CH626823A5

CH626823A5 - Hydraulic percussion apparatus

Info

Publication number: CH626823A5
Application number: CH517975A
Authority: CH
Inventors: Pekka Salmi; Pentti Raunio
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1975-04-23
Publication date: 1981-12-15
Also published as: AT340346B; FI126774A; ZA752371B; IT1037190B; CS181292B2; AU7993475A; DE2516546A1; PL94933B1; ATA285875A; FR2268602B1; JPS554554B2; DE2516546C2; FI50940B; JPS50144967A; ATA285975A; NO137349B; SE7504591L; SU776569A3; FI50940C; NO137349C

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schlagapparat, insbesondere für einen Bohrhammer, der ein Gehäuse aufweist, an welchem ein Werkzeug befestigbar ist und in dem ein mit einem Druckflüssigkeitserzeuger in Verbindung stehender Zylinderraum zur Aufnahme eines axial hin und her gehenden Kolbens ausgebildet ist, der einen Kopf aufweist und von einem hülsenförmigen, axial beweglichen, die Richtungsumsteuerung bewirkenden Steuerventil konzentrisch umgeben ist, dessen zylindrische Innenfläche eine den Kopf umgebende zylindrische Wand des Zylinderraums bildet.

Ein derartiger hydraulischer Schlagapparat ist durch die GB-PS 1 125 725 bekannt. Bei diesem Apparat wird also der Kolben bereits unmittelbar vom Steuerventil umgeben. Durch dieses Merkmal wird somit bereits der Vorteil erreicht, dass die zur Steuerung des Ventils erforderliche Hydraulikmenge sehr viel einfacher aus dem vorderen Zylinderraum erhalten werden kann, nämlich über einen auf dem Kolben befindlichen Kanal, als es beim bekannten Schlagapparat nach der DE-OS 1 703 753 der Fall ist.

Es wird eine weitere Verbesserung des durch die erwähnte GB-PS bekannten Schlagapparates bezweckt, dahingehend, dass die schädliche Wirkung der Abnutzung des schlagenden Endes des Kolbens auf die Funktion des Schlagapparates und die Schwierigkeiten beim Ingangsetzen des Apparates vermindert werden. Weiterhin soll die Konstruktion vereinfacht werden können. Es soll somit ein Schlagapparat geschaffen werden, dessen Funktion gegen Abnutzung des schlagenden Endes des Kolbens unempfindlich ist und der bei jeder Lage des Kolbens leicht in Gang zu setzen ist und der überdies noch einfach konstruiert und betriebssicher ist.

Der erfindungsgemässe hydraulische Schlagapparat ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Schlagseite des Kolbens zugekehrten vorderen Seite des Kopfes der Zylinderraum eine Vorderkammer aufweist, welche durch eine den Kopf umgebende, im Gehäuse ausgebildete Schulter von einem das Steuerventil aufnehmenden Steuerventilraum getrennt ist, und dass in der zylindrischen Fläche des Kopfes des Kolbens wenigstens ein Kanal vorhanden ist, der in der Höhe des Endes der Schlagbewegung des Kolbens zwischen der Vorderkammer und jenem Teil des Steuerventilraumes, der durch das Gehäuse, den Kolben und die der Schlagseite des Kolbens zugekehrte vordere Stirnfläche des Steuerventils begrenzt ist, eine Verbindung herstellt, welche in der Nähe des Endes der Hubbewegung des Kolbens durch den Kopf unterbrochen ist.

Die Erfindung wird im folgenden mit Hinweis auf die beiliegende, ein Ausführungsbeispiel darstellende, Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemässen Schlagapparat im Teilschnitt von der Seite, wobei der Kolben am Ende eines Arbeitsschlages dargestellt ist.

Fig. 2 entspricht Fig. 1, aber hierbei ist der Kolben am Anfang eines Arbeitsschlages dargestellt.

