CS198203B2

CS198203B2 - Hydraulic impact device

Info

Publication number: CS198203B2
Application number: CS479576A
Authority: CS
Inventors: Esko Juvonen
Original assignee: Linden Alimak Ab
Priority date: 1976-07-20
Filing date: 1976-07-20
Publication date: 1980-05-30

Description

ČESKOSLOVENSKASOCIALISTICKÁlir u BLIK Ad» POPIS VYNALEZU K PATENTU 198203 (tu mi (51) Int. Cl.1 * 3 B 30 B 1/32 (22) Přihlášeno 20 07 76(21) (PV 4795-76) (40) Zveřejněno 31 08 79 OSAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (45) Vydáno 15 05 &3 (72)THE CZECHOSLOVAKCASOCIALISTER at BLIK Ad »DESCRIPTION OF THE FOLLOWING PATENT 198203 (51) Int Cl.1 * 3 B 30 B 1/32 (22) Registered 20 07 76 (21) (PV 4795-76) (40) Published 31 08 79 SET FOR INVENTIONS AND DISCOVERIES (45) Issued 15 05 & 3 (72)

Autor vynálezu (73)Author of the Invention (73)

Majitel patentu JUVONĚN ESKO ing., KAUKKALA (Finsko) LINDEN-ALIMAK AB, SKELLEFTEAA (Švédsko) (54) Hydraulické úderové zařízení 1Patent holder JUVONĚN ESKO ing., KAUKKALA (Finland) LINDEN-ALIMAK AB, SKELLEFTEAA (Sweden) (54) Hydraulic impact device 1

Vynález se týká hydraulického úderovéhozařízení s vratně pohyblivým úderným pís-tem uloženým ve skříni, jehož prstencováplocha ve vysokotlaké komoře je zatíženatlakem kapaliny z vysokotlakého okruhu, as vratně pohyblivou osazenou ventilovou ob-jímkou, která je uložena kolem předníhokonce úderného pístu v protáhlé tlakové ko-moře, spojené otvorem s vysokotlakým okru-hem a otvorem s nízkotlakým okruhem, při-čemž ventilová objímka je delší než vzájem-ná vzdálenost těchto otvorů, mezi nimiž jeve skříni upravena první ventilová komorak ovládání pohybu ventilové objímky a tímtlaku v protáhlé tlakové komoře.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a hydraulic striking device having a reciprocating impact strike embedded in a housing whose annular surface in a high-pressure chamber is loaded with a fluid from a high-pressure circuit, and a reversibly mounted valve enclosure that is positioned around the front end of the striking piston in an elongated pressure chamber. , connected by a high-pressure orifice and a low-pressure orifice, wherein the valve sleeve is longer than the spacing of these apertures, between which a first valve chamber is provided in the housing to control the movement of the valve sleeve and thereby the pressure in the elongated pressure chamber.

Ventilová objímka se pohybuje v podstatěsynchronně s úderným pístem ve směru ná-razu na nástroj a tím ovládá spojení protáh-lé tlakové komory s nízkotlakým a vysoko-tlakým okruhem a při zastavení pístu nára-zem na nástroj pokračuje v dopředném po-hybu.The valve sleeve moves in a substantially synchronous manner with the striking piston in the tooling direction, thereby controlling the connection of the elongated pressure chamber to the low and high pressure circuits, and continues to move forward as the tool is stopped.

