DE1483820C3

DE1483820C3 - Impact tool

Info

Publication number: DE1483820C3
Application number: DE19661483820
Authority: DE
Inventors: Boyd Ashby Penfield; Bouyoucos John Vinton Rochester; N.Y. Wise (V.St.A.)
Original assignee: General Dynamics Corp
Current assignee: General Dynamics Corp
Priority date: 1965-05-24
Filing date: 1966-05-23
Publication date: 1976-05-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Schlagwerkzeug von der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung.The invention relates to an impact tool of the type mentioned in the preamble of claim 1.

Das erfindungsgemäße Schlagwerkzeug eignet sich für alle Einsatzzwecke, die eine Schlagbewegung mit oder ohne gleichzeitige Überlagerung einer Drehbewegung erfordern. Besonders eignet es sich für Erdbohrungen, wie z. B. zum Bohren von Löchern, Stollen oder Schächten im Erdreich. Das erfindungsgemäße Werkzeug eignet sich auch für die Werkstoffbearbeitung, für die Metallverformung, für ('as Eintreiben von Pfählen usw.The striking tool according to the invention is suitable for all purposes that involve a striking movement or without simultaneous superimposition of a rotary movement. It is particularly suitable for Earth drilling, such. B. for drilling holes, tunnels or shafts in the ground. The inventive Tool is also suitable for material processing, for metal deformation, for ('as Driving piles, etc.

Schlagwerkzeuge dieser Art weisen einen Schlagkolben auf, der durch ein Druckmittel hin- und herbewegt wird. Während des Abwärtshubes schlägt der Schlagkolben ζ. B. mit einer Bohrschneide auf eine Erdschicht, um in diese ein Loch zu bohren. Die Nachteile der bekannten Schlagwerkzeuge liegen in dem geringen Wirkungsgrad, mit dem die Druckmittelenergie in Schlag- und Bohrenergie umgewandelt wird, und in der niedrigen Schlagfrequenz des Schlagkolbens. Wird ein Gas bzw. Luft als Druckmittel verwandt, ergibt sich weiter eine geringe Beschleunigung, mit der der Schlagkolben in Richtung auf das Werkstück, die Erde usw. getrieben wird.Impact tools of this type have a percussion piston that moves back and forth through a pressure medium will. The percussion piston ζ strikes during the downward stroke. B. with a drill bit on a Layer of earth to drill a hole in it. The disadvantages of the known striking tools are in the low efficiency with which the pressure medium energy is converted into impact and drilling energy and in the low percussion frequency of the percussion piston. A gas or air is used as a pressure medium related, there is also a slight acceleration with which the percussion piston in the direction is driven onto the workpiece, the earth, etc.

Bei einem bekannten Schlagwerkzeug der eingangs genannten Gattung sind im Weg des Druckmittels zwischen der Druckmittelquelle und dem Schlagkolben ein Steuerschieber und Ventile angeordnet. Steuerschieber und Ventile arbeiten so zusammen, daß das Druckmittel dem Schlagkolben entweder von oben bzw. von unten zugeführt wird, so daß dieser einen Abwärts- bzw. einen Aufwärtshub durchführt. Steuerschieber und Ventile sind Verschleißteile mit einer bestimmten Masse. Wegen ihrer Masse begrenzen sie die Schlagfrequenz und die Beschleunigung, die dem Schlagkolben erteilt werden kann.In a known impact tool of the type mentioned at the outset, the pressure medium is in the way A control slide and valves are arranged between the pressure medium source and the percussion piston. Control slide and valves work together so that the pressure medium either the percussion piston is fed from above or from below, so that this is a downward or an upward stroke performs. Control spool and valves are wearing parts with a certain mass. Because of her Mass they limit the impact frequency and the acceleration that are given to the percussion piston can.

Darunter leidet auch die Geschwindigkeit und damit die Kraft, mit der der Schlagkolben auf das zu bearbeitende Teil aufschlägt. Das Durchleiten des Druckmittels durch die Leitungseinschnürungen, die sich durch Steuerschieber und Ventil ergeben, führen zu Strömungsverlusten, die sich in einem geringeren Wirkungsgrad auswirken (US-PS 27 31 796).This also affects the speed and thus the force with which the percussion piston approaches machining part hits. The passage of the pressure medium through the line constrictions that result from the control slide and valve, lead to flow losses, which result in a lower Effect on efficiency (US-PS 27 31 796).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schlagwerkzeug mit geringen trägen Massen auszubilden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist für ein Schlagwerkzeug der eingangs genannten Gattung gemäß der Erfindung die im Kennzeichen des Anspruches 1 beschriebene Ausbildung vorgesehen.The invention is based on the object of designing an impact tool with low inertial masses. To solve this problem, for a striking tool of the type mentioned at the outset, according to the invention provided the training described in the characterizing part of claim 1.

Der in seiner Resonanzfrequenz mit den Kammern und der Kompressibilität des Druckmittels abgestimmte Schlagkolben bildet somit nicht nur das ίο Schlagwerkzeug, sondern zusätzlich noch sein eigenes Ventil. Daraus folgt unmittelbar eine geringe Masse und damit eine niedrige Trägheit und ein geringes Gewicht. Dies ermöglicht hohe Beschleunigungen und Verzögerungen, hohe Schlagfrequenzen und führt zu einem hohen Wirkungsgrad der gesamten Einrichtung.The tuned in its resonance frequency with the chambers and the compressibility of the pressure medium The percussion piston thus not only forms the percussion tool, but also its own Valve. This immediately results in a low mass and thus a low inertia and a low one Weight. This enables high accelerations and decelerations, high impact frequencies and leads to a high degree of efficiency of the entire facility.