In den folgenden Erläuterungen sind unter «nach unten» und «unter» das werkzeugseitige Ende und unter «nach oben» und «ober» das gegenüberliegende Ende des Apparates zu verstehen. Weiterhin wird das Wort Kanal in der Singularform gebraucht, auch wenn es sich dem Sachzusammenhang nach um ein aus mehreren Kanälen bestehendes Kanalnetz handelt.

Ein Kolben 27, der einen Schaft 5, einen Flansch 4 und eine Verlängerung 18 aufweist, ist hin und her beweglich in einem Zylinderraum eines Gehäuses 1 untergebracht, welcher Raum aus einem Zylinderraum unterhalb der Flansche 4, d.h. einem unteren Raum 8, und einem Zylinderraum oberhalb der Flansche 4, d.h. einem oberen Raum 10, besteht. Während der Kolben 27 sich hin und her bewegt, schlägt er gegen ein Werkzeug 2. Wenn des Werkzeug 2 nicht da ist, wird der Kolben 27 in einem Dämpferraum 21 angehalten, den die Flansche 4 in ihrer äussersten Lage schliesst, wobei der Druck im Dämpferraum hoch genug steigt, um die Bewegung des Kolbens anzuhalten. Ein für die Verlängerung 18 vorgesehener Zylinderraum 17 verbindet über einen Kanal 26 den oberen Raum 10 mit einem Einlasskanal 9, wenn sich der Kolben seinem oberen Wendepunkt nähert. Der Schlagapparat ist von einem Spülrohr 23 durchzogen, das Spülmittel in eine im Werkzeug 2 befindliche Bohrung leitet. Ein Druckschlauch, der dem Apparat Druckflüssigkeit zuführt, kann an eine Verschraubung 24 und ein Auslassschlauch entsprechend an eine Verschraubung 25 angeschlossen werden. An der Verschraubung 24 fängt im Gehäuse des Schlagapparates der Einlasskanal 9 an, der zu dem unteren Raum 8 und dem oberen Raum 10 sowie zu einem Druckakkumulator 19 führt. Zweck des Akkumulators ist es, die Strömungsmengen und Druckabweichungen auszugleichen.

Der Einlasskanal 9 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem unteren Raum 8 und über ein Steuerventil 7 mit dem oberen Raum 10. Im Kolben 27 ist die ständig unter Druck liegende Unterfläche der Flansche kleiner bemessen als die Oberfläche, wobei der hierauf wirkende Druck mittels des Steuerventils 7 abgestellt bzw. ausgelöst werden kann. Wenn der obere Raum 10 einem Druck ausgesetzt ist, bewegt sich der Kolben 27 nach unten. Während des Auslasses aus dem oberen Raum 10 bewegt sich der Kolben dagegen nach oben.

Das Steuerventil 7 bewegt sich in einem Raum 6, der im Gehäuse 1 den Teil des Zylinderraumes 8,10 unmittelbar umgibt, in dem sich die Kolbenflansche 4 bewegen. Zwischen dem unteren Raum 8 und dem Steuerventilraum 6 ist eine Enge 28 vorgesehen, deren zylinderförmige Innenfläche einen Teil der die Kolbenflansche 4 umgebenden zylinderförmigen Wand des Zylinderraums 8,10 bildet.