Ve známých zařízeních tohoto druhu, na-příklad podle finského patentu č. 50 307, na-razí úderný píst při pohybu ve směru nára-zu na nástroj, například na vrták, na stojí-cí ventilovou objímku a posouvá ji před se-bou během celého dopředného pohybu. Ná-razem na ventilovou objímku se značně sní-ží rychlost nárazného pístu a tím i energie, 2 se kterou narazí na nástroj. Mimo to je ná-raz značně prudký, protože píst má působe-ním hydraulické kapaliny z vysokotlakéhookruhu velkou rychlost. Účelem vynálezu je odstranit tuto nevý-hodu.In known devices of this kind, for example, according to Finnish Patent No. 50,307, the striking piston, when moving in the direction of impact, forces the tool, for example on the drill, onto the standing valve sleeve and moves it in front of the tool. the whole forward motion. Referring to the valve sleeve, the velocity of the impact piston and thus the energy it encounters with the tool is considerably reduced. In addition, it is suddenly very steep because the piston has a high speed due to the action of hydraulic fluid from the high-pressure circuit. The purpose of the invention is to eliminate this disadvantage.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že úder-ný píst je v horní části opatřen prstencovoudrážkou, ústící v horní úvrati úderného pís-tu do nízkotlaké komory a propojenou přiúderném pohybu úderného pístu s vysoko-tlakou komorou a první ventilovou komorou,přičemž druhá ventilová komora, spojenátrvale s vysokotlakým okruhem, je upravenave skříni kolem ventilové objímky, opatřenénákružkem, jehož zadní čelo, obrácené doprvní ventilové komory, je větší než předníčelo, obrácené do druhé ventilové komory,a zadní čelní -plocha ventilové objímky jemenší než její přední čelní plocha. Účinnost úderného zařízení se touto kon-strukcí podstatně zlepší, neboť hydraulickákapalina uděluje ventilové objímce počáteč-ní rychlost ve směru úderu. Tím se zmenšírelativní rychlost mezi ventilovou objímkoua úderným pístem v okamžiku, kdy údernýpíst dosedne na objímku. Kinetická energie,přenášená z úderného pístu na objímku, atedy pro výkon pístu ztracená, je proto vel-mi malá. Náraz mezi úderným pístem a ob- 198203 198203 9 jímkou je značně slabší a tím se zabrání mož-nému mechanickému poškození.SUMMARY OF THE INVENTION In the upper part of the invention, the striking piston is provided with an annular groove, which in the upper dead center of the striking piece is inserted into the low-pressure chamber and interconnected by the impact stroke of the striking piston with the high-pressure chamber and the first valve chamber, the second valve chamber, is connected to the high pressure circuit, is a housing around the valve sleeve, provided with a ring, the rear face of which faces the first valve chamber, is larger than the front facing the second valve chamber, and the rear face of the valve sleeve is finer than its front face. The effectiveness of the striking device is substantially improved by this design, since the hydraulic fluid imparts an initial speed to the valve sleeve in the direction of impact. This reduces the relative velocity between the valve sleeve and the striking piston when the impact piston abuts the sleeve. Therefore, the kinetic energy transmitted from the striking piston to the sleeve, and thus lost, is very small. The impact between the striking piston and the thermowell is considerably weaker, thus preventing possible mechanical damage.

Vynález je vysvětlen na příkladu provede-ní, znázorněném na výkresu, který ukazujepodélný řez úderným zařízením v poloze,kdy úderný píst právě naráží na dřík nástro-je, zatímco ventilová objímka pokračuje vdopředném pohybu. Úderné zařízení, například vrtačka do ka-mene, má skříň 1 s úderným pístem 2, kterýse může pohybovat ve směru nárazu a vezpětném směru, tedy podle výkresu dolů anahoru, a přitom naráží na dřík 3, vsazenýdo předního konce skříně 1 a zarážející ná-stroj, například vrták, do půdy nebo horni-ny. Skříň 1 má vysokotlaký okruh 4 a nízko-tlaký okruh 5 a v nich proudí vlivem atmo-sférického tlaku a přetlaku hydraulické mé-dium, výhodně olej. Prstencová plocha 28střední části úderného pístu 2 je obklopenavysokotlakou komorou 6, která je trvale spo-jena s vysokotlakým okruhem 4, a předníkonec úderného pístu 2 leží v protáhlé tla-kové komoře 7, která se střídavě připojujeotvorem 21 k vysokotlakému okruhu 4 a o-tvorem £2 k nízkotlakému okruhů 5.The invention is illustrated by the exemplary embodiment shown in the drawing which shows the longitudinal section of the striking device in a position where the striking piston is just striking the tool shaft while the valve sleeve continues to advance. The striking device, such as a drilling machine, has a striking piston housing 1, which can move in the direction of impact and the reverse direction, that is to say in the drawing downwards, and impinges on the stem 3, inserted into the front end of the housing 1 and striking a machine, such as a drill, into a soil or a rock. The housing 1 has a high-pressure circuit 4 and a low-pressure circuit 5, and there is a hydraulic medium, preferably an oil, due to atmospheric pressure and overpressure. The annular surface of the 28th central part of the striking piston 2 is surrounded by a high pressure chamber 6, which is permanently connected to the high pressure circuit 4, and the front end of the striking piston 2 lies in the elongated pressure chamber 7, which alternately connects the orifice 21 to the high pressure circuit 4 and £ 2 to low pressure circuits 5.