Im Unterschied zu den bisher erreichbaren Bohrgeschwindigkeiten lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Schlagwerkzeug Bohrgeschwindigkeiten in so der Größenordnung von 61 m/h bei einem Bohrlochdurchmesser von etwa 100 mm erreichen. Die Bohrleistung des erfindungsgemäßen Schlagwerkzeuges ist damit nahezu doppelt so groß wie die Bohrleistung bekannter Schlagwerkzeuge. Der sich hieraus ergea5 bende technische Fortschritt erschöpft sich aber nicht in der Verdoppelung der Bohrleistung, sondern liegt auch darin, daß das erfindungsgemäße Schlagwerkzeug leichter und damit besser transportabel ist.In contrast to the previously achievable drilling speeds, with the inventive Impact tool drilling speeds in the order of magnitude of 61 m / h for a borehole diameter of about 100 mm. The drilling performance of the impact tool according to the invention is thus almost twice as large as the drilling capacity of known impact tools. Which results from thisea5 Current technical progress is not limited to doubling the drilling capacity, but lies also in the fact that the impact tool according to the invention is lighter and therefore easier to transport.

Zweckmäßige Ausgestaltungen bilden den Gegenstand von Unteransprüchen.Appropriate refinements form the subject of the subclaims.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung istThe invention will now be described further using the example of the embodiment shown in the drawing. In the drawing is

F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht eines LKW mit einem Bohrgestell, das ein erfindungsgemäßes Schlagwerkzeug aufweist,F i g. 1 is a diagrammatic view of a truck with a drill rig, which has an impact tool according to the invention having,

F i g. 2 ein vereinfachter Längsschnitt durch das Schlagwerkzeug,F i g. 2 a simplified longitudinal section through the striking tool,

F i g. 3 in größerem Maßstab ein Teilschnitt in einer zur Zeichnungsebene der F i g. 2 senkrechten Ebene und in der Ebene der Linie 3-3 der F i g. 4,F i g. 3 on a larger scale, a partial section in a to the plane of the drawing of FIG. 2 vertical Level and in the level of line 3-3 of FIG. 4,

F i g. 4 der Grundriß einer im Gehäuse befindlichen Platte,F i g. 4 the plan of a plate located in the housing,

F i g. 5 in größerem Maßstab ein Teilschnitt durch einen Teil des Werkzeuges, und zwar durch die Druckausgleichseinrichtung,F i g. 5 on a larger scale, a partial section through part of the tool, through the Pressure equalization device,

F i g. 6 in größerem Maßstab ein Teilschnitt durch den hydraulischen Kreislauf,F i g. 6 a partial section through the hydraulic circuit on a larger scale,

F i g. 7 in größerem Maßstab ein Teilschnitt durch Teile des Ambosses,F i g. 7 on a larger scale a partial section through parts of the anvil,

F i g. 8 in noch größerem Maßstab ein Teilschnitt durch Teile des Ambosses,F i g. 8 a partial section through parts of the anvil on an even larger scale,

F i g. 9 ein Teilschnitt durch das untere Ende des Ambosses und die auf diesen aufgesetzte Bohrschneide, F i g. 9 a partial section through the lower end of the anvil and the cutting edge placed on it,

Fig. 10 schematisch ein Schnitt durch eine Ausführungsform, die besonders zum Bohren in Aufwärtsrichtung, z. B. als Deckenbohrer, geeignet ist, F i g. 11 ein Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform, 10 schematically shows a section through an embodiment, especially for drilling in the upward direction, e.g. B. as a ceiling drill, is suitable, F i g. 11 a partial section through another embodiment,

Fig. 12 schematisch ein Schnitt durch noch eine andere Ausführungsform,12 schematically shows a section through another other embodiment,

Fig. 13 ein Querschnitt nach der Linie 14-14 der Fig. 12,13 is a cross-sectional view taken along line 14-14 of FIG Fig. 12,

Fig. 14 bis 21, ausgenommen Fig. 20, je ein Schnitt durch weitere Ausführungsformen,14 to 21, with the exception of FIG. 20, one each Section through further embodiments,

F i g. 20 eine graphische Darstellung der auftretenden Kräfte undF i g. 20 a graphical representation of the forces occurring and

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Fig. 23 schematisch ein Schnitt durch eine andere Eine kreisförmige öffnung 102 liegt zentrisch im23 schematically shows a section through another. A circular opening 102 lies centrally in the

Ausführungsform mit einem verbesserten Amboß. Ring 98. Dieser weist noch drei weitere öffnungenEmbodiment with an improved anvil. Ring 98. This has three further openings

In Fig. 1 ist ein Lastkraftwagen 30 dargestellt, der 104 (Fig. 4) auf, die mit der Öffnung 102 durchIn Fig. 1, a truck 30 is shown, the 104 (Fig. 4), which with the opening 102 through

ein Bohrgestell 32 mit einer hydraulischen. Anlage radiale Schlitze 106 verbunden sind. Die öffnungena drilling rig 32 with a hydraulic. Plant radial slots 106 are connected. The openings

34 trägt. Das Gestell 32 kann um ein Lager 36 nach 5 104 sind auf öffnungen 108 im Gehäuse 70 aus-34 carries. The frame 32 can be equipped with a bearing 36 according to 5 104 are arranged on openings 108 in the housing 70.

vorn auf den Lastkraftwagen 30 geschwenkt werden. gerichtet. Der Einsatz 96 und der Ring 98 werdenbe pivoted on the truck 30 at the front. directed. The insert 96 and the ring 98 are

Die Anlage 34 enthält einen Motor 38, der eine durch Bolzen 110 gehalten.The system 34 includes a motor 38 which is one held in place by bolts 110.