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Ein Teil des unterhalb des Steuerventils 7 befindlichen Raumes 6 wird durch im Kolben 27 angeordnete Kanäle 13 mit dem unteren Raum 8 verbunden, nachdem sich der Kolben 27 ausreichend weit nach unten bewegt hat. Im Steuerventil 7 sind auch Öffnungen 15 und 16 vorgesehen, die zeitweise in Verbindung mit einem Auslasskanal IIa, IIb stehen. Wenn das Steuerventil 7 ausreichend weit nach oben verschoben ist, wie in Fig. 1, kann die Flüssigkeit aus dem oberen Raum 10 durch die im Steuerventil 7 ausgeformte Öffnung 15 in den Auslasskanal IIa fliessen. Wenn der Raum 6 am unteren Ende des Steuerventils 7 über im Kolben angeordnete Kanäle 13 mit dem unter Druck liegenden unteren Raum 8 in Verbindung steht, presst der auf die Unterfläche 14 des Steuerventils 7 wirkende Druck das Ventil nach oben. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die obere Fläche 12 des Steuerventils kleiner ist als die untere Fläche 14 und dass der Druck beiderseits gleich ist. Wenn der Kolben 27 etwa seinen oberen Wendepunkt erreicht hat, wobei das Steuerventil 7 in seiner oberen Lage liegt, verbinden die Kanäle 13 der Flansche 4 den Steuerventilraum 6 mit dem Auslasskanal IIb über die im Steuerventil 7 vorgesehenen Öffnungen 16. Vorhin hat die Flansche 4 die Verbindung zwischen dem unteren Raum 8 und dem Steuerventilraum 6 mittels der im Gehäuse 1 befindlichen Enge 28 unterbrochen, die zwischen dem unteren Raum 8 und dem Steuerventilraum 6 liegt. Wenn der Steuerventilraum 6 mit dem Auslasskanal IIb in Verbindung steht, sinkt der Druck im Steuerventilraum 6, während der auf die obere Fläche 12 des Steuerventils 7 wirkende Einlassdruck das Steuerventil 7 nach unten verschiebt.

Fig. 1 stellt eine Situation dar, wo der Kolben 27 nach Aufschlagen auf das Werkzeug seine Kehrbewegung beginnt. Das Steuerventil 7 ist in seiner obersten Lage im Dämpfer angehalten. Die Druckverbindung zwischen dem Einlasskanal 9 und dem oberen Raum 10 ist vollständig unterbrochen, während die Verbindung zu dem Auslasskanal IIa durch die Öffnung 15 offen ist. Der Druck im unteren Raum 8 wirkt auf den Kolben 27 und verschiebt ihn nach oben. Der Steuerventilraum 6 steht über die Kanäle 13 im Kolben 27 mit dem unteren Raum 8 in Verbindung.

Nachdem der Kolben gegen das Werkzeug 2 angeschlagen hat, fängt er seine Kehrbewegung an. Anfangs beschleunigt sich die Geschwindigkeit des Kolbens, wenn die Flüssigkeit durch den Kanal IIa aus dem oberen Raum 10 in den Auslasskanal 3 strömt. Die Beschleunigung nimmt ab und schliesslich wird die Bewegung des Kolbens langsamer, wenn eine Kante des Kolbens die Strömung in den Auslasskanal IIa zu drosseln anfängt, wobei der Druck im oberen Raum 10 steigt. Damit der Druck im oberen Raum den durchschnittlichen Druck auf der Druckseite des Schlagapparates nicht weit über626 823

steigt, öffnet die Kante der Verlängerung 18 des Kolbens die Verbindung 26 zwischen dem oberen Raum 10 und dem Einlasskanal 9 schon ein wenig bevor die Kante des Kolbens die Verbindung zu dem Kanal 1 la vollständig unterbricht. Wenn der Kanal IIa geschlossen wird, hört der Auslass zum Auslasskanal 3 auf, und der Kolben bewegt sich weiter mit abnehmender Geschwindigkeit. Die Flüssigkeit, die der Schlagkolben während seiner Bewegung beseitigt, strömt durch den Kanal 26 in den Einlasskanal 9 und wird in dem Akkumulator 19 gespeichert.

In Fig. 2 steht der Kolben 27 im Begriff, seinen Arbeitsschlag anzufangen. Das Steuerventil 7 ist in seiner unteren Lage im Dämpfer angehalten. Während der Kolben 27 sich nach unten bewegt, öffnet er ein wenig vor seinem Schlag die Verbindung zwischen dem unteren Raum 8 und dem Steuerventilraum 6 über die Kanäle 13. Im Steuerventilraum 6 steigt der Druck, wodurch das Steuerventil 7 nach oben verschoben wird. Die Verbindung zwischen dem Einlasskanal 9 und dem oberen Raum 10 wird unterbrochen, und die zum Auslasskanal IIa führende Öffnung 15 geöffnet. Das Steuerventil 7 wird im Dämpfer 20 in der in Fig. 1 dargestellten Lage angehalten.