Zadní konec úderného pístu 2 leží v nízko-tlaké komoře 9, která je trvale spojena snízkotlakým okruhem 5.The rear end of the striking piston 2 lies in the low-pressure chamber 9, which is permanently connected by the low-pressure circuit 5.

Uvnitř protáhlé tlakové komory 7 je ulo<žena ventilová objímka 8, která obklopujeúderný píst 2. Ventilová objímka 8 je opatře-na nákružkem 23, jehož zadní čelo 24 mávětší plochu než přední čelo 23. Zadní čelníplocha 26 ventilové objímky 8 je naproti to-mu menší než její přední čelní plocha 27.Ventilová objímka 8 ovládá flak v protáhlétlakové komoře 7 pohybem ve směru úderua ve zpětném směru v podstatě synchronizo-vané s pohybem úderného pístu 2, přičemžve své zadní, horní mezní poloze uzavíráspojení mezi vysokotlakým okruhem 4 a pro-táhlou tlakovou komorou 7 a otevírá spojenís nízkotlakým okruhem 3. Ve. své středníkrajní poloze naopak otevírá spojení pro-táhlé tlakové komory 7 s vysokotlakým q-kruhem 4 a uzavírá spojení s nízkotlakýmokruhem 5. K ovládání pohybů ventilové objímky 8jsou ve stěně protáhlé válcové komory 7upraveny tři ventilové komory 10, 11, 12;tlak v těchto ventilových komorách 10, 11,12 působí na radiální plochy ventilové ob-jímky, 8 a tím ji posouvá dopředu nebo do-zadu.Inside the elongated pressure chamber 7, a valve sleeve 8 is located which surrounds the impact piston 2. The valve sleeve 8 is provided with a collar 23 whose rear face 24 has a larger surface than the front face 23. The rear face 26 of the valve sleeve 8 is opposite to it. smaller than its front face 27. The valve sleeve 8 actuates the pressure in the elongation chamber 7 by moving in the direction of impact in a backward direction substantially synchronized with the movement of the striking piston 2, while in its rear, upper closing position, the connection between the high pressure circuit 4 and the the pressure chamber 7 and opens the connection with the low pressure circuit 3. Ve. on the contrary, it opens the connection of the elongated pressure chamber 7 to the high pressure q-ring 4 and closes the connection with the low-pressure circuit 5. To control the movements of the valve sleeve, three valve chambers 10, 11, 12 are provided in the wall of the elongated cylindrical chamber 7; the chambers 10, 11, 12 act on the radial surfaces of the valve housing 8 and thereby move it forward or backward.

První ventilová komora 10 je spojena ka-nálkem 13 s prstencovou komorou 14, kteráje podle polohy úderného pístu 2 propojenapřes jeho prstencovou drážku 13 buď s níz-kotlakou komorou 9, nebo s vysokotlakou ko-morou 6. Když je první ventilová komora 10propojena s vysokotlakou komorou 6, působítlak oleje na zadní čelo 24 nákružku 23 ventilo-vé objímky 8 ve směru úderu. Když je prvníventilová komora .10 propojena s nízkotla-kou komorou 9, není zadní čelo 24 nákruž-ku 23 zatíženo tlakem oleje.The first valve chamber 10 is connected by a sleeve 13 to an annular chamber 14 which, according to the position of the striking piston 2, is connected via its annular groove 13 with either a low-pressure chamber 9 or a high-pressure chamber 6. When the first valve chamber 10 is connected to a high-pressure chamber 6, applying oil to the rear face 24 of the collar 23 of the vent sleeve 8 in the direction of impact. When the first valve chamber 10 is connected to the low pressure chamber 9, the rear face 24 of the collar 23 is not subjected to oil pressure.

