft durch den Kanal J eingeführt wird.
Durch Wahl geeigneter Abmessungen für die Ventilsitze 12, 121 10 und 10'kann die Umsteuerung der beiden Ventile 6 und 7 derart beeinflusst werden, dass sie zeitlich nach- einander erfolgt. Die Kugel 7 erhält einen geringeren Hub, weil für den Rückhub eine geringere Menge Druckluft benötigt wird.
In Fig. 2 ist mit strichpunktierten Linien eine andere Anordnung des Entlastungskanales, siehe'11", veranschaulicht, wobei dessen Mündung unterhalb der oberen Auspufföffnung 9 liegt.
Diese Bauart ist besonders für langhubige Hämmer geeignet. Es wird hiedurch erreicht, dass die Kugel 7 erst umsteuert, wenn der Kolben seine untere Endstellung erreicht hat. Es findet also nach der Entlastung der hinteren Zylinderkammer bei Freigabe der Auspufföffnung 9 durch die hintere Kolbenkante lediglich eine geringe Voreinströmung nach der Umsteuerung des Ventiles 6 durch den Entlastungskanal 16'statt und es wird vermieden, dass schon in diesem Augenblicke der vordere Zylinderraum über den Kanal 13 seine volle Beaufschlagung erhält, wodurch der Schlagkolben vorzeitig gebremst werden würde.
Natürlich ist es auch möglich, statt der Kugeln andere Ventilkörper zu verwenden. Selbstverständlich ist die Anordnung der Mündungen der Entlastungskanälchen je nach den gewünschten Verhältnissen zu wählen.
Die räumliche Anordnung der beiden Steuerkörper ist an sich beliebig und man kann z. B. statt der dargestellten Anordnung zu beiden Seiten des Zylinders, die nur schematisch ist, auch eine Bauart wählen, bei welcher beide Steuerkörper in einem an einer Seite angeordneten Gehäuse untergebracht sind. Es ist ferner denkbar, statt der beiden Einzelsteuerkörper 6 und 7 zwei Gruppen von parallel geschalteten Steuerkörpern zu verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Pressluftwerkzeug, bei welchem Schlaghub und Rückhub durch besondere, unabhängig voneinander arbeitende Steuerkörper gesteuert werden und bei welchem den Steuerorganen besondere in die Zylinderkammer mündende Steuerkanäle zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Zylinderkammern führenden Verhindungskanälchen (11, 16) in die vom Luftkanal (17, 13) abgewandte, über Bohrungen des Ventilgehäuses ständig mit der Frischluftleitung in Verbindung stehende Ventilkammer einmünden und diese Kammer zwecks Er- möglichung der Umsteuerung der in an sich bekannter Weise nach dem Entlastungsprinzip arbeitenden freifliegenden Ventilkörper entlasten, sobald die Mündung des Kanälchens (11, 16) und die Auspufföffnung (9, 15)
der entsprechenden Zylinderkammer durch den Schlagkolben (2) freigegeben werden.