Durch den erfindungsgemässen Schlagapparat werden folgende Vorteile erreicht:

Der Schlagapparat hat eine einfache Konstruktion und besitzt möglichst wenige bewegliche und sich abnutzende Teile.

Der Kolben und das Steuerventil werden gegenseitig voneinander gesteuert und der Apparat startet in jeder Lage dieser Teile. Zusatzteile, die in den bekannten Konstruktionen nötig sind, um die Startfähigkeit zu verbessern, sind in dieser Ausbildung unnötig.

Die im Gehäuse vorgesehene Enge und die im Kolbenflansch angeordneten Kanäle können leicht so bemessen werden, dass die Abnutzung des schlagenden Endes des Kolbens die Funktion des Schlagapparates nicht stört.

Der Schlagapparat ist gegen Druckänderungen der Triebflüssigkeit nicht empfindlich.

Der Strömungsweg der unter Druck liegenden Flüssigkeit zu dem oberen Raum des Zylinders ist wegen der günstigen Lage des Steuerventils so kurz wie möglich, wodurch die Druckverluste möglichst gering sind.

Die Bewegungen des Steuerventils sind in beiden Richtungen durch Anhalten des Ventils in den Dämpfen begrenzt. Auf diese Weise können durch mechanischen Kontakt verursachte Abnutzungen reduziert werden.

Oben sind die Konstruktion und die Funktion eines erfindungsgemässen Schlagapparates an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Einem Fachmann ist es jedoch klar, dass verschiedene Ausführungsformen der Erfindung im Rahmen der folgenden Patentansprüche möglich sind.

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1 Blatt Zeichnungen

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626 823 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Hydraulischer Schlagapparat, insbesondere für einen Bohrhammer, der ein Gehäuse (1) aufweist, an welchem ein Werkzeug befestigbar ist und in dem ein mit einem Druckflüssigkeitserzeuger in Verbindung stehender Zylinderraum zur Aufnahme eines axial hin und her gehenden Kolbens (27) ausgebildet ist, der einen Kopf (4) aufweist und von einem hül-senförmigen, axial beweglichen, die Richtungsumsteuerung bewirkenden Steuerventil (7) konzentrisch umgeben ist, dessen zylindrische Innenfläche eine den Kopf (4) umgebende zylindrische Wand des Zylinderraums bildet, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Schlagseite des Kolbens (27) zugekehrten vorderen Seite des Kopfes (4) der Zylinderraum eine Vorderkammer (8) aufweist, welche durch eine den Kopf (4) umgebende, im Gehäuse (1) ausgebildete Schulter (28) von einem das Steuerventil (7) aufnehmenden Steuerventilraum (6) getrennt ist, uq£ dass in der zylindrischen Fläche des Kopfes (4) des Kolbens (27) wenigstens ein Kanal (13) vorhanden ist, der in der Höhe des Endes der Schlagbewegung des Kolbens (27) zwischen der Vorderkammer (8) und jenem Teil des Steuerventilraumes (6), der durch das Gehäuse (1), den Kolben (27) und die der Schlagseite des Kolbens (27) zugekehrte vordere Stirnfläche (14) des Steuerventils (7) begrenzt ist, eine Verbindung herstellt, welche in der Nähe des Endes der Hubbewegung des Kolbens (27) durch den Kopf (4) unterbrochen ist.

2. Schlagapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (13) im Kolbenkopf (4) so angebracht ist, dass er den durch das Gehäuse (1), die untere Fläche (14) des Steuerventils und den Kolben (27) abgegrenzten Steuerventilraum (6) durch Öffnungen (16) im Steuerventil (7) mit einen Auslasskanal (IIb) verbindet, wenn sich das Steuerventil in oder nahe seiner obersten Lage befindet.