Pumpe 42 antreibt. Die Pumpe setzt das aus einem Der Schlagkolben 88 selbst gehört zu einer Ventil-Behälter 40 abgesaugte Druckmittel unter Druck und einrichtung. Die Umfangskante des oberen Endes pumpt es durch eine von zwei Leitungen 44 in das io 112 des Schlagkolbens 88 und die innere Umfangs-Bohrgestell 32. Die Rückflußleitung 44 ist mit dem kante 114 des unteren Endes des Ringes 96 bilden Behälter 40 verbunden. Ein Schaltbrett 46 trägt eine öffnung von veränderlichem Querschnitt, wel-Meßgeräte und Steuerungen für die Pumpe. Das eher von der Stellung des oberen Endes des Schlag-Bohrgestell 32 enthält eine Säule 48 mit einer Füh- kolbens gegenüber der Kante abhängt. Durch diese rung für das Schlagwerkzeug 50. Das Werkzeug ist 15 öffnung fließt Druckmittel aus der ersten Kammer auf Querstreben 52 gehalten. Mit einer Kette 54, die 74 durch die Schlitze 106 und durch die öffnungen durch einen Motor 56 angetrieben wird, wird das 104, 108 in die zweite Kammer 76. Ein Kanal 118 Werkzeug 50 auf und ab bewegt. bildet einen Durchlaß für den Austritt des Druck-Pump 42 drives. The pump sets that from a The percussion piston 88 itself belongs to a valve container 40 suctioned pressure medium under pressure and device. The peripheral edge of the top end pumps it through one of two lines 44 into the io 112 of the percussion piston 88 and the inner circumference drill rig 32. The return line 44 is formed with the edge 114 of the lower end of the ring 96 Container 40 connected. A switchboard 46 carries an opening of variable cross-section, wel gauges and controls for the pump. That depends more on the position of the upper end of the percussion drill rig 32 contains a column 48 with a guide piston depending on the edge. Through this tion for the striking tool 50. The tool is 15 opening, pressure medium flows from the first chamber held on cross braces 52. With a chain 54, the 74 through the slots 106 and through the openings Driven by a motor 56, the 104, 108 is fed into the second chamber 76. A channel 118 Tool 50 moves up and down. forms a passage for the outlet of the pressure

Das Werkzeug selbst enthält ein Gehäuse 58. Ein mittels aus der zweiten Kammer 76.
Bohrstahl 60, der einen Teil eines Schlagbär-Systems 20 Eine Pumpe 120, die ein Teil der Pumpe 42 bildet, erstreckt sich durch Führungen 62 nach un- (Fig. 1) sein kann, fördert Druckmittel zum Druckten. Das Werkzeug umfaßt auch einen Motor 64, der verteiler 66. Er ist über eine hydraulische Leitung ein hydraulischer Motor sein kann. Er dreht den 122 mit der Bohrung 100 verbunden. Die Leitung Bohrstahl 60. 122 bildet eine Flüssigkeitssäule mit ungefähr einemThe tool itself contains a housing 58. A means from the second chamber 76.
Drill steel 60, which can be part of a hammer system 20. A pump 120, which forms part of the pump 42, extends through guides 62 to the un- (FIG. 1), conveys pressure medium for printing. The tool also includes a motor 64, the manifold 66. It is a hydraulic motor via a hydraulic line. He rotates the 122 connected to the bore 100. The pipe drill steel 60, 122 forms a column of fluid with approximately one

Die von der Pumpe 42 herkommenden Leitungen 25 Viertel der Wellenlänge der Arbeitsfrequenz des 44 verlaufen längs der Säule 48. Sie können aus Werkzeuges. Diese Flüssigkeitssäule und der Druck-Rohren bestehen bis hinaus zu einem Druckverteiler verteiler 66 trennen die Pumpe 120 schwingungs-66. Biegsame Leitungen 68 verlaufen von dort bis mäßig von der ersten Kammer 74 ab. Eine zweite zum Werkzeug 50. Leitung 124 bildet einen Durchlaß für den RückflußThe lines coming from the pump 42 are 25 quarters of the wavelength of the operating frequency of the 44 run along the column 48. You can make tools. This column of liquid and the pressure pipes exist up to a pressure distributor distributor 66 separate the pump 120 vibration 66. Flexible lines 68 extend from there to moderately from the first chamber 74. A second to tool 50. Line 124 forms a passage for reflux

Zum Einbringen eines Loches in die Erde wird 30 der Flüssigkeit aus dem Auslaßkanal 118 zur Saug-To make a hole in the earth, 30 of the liquid from the outlet channel 118 is used for suction

das Werkzeug 50 mit den Ketten 54 nach unten ge- seite der Pumpe 120.the tool 50 with the chains 54 facing downwards on the side of the pump 120.

schoben und der Bohrstahl 60 nach unten geführt. Der Schlagkolben 88 wird infolge der Strömungpushed and the drill steel 60 led down. The percussion piston 88 is due to the flow

Das Bohren eines Loches mit einer Tiefe von etwa des Druckmittels durch die Platte 86 in der BohrungThe drilling of a hole about the depth of the fluid through the plate 86 in the bore

1 m kann in wenigen Minuten ausgeführt werden. 72 in Schwingung versetzt.1 m can be done in a few minutes. 72 set in vibration.