Druhá ventilová komora 11 je trvale spo-jena s vysokotlakým okruhem 4, takže tlako-vý olej působí na přední čelo 23 nákružku23 ve směru zpětného pohybu. Třetí venti-lová komora 12 je trvale spojena otvorem 22s nízkotlakým okruhem 3.The second valve chamber 11 is permanently connected to the high-pressure circuit 4, so that the pressure oil acts on the front face 23 of the collar 23 in the direction of retraction. The third valve chamber 12 is permanently connected by a hole 22 with a low pressure circuit 3.

První ventilová komora 10 je pro-pojena s tlumicí komorou 16 a druhá ven-tilová komora 11 s tlumicí komorou 17.Obě tlumicí komory 16, 17 slouží k brzděnípohybu ventilové objímky 8 v blízkosti je-jích krajních poloh. Tlumicí komora 18působí ve směru zpětného pohybu a tlumicíkomora 17 ve směru úderu. Takové tlumenímá však nevýhodu v tom, že je nemožné u-rychlit ventilovou objímku, 8 z příslušné tlu·;micí komory 16, 17. Podle výhodného pro-vedení vynálezu je tento nedostatek odstra-něn tím, že tlumicí komora 16 .je spojenapro urychlení dopředného pohybu ventilovéobjímky 8 přes kanálek 18 se spojovací ko-morou 19; ve skříni 1, která-v závislosti napoloze úderného pístu 2 může být spojenas vysokotlakou komorou 6 přes spojovacídrážku 20 v úderném pístu 2. Ve zpětnémsměru se může ventilová objímka 8 pohy-bovat pouze tehdy, když je úderný píst 2ve své zadní poloze. Spojení mezi tlumicí ko-morou 16 a vysokotlakou komorou 6 je to-tiž pak uzavřeno, protože válcová plochaúderného pístu 2 uzavírá spojovací komoru19.The first valve chamber 10 is connected to the damping chamber 16 and the second valve chamber 11 to the damping chamber 17. The two damping chambers 16, 17 serve to brake the movement of the valve sleeve 8 near their extreme positions. The damping chamber 18 acts in the direction of backward movement and damping chamber 17 in the direction of impact. However, such a damping disadvantage is that it is impossible to fasten the valve sleeve 8 from the respective measuring chamber 16, 17. According to a preferred embodiment of the invention, this drawback is avoided in that the damping chamber 16 is connected to and accelerated forward movement of the valve sleeve 8 through the channel 18 with the connecting chamber 19; in the housing 1, which, depending on the position of the striking piston 2, can be connected by the high pressure chamber 6 through the connecting groove 20 in the striking piston 2. In the reverse direction, the valve sleeve 8 can only move when the striking piston 2 is in its rear position. The connection between the damping chamber 16 and the high pressure chamber 6 is then closed, since the cylindrical surface of the impact piston 2 closes the connection chamber 19.

Zrychlení ventilové objímky 8 ve směruzpětného pohybu z tlumicí komory 17 vyplý-vá z toho, že přední čelní plocha 27 venti-lové objímky 8 uvnitř protáhlé tlakové ko-mory 7, působí ve směru zpětného pohybu,je větší než zadní čelní plocha 26, zatíženáve směru úderu. Totéž platí pro radiální plo-chu zadního čela 24 nákružku 23, zatíženoutlakem v první ventilové komoře 10, kteráje větší než součet ploch předního čela 25nákružku 23 a osazení ventilové objímky 8,odpovídajících druhé ventilové komoře 11a třetí ventilové komoře 12.The acceleration of the valve sleeve 8 in the reciprocating motion of the damping chamber 17 results from the front face 27 of the valve sleeve 8 inside the elongated pressure chamber 7 acting in the direction of the backward movement, being larger than the rear face 26, loaded direction of impact. The same applies to the radial surface of the rear face 24 of the collar 23, loaded by the pressure in the first valve chamber 10, which is greater than the sum of the faces of the front face 25 of the collar 23 and the shoulder of the valve sleeve 8 corresponding to the second valve chamber 11a of the third valve chamber 12.