Der Motor 56 wird dann umgesteuert und der Bohr- 35 Die zweite Kammer 76 ist mit einer Druckausstahl aus dem Loch herausgezogen. Das Bohrgestell gleichsvorrichtung 126 versehen (s. Fig. 5). Der 32 wird dann in die waagerechte Stellung geschwenkt, Sammler enthält ein Gehäuse 128 aus einem Zylindie Hemmschuhe 61 vom Lastkraftwagen entfernt der 130, welcher durch einen Zylinderflansch 132 und das Gestell zu einer anderen Bohrstelle ge- verschlossen ist. Bolzen 134 treten durch den Zyfahren. 40 linderflansch 132 und den Zylinder 130 durch undThe motor 56 is then reversed and the drilling 35 The second chamber 76 is pressurized pulled out of the hole. The drilling rig is provided equalizing device 126 (see FIG. 5). the 32 is then pivoted into the horizontal position, collector contains a housing 128 made of a cylinder Chocks 61 removed from the truck by 130, which is secured by a cylinder flange 132 and the frame is closed to another drilling point. Bolts 134 pass through the cylinder. 40 linder flange 132 and the cylinder 130 through and

Das Werkzeug weist ein mehrteiliges Gehäuse 70 befestigen die Anordnung am Gehäuse 70. Ein auf. Eine Bohrung 72 läuft mittig durch das Gehäuse schalenförmiger Kolben 136 teilt die Kammer im 70. Im Gehäuse sind mehrere Kammern 74, 76, 78, Gehäuse 128 in zwei Abschnitte 138 und 140. Der 80 und 82 vorgesehen. Sie enthalten Druckmittel, Abschnitt 140 steht mit der zweiten Kammer 76 über welches durch die Pumpe 42 zugeführt wird. Der 45 einen Durchlaß 142 in Verbindung, der von der Boden der oberen Kammer 74 ist abgeschrägt und Rückseite des Werkzeuges in die Kammer 76 einmit einem ersten Abschnitt 84 der Bohrung 72 ver- tritt, wie F i g. 2 zeigt. Luft oder ein anderes Gas bunden. In ihm liegt eine Platte 86. Ein zweiter Ab- kann im Abschnitt 138 eingeschlossen werden, nachschnitt 87 der Bohrung verläuft zwischen der Kam- dem dieser mit Gas durch einen Kanal 144 gefüllt mer 76 und der Kammer 78. In den ersten und zwei- 50 worden ist, der durch einen Verschluß 146 verten Abschnitten ist der Schlagkolben 88 angeordnet. schlossen wird. Der Abschnitt 138 wird über eine Ein hydraulischer Kreislauf 90 im zweiten Abschnitt Auslaßbohrung 148 entleert.The tool has a multi-part housing 70 securing the assembly to the housing 70. A on. A bore 72 runs through the center of the housing, a cup-shaped piston 136 divides the chamber in the 70. In the housing are several chambers 74, 76, 78, housing 128 in two sections 138 and 140. The 80 and 82 are provided. They contain pressure medium, section 140 protrudes with the second chamber 76 which is supplied by the pump 42. The 45 a passage 142 in connection, which of the The bottom of the upper chamber 74 is beveled and the rear of the tool merges into the chamber 76 a first section 84 of the bore 72, as shown in FIG. 2 shows. Air or another gas bound. In it lies a plate 86. A second section can be included in section 138, re-cut 87 of the bore runs between the chambers, filled with gas through a channel 144 mer 76 and chamber 78. In the first and two- 50 has been verten by a lock 146 The percussion piston 88 is arranged in sections. is closed. The section 138 is via a A hydraulic circuit 90 in the second section outlet bore 148 is emptied.

87 der Bohrung steuert die Mittelstellung des Schlag- Während des Abwärtshubes des Schlagkolbens 8887 of the bore controls the center position of the percussion during the downstroke of the percussion piston 88

kolbens 88. Er wird daher nachstehend als Zentrier- wird Druckmittel aus der ersten Kammer 74 in diepiston 88. He is therefore hereinafter referred to as a centering pressure medium from the first chamber 74 into the

kreislauf bezeichnet. ₅₅ zweite Kammer 76 eingespritzt. Die Druckausgleichs-called circuit. ₅₅ second chamber 76 injected. The pressure equalization

Der Schlagkolben 88 ist eine massive zylindrische einrichtung hält Druckänderungen in der zweitenThe percussion piston 88 is a massive cylindrical device holding pressure changes in the second

Stange aus z. B. legiertem Stahl. Die obere Grenze Kammer 76 infolge der Flüssigkeitseinspritzung aufRod made of z. B. alloy steel. The upper limit chamber 76 as a result of the liquid injection

seiner Bewegung wird durch einen Anschlag 92 be- einem Minimum. Die Druckausgleichseinrichtungits movement is kept to a minimum by a stop 92. The pressure equalization device

stimmt, welcher durch eine Schraube 94 gehalten ist. 126 ist mit Gas unter einem Druck gefüllt, dercorrect, which is held by a screw 94. 126 is filled with gas under a pressure that

Die Platte 86 ist ein zylindrischer Einsatz 96 60 etwas unterhalb des durchschnittlichen Drucks inThe plate 86 is a cylindrical insert 96 slightly below the average pressure in 60

(F i g. 3) mit einem Ring 98. Der Einsatz 96 weist der Kammer 76 liegt.(Fig. 3) with a ring 98. The insert 96 faces the chamber 76.

eine trichterförmige öffnung auf, die mit der ersten Das Gehäuse 70 weist einen in Fig. 6 genauer Kammer 74 verbunden ist und dessen unteres Ende gezeigten Abschnitt 150 auf, der den Abschnitt 84 bildet. Eine Bohrung 100, die durch das Gehäuse der Bohrung 72 enthält, welcher sich zwischen der und den Einsatz 96 durchtritt, ist mit einem Gewinde 65 zweiten Kammer 76 und der dritten Kammer 78 erzürn Anschluß einer hydraulischen Leitung versehen. streckt. Der Abschnitt 150 besteht aus zwei durch Das Gehäuse ist noch mit Entlüftungsöffnungen und Bolzen 152 zusammengehaltenen Teilen. In dem Auslaßbohrungen versehen. Teil der Bohrung zwischen der zweiten Kammer 76a funnel-shaped opening that is connected to the first. The housing 70 has one in FIG. 6, more precisely Chamber 74 is connected and its lower end shown section 150, the section 84 forms. A bore 100 through the housing contains the bore 72 which extends between the and the insert 96 penetrates, is angry with a thread 65 second chamber 76 and the third chamber 78 Provide connection to a hydraulic line. stretches. The section 150 consists of two through The housing is still parts held together with vents and bolts 152. By doing Provide outlet holes. Part of the bore between the second chamber 76

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und der dritten Kammer 78 liegt der hydraulische sinkt. Der Druck in der Kammer 188 beträgt daherand the third chamber 78 lies the hydraulic sinks. The pressure in chamber 188 is therefore

Zentrierkreislauf 90. Dieser Kreislauf steuert den nur die Hälfte des Pumpendrucks. Da die dritteCentering circuit 90. This circuit controls only half the pump pressure. Because the third

durchschnittlichen Druck in der unteren Kammer 78 Kammer 78 mit der mittleren Kammer 188 in Ver-average pressure in the lower chamber 78 chamber 78 with the middle chamber 188 in relation

in Abhängigkeit von der mittleren Stellung des bindung steht, wird der Druck in der dritten KammerDepending on the middle position of the binding, the pressure in the third chamber will be

Schlagkolbens 88, woraus sich eine Steuerung des 5 78 gleich dem Druck in der ersten Kammer 74 sein,Percussion piston 88, from which a control of the 5 78 can be equal to the pressure in the first chamber 74,

durchschnittlichen Druckdifferentials zwischen der wenn sich der Schlagkolben 88 in der Gleichgewichts-average pressure differential between when the percussion piston 88 is in equilibrium

ersten und der dritten Kammer 74 bzw. 78 ergibt. stellung befindet. Auf ihn wirken daher keine hy-first and third chambers 74 and 78, respectively. position is. No hy-

Auf die Enden des Schlagkolbens 88 wird eine durch- draulischen Kräfte ein. Die einzige zu überwindendeA hydraulic force is applied to the ends of the percussion piston 88. The only one to overcome

schnittliche Rückstellkraft ausgeübt, wenn dessen Kraft ist die Schwerkraft. Wenn er sich aus seineraverage restoring force exerted when its force is gravity. If he's out of his

mittlere Stellung von einer gewünschten Gleich- io Gleichgewichtsstellung nach unten bewegt, wird diemiddle position is moved down from a desired equilibrium position, the

gewichtsstellung abweicht. Diese Gleichgewichts- durch die Ränder 186, 196 begrenzte öffnung ge-weight position deviates. This equilibrium opening delimited by the edges 186, 196

stellung ist jene Stellung, in welcher sein oberes Ende öffnet, während sich die durch die Ränder 184, 194position is the position in which its upper end opens, while the one through the edges 184, 194

112 mit der inneren Umfangskante 114 des Einsatzes begrenzte öffnung schließt. Der Widerstand in dem112 closes the opening delimited by the inner peripheral edge 114 of the insert. The resistance in that

96 ausgerichtet ist. durch die öffnung zwischen den Rändern 184, 19496 is aligned. through the opening between the edges 184, 194

Der Zentrierkreislauf 90 umfaßt eine mit Schrau- 15 begrenzten Druckteiler nimmt daher zu. Der Druck ben 160 befestigte Buchse 158. Die Buchse 158 in der Kammer 188 nimmt nach dem Zuführungsweist auf ihrer inneren Umfangsfläche zwei Kam- druck der Pumpe 198 hin zu. Demgemäß nimmt der mern 162 und 164 auf, welche Kammern 166 und Druck in der unteren Kammer 78 relativ zum Druck 168 begrenzen. Der Gehäuseabschnitt 150 enthält in der oberen Kammer 74 zu, wodurch Kräfte ereine Leitung 170, die mit einer Nut 172 auf dem 20 zeugt werden, die den Schlagkolben 88 nach oben äußeren Umfang der Buchse 158 verbunden ist. Die drücken.The centering circuit 90 comprises a pressure divider limited by screw 15 therefore increases. The pressure ben 160 attached bushing 158. The bushing 158 in the chamber 188 takes after the feeding point on its inner circumferential surface, two cam pressures towards the pump 198. Accordingly, he takes mern 162 and 164 which chambers 166 and pressure in the lower chamber 78 relative to the pressure 168 limit. The housing section 150 contains in the upper chamber 74, whereby forces arise Line 170, which is created with a groove 172 on the 20, which the percussion piston 88 upwards outer periphery of the socket 158 is connected. The press.

Nut 172 ist gegenüber der Kammer 162 zentriert. Bewegt sich der Schlagkolben 88 infolge einerGroove 172 is centered with respect to chamber 162. If the percussion piston 88 moves as a result of a

Schlitze 174 verbinden die durch die Nut 172 gebil- Verringerung des Drucks in der oberen Kammer 74Slots 174 connect the pressure relief in upper chamber 74 formed by groove 172

dete öffnung mit der Kammer 166. Die Leitung 170 nach oben, nimmt der Druck in der Ringnut 188 ab,Dete opening with the chamber 166. The line 170 upwards, the pressure in the annular groove 188 decreases,

bildet daher einen Durchlaß zur Kammer 166. Eine 05 wodurch ein Druckgefälle erzeugt wird, das dentherefore forms a passage to the chamber 166. A 05 creating a pressure gradient that the

ähnliche Anordnung einer Leitung 176, einer äuße- Schlagkolben in seine Gleichgewichtsstellung zurück-similar arrangement of a line 176, an outer percussion piston in its equilibrium position back-

ren Umfangsnut 178 und von Schlitzen 180 bildet führt.Ren circumferential groove 178 and slots 180 forms leads.

eine Verbindung durch das Gehäuse mit der Kam' Durch entsprechende Einstellung des Drucks dera connection through the housing with the Kam 'by adjusting the pressure of the

mer 168. Pumpe 198 kann diese Gleichgewichtsstellung ver-mer 168. Pump 198 can change this position of equilibrium

Im Schlagkolben 88 ist eine Nut 182 vorgesehen, 30 ändert werden. Die Steuerung der Gleichgewichtsderen Länge gleich dem Abstand des unteren Ran- stellung des Schlagkolbens hat Vorteile. Es ist erdes 184 vom oberen Rand 186 der Kammern 162 wünscht, eine Druckkraft auf ihn auszuüben, um bzw. 164 ist. Die Nut 182 bildet zwischen dem Reaktionskräften beim Aufschlag entgegenzuwirken. Schlagkolben und dem inneren Umfang der Buchse Wenn auf ihn einwirkende Reaktionskräfte ihn nach 158 eine Ringnut 188. Die Verbindung mit dieser 35 oben drücken, wird die Pumpe 198 so eingestellt, Ringnut 188 wird über eine Leitung 190 durch den daß eine Kraft erzeugt wird, welche den Schlag-Gehäuseabschnitt 150, einen Umfangsschlitz 192 in kolben abwärts drückt.A groove 182 is provided in the percussion piston 88, 30 can be changed. The control of equilibrium theirs The length equal to the distance between the lower position of the percussion piston has advantages. It is earth 184 from the upper edge 186 of the chambers 162 wishes to exert a compressive force on it in order to or 164 is. The groove 182 forms between the reaction forces to counteract during impact. Percussion piston and the inner circumference of the bushing If reaction forces acting on it follow it 158 an annular groove 188. Press the connection with this 35 above, the pump 198 is adjusted so Annular groove 188 is via a line 190 through which a force is generated, which the impact housing section 150, pushes a circumferential slot 192 in the piston downwards.

der Buchse 158 und radiale Leitungen 193 herge- Der Abschnitt 203 des Gehäuses 70 unterhalb desof the socket 158 and radial lines 193. The section 203 of the housing 70 below the

stellt. Wenn die Ränder 184 und 186 mit den oberen Abschnitts 150 weist einen Teil der Bohrung auf, inrepresents. When the edges 184 and 186 with the upper portion 150 has part of the bore in

und unteren Rändern 194 und 196 der Nut 182 aus- 4° welcher ein Amboß 204 angeordnet ist. Der Amboßand lower edges 194 and 196 of the groove 182 from which an anvil 204 is located. The anvil

gerichtet sind, befindet sich der Schlagkolben im 204, der in F i g. 2 und genauer in den F i g. 7 und 8are directed, the percussion piston is located in 204, which is shown in FIG. 2 and more precisely in FIGS. 7 and 8

Gleichgewicht. In dieser Stellung ist sein oberes Ende dargestellt ist, besteht aus einer Hülse 206, die mitBalance. In this position, its upper end is shown, consists of a sleeve 206, which with

112 auch mit der unteren Umfangskante 114 des Bolzen 209 befestigt ist, welche durch das untere112 is also attached to the lower peripheral edge 114 of the bolt 209, which is through the lower

Einsatzes 96 ausgerichtet (F i g. 3). Ende 208 der Hülse durchgehen. Ein FührungsteilInsert 96 aligned (Fig. 3). Go through the end 208 of the sleeve. A guide part

Eine Pumpe 198 (F i g. 2) hat Verbindung mit der 45 210 ist mit Schrauben 211 am oberen Ende derA pump 198 (Fig. 2) has connection to the 45 210 is with screws 211 at the top of the

Leitung 176, welche die untere Kammer 168 speist, Hülse 206 befestigt. Zwischen der Hülse 206 undLine 176 feeding lower chamber 168, sleeve 206 attached. Between the sleeve 206 and

und einen Rückflußanschluß aus der Leitung 170, dem Boden des Führungsteils 210 ist ein Lager 212and a return port from line 170, the bottom of guide member 210 is a bearing 212

die mit der oberen Kammer 162 in Verbindung steht. (F i g. 7) angeordnet. Der Amboß 204 umfaßt fernerwhich is in communication with the upper chamber 162. (Fig. 7). The anvil 204 also includes

Die mittlere Kammer 188 ist über die Leitung 190, eine Hohlwelle 214, die auch als Bohrstahl bezeich-The middle chamber 188 is via the line 190, a hollow shaft 214, which is also referred to as a drill steel

eine Leitung 202 (F i g. 2) und eine Leitung 200 5° net wird (F i g. 9). Die Welle besteht aus miteinandera line 202 (FIG. 2) and a line 200 5 ° (FIG. 9). The shaft consists of each other

(F i g. 6) im Gehäuseabschnitt 150 mit der dritten verschraubten Abschnitten. Dabei entsteht z. B. die(F i g. 6) in the housing section 150 with the third screwed sections. This creates z. B. the

Kammer 78 verbunden. Die Leitung 202 von klei- Verbindungsstelle 216. Die Welle 214 ist relativ zurChamber 78 connected. Line 202 from small junction 216. Shaft 214 is relative to

nem Durchmesser hat einen Schwingungswiderstand, Hülse 206 beweglich. Das obere Ende der WelleNem diameter has a vibration resistance, sleeve 206 movable. The top of the shaft

der im Vergleich zur Kompressibilität des Druck- 214 ist angrenzend an das Lager 212 angeordnet,which compared to the compressibility of the pressure 214 is arranged adjacent to the bearing 212,

mittels in der Kammer 78 bei der Arbeitsfrequenz 55 Die Welle weist eine Querwand 218 auf (F i g. 8). Inby means of in the chamber 78 at the working frequency 55. The shaft has a transverse wall 218 (FIG. 8). In

des Schlagkolbens groß ist. Die Leitung 202 und die deren Bereich gehen von der Welle 214 Vorsprüngeof the percussion piston is large. The conduit 202 and its area extend from the shaft 214 protrusions

Kammer 78 bilden daher ein Filter, das den Zentrier- 220 aus in öffnungen 222 in der Hülse 206. Sie bil-Chamber 78 therefore form a filter which the centering 220 from openings 222 in the sleeve 206. They form-

kreislauf 80 von dem Schwingungssystem aus den den Anschläge für die Abwärtsbewegung des Am-circuit 80 from the oscillation system from the stops for the downward movement of the

Kammern 74, 78 und dem Schlagkolben 88 isoliert. bosses 204.Chambers 74, 78 and the percussion piston 88 isolated. bosses 204.

Der Druck der Pumpe 198 beträgt ungefähr das 60 Der Amboß enthält ferner eine Stange 224 ausThe pressure of the pump 198 is approximately 60 The anvil also contains a rod 224

Doppelte des Drucks der Pumpe 120. Wenn sich der einer Titanlegierung, deren unteres Ende an derDouble the pressure of the pump 120. If that of a titanium alloy, its lower end on the

Schlagkolben im Gleichgewicht befindet, bilden die Querwand 218 befestigt ist. Auf dem oberen EndeThe percussion piston is in equilibrium, forming the transverse wall 218 is attached. On the top end

durch die Ränder 184, 194 und 186, 196 begrenzten der Stange 224 sitzt eine Kappe 226. Die Stange 224The rod 224, bounded by the edges 184, 194 and 186, 196, is seated with a cap 226. The rod 224

ringförmigen öffnungen einen Druckteiler, in wel- bildet eine Druckfeder, um die Übertragung derannular openings form a pressure divider in which a compression spring is used to transfer the

chem der von der Pumpe 198 herrührende Druck in 65 Impulsenergie auf die Last zu verbessern,chem to improve the pressure resulting from the pump 198 in 65 pulse energy on the load,

gleicher Weise quer zu der durch die Ränder 186, Mittels einer Kupplung 230 ist an der Welle 214similarly transverse to that by the rims 186, by means of a coupling 230 is on the shaft 214

196 begrenzten Ventilöffnung und quer zu der durch eine Bohrschneide 228 befestigt, wie F i g. 2 zeigt,196 limited valve opening and fastened transversely to that by a cutting edge 228, as shown in FIG. 2 shows

die Ränder 184, 194 begrenzten Ventilöffnung ab- Die Kappe 226 am oberen Ende des Ambossesthe rims 184, 194 define the valve opening. The cap 226 at the top of the anvil

204 liegt außer während der Aufschläge in einem Abstand zum unteren Ende des Schlagkolbens 88. Dieser Abstand wird durch den Boden der Lagerplatte 250 im Lager 212 bestimmt. Die Vorsprünge 220 und die Öffnungen 222 bestimmen die untere Grenze der Bewegung des Ambosses 204. Die Trennung der sich gegenüberliegenden Enden von Schlagkolben 88 und Amboß 204 wird auch durch den Zentrierkreislauf 90 gesichert.Except during the impacts, 204 lies at a distance from the lower end of the percussion piston 88. This distance is determined by the bottom of the bearing plate 250 in the bearing 212. The protrusions 220 and the openings 222 determine the lower limit of the movement of the anvil 204. The separation the opposite ends of percussion piston 88 and anvil 204 is also through the Centering circuit 90 secured.

Der obere Teil des Ambosses 204 ist in der dritten Kammer 78 angeordnet, der Druckmittel enthält. Der Amboß 204 ist in F i g. 7 genauer dargestellt. Eine Lagerhülse 232 umschließt die Stange 224 auf einem beträchtlichen Teil von deren Länge. Sie kann aus Kunststoff bestehen. Sie bildet eine Lagerfläche für die Stange. Die Lagerhülse 232 ist im Führungsteil 210 angeordnet und sitzt auf einer Schulter 234 dieses Teils auf.The upper part of the anvil 204 is arranged in the third chamber 78 which contains pressure medium. The anvil 204 is shown in FIG. 7 shown in more detail. A bearing sleeve 232 encloses the rod 224 over a considerable part of their length. It can be made of plastic. It forms one Storage area for the bar. The bearing sleeve 232 is arranged in the guide part 210 and sits on a Shoulder 234 of this part.

Die Hohlwelle 214 wird hydraulisch gegen das Lager 212 gedrückt. Die Welle 214 weist einen Teil 236 großen und einen Teil 238 kleinen Durchmessers auf. Unmittelbar oberhalb der Querwand 218 bilden sie eine Umfangsschulter 240. Diese Schulter 240 hat einen Querschnitt, welcher im wesentlichen gleich oder etwas größer ist als der Querschnitt der Stange 224. Infolge eines engen Durchlasses 242, der die dritte Kammer mit der vierten Kammer 80 verbindet, herrschen in diesen ähnliche Drücke. Der Innenraum 213 (Fig. 7) der Welle 214 steht infolge einer Verbindung durch den Kanal 241 (Fig. 7), der zwischen der Innenwand der Welle 214 und Abflachungen 243 und 245 auf der Stange 224 bzw. auf einer Abstandsscheibe 256 sowie durch eine Bohrung 247 in der Querwand 218 gebildet wird, unter Atmosphärendruck.The hollow shaft 214 is hydraulically pressed against the bearing 212. The shaft 214 has a part 236 large and a part 238 small diameter. Form immediately above the bulkhead 218 they have a circumferential shoulder 240. This shoulder 240 has a cross-section which is substantially is equal to or slightly larger than the cross-section of the rod 224. Due to a narrow passage 242, the the third chamber connects to the fourth chamber 80, similar pressures prevail in these. the Interior 213 (Fig. 7) of the shaft 214 is due to a connection through the channel 241 (Fig. 7), the between the inner wall of shaft 214 and flats 243 and 245 on rod 224 and on, respectively a spacer washer 256 and is formed by a bore 247 in the transverse wall 218, below Atmospheric pressure.

Die auf den Amboß einwirkende Kraft ist daher gleich der Differenz zwischen der auf die Stange 224 abwärts wirkenden durchschnittlichen hydraulischen Kraft und der auf die Schulter 240 aufwärts wirkenden durchschnittlichen hydraulischen Kraft. Diese effektive Kraft ist im wesentlichen Null, weil der dem Druck in der Kammer 80 ausgesetzte Querschnitt der Schulter 240 im wesentlichen gleich ist dem Querschnitt des Endes der Stange 224. Die Schulter 240 ist daher ein Mittel, um der auf den Amboß infolge des Drucks in der Kammer 78 ausgeübten Abwärtskraft entgegenzuwirken und um ihn hydraulisch auszubalancieren. Durch verschiedene Querschnittsbeziehungen zwischen der Stange 224 und der Schulter 240 können andere Grade des Ungleichgewichts erzielt werden. Durch Vergrößerung des Querschnitts der Stange 224 kann beispielsweise ein Abwärtsdruck erzeugt werden, der die Bohrschneide gegen die Erdschicht drückt. Ein entsprechender Mindestabwärtsdruck kann das Fünffache des Gewichts der Hohlwelle 214, der Stange 224, der Bohrschneide 228 und der Kupplung 230 betragen. The force on the anvil is therefore equal to the difference between that on the rod 224 average hydraulic force acting downward and the upward acting on shoulder 240 average hydraulic force. This effective force is essentially zero because of the the cross section of shoulder 240 exposed to pressure in chamber 80 is substantially the same the cross-section of the end of the rod 224. The shoulder 240 is therefore a means to which on the Anvil due to the downward force exerted in the chamber 78 and around it to be hydraulically balanced. Through various cross-sectional relationships between the rod 224 and shoulder 240, other degrees of imbalance can be achieved. By magnification e.g. pushes against the layer of earth. A corresponding minimum downward