Když se úderný píst 2 pohybuje ve směrunárazu, ventilová objímka 8 se urychlí sa-mostatně téměř na jeho rychlost. Údernýpíst 2 dosáhne ventilové objímky 8 krátcepřed svým dopadem na dřík 3 nástroje a po-souvá ji ve směru úderu před sebou. Venti-lová objímka 8, urychlená předběžně na jis-tou rychlost, se tím urychlí na rychlost od-povídající rychlosti úderného pístu 2 a po-kračuje v dopředném pohybu i po jeho za-stavení. Tím se, uzavře třetí ventilová ko-mora 12, a tedy spojení mezi protáhlou tla-kovou komorou 7 a nízkotlakým okruhem S,a otevře se spojení k vysokotlakému okruhu4 přes otvor 21. Přímý dotek mezi úderným pístem 2 aventilovou objímkou 8 nebo nepřímý kon-takt přes olejové tlumení krátce před dopa-dem úderného pístu 2 na nástroje zabezpe-čuje přesnou synchronizaci mezi jejich po-hyby, která je pro účinek zařízení podstat-ná. Druhá ventilová komora 11 zaručuje, žeWhen the striking piston 2 moves in the direction of impact, the valve sleeve 8 is accelerated at almost its speed. The impact piston 2 reaches the valve sleeve 8 shortly by its impact on the tool shaft 3 and moves it in the direction of impact. The valve sleeve 8, accelerated preliminarily to a certain velocity, is thereby accelerated to a corresponding velocity of the striking piston 2 and continues forward motion even after it is stopped. This closes the third valve chamber 12, and thus the connection between the elongate pressure chamber 7 and the low-pressure circuit S, and opens the connection to the high-pressure circuit 4 through the opening 21. Direct contact between the impact piston 2 and the valve sleeve 8 or the indirect cone the cycle through oil damping shortly before the impact of the striking piston 2 ensures precise synchronization between their movements, which is essential to the effect of the device. The second valve chamber 11 guarantees that

Claims

198203 5, the valve sleeve 8, after closing the opening 21, and thus the connection between the high pressure circuit 4 and the elongate pressure chamber 7, moves in the reverse movement direction of the damping chamber 16. In the following cycle of movement, the valve sleeve 8 may

1. A hydraulic striking device with a reciprocating piston mounted in a shroud, the annular surface of which in a high-pressure chamber is loaded with the pressure of a fluid of the high-pressure circuit, and a reciprocatingly mounted valve sleeve, which is mounted around the front end of the strike in an elongated pressure chamber , connected by an orifice with a high-pressure circuit and an orifice through a low-pressure circuit, wherein the valve housing is longer than the distance therebetween, between which a first valve chamber is provided in the housing to control the movement of the valve sleeve and thereby the pressure in the elongated pressure chamber, characterized in that the striking piston (2) is provided in its upper part with an annular groove (15) extending into the upper dead center piston (2) into the low pressure chamber (9) and coupled with the high pressure piston (2) when striking the striking piston (2) the chamber (6) and the first valve chamber (10), the second valve chamber (11), connected by a permanent high pressure circuit (4), is a housing (1) around the valve sleeve (8) provided with a collar (23) whose rear face 6 is exerted by the pressure from the connecting chamber 19 through the channel 18 and the damping chamber 16 of the impact area exactly the desired speed and the contact between the valve sleeve 8 and the piston 2 always occurs in the right place. the invention (24) facing the first valve chamber (10) is larger than the front face (25) facing the second valve chamber (11) and the rear face (26) of the valve sleeve (8) finer than its front face ( 27).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the low pressure chamber (9), connected trough the low pressure circuit (5), is located in the housing (1) at the rear end of the striking position (2), and the high pressure chamber (6). ), permanently connected to the high pressure circuit (4), is located between the low pressure chamber (9) and the elongate pressure chamber (7), wherein an annular chamber (1) is provided in the housing (1) between the low pressure chamber (9) and the high pressure chamber (6). 14) connected by a channel (13) to a first valve chamber (10).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a damping chamber (16) connected to the first valve chamber (10) connected by a sleeve (18) to the connecting chamber (19) is arranged in the housing (1). wherein in the striking piston (2) a connecting groove (20) is formed to connect the connecting chamber (19) to the high-pressure chamber (6). l sheet of drawings Scverography, n. p., plant 7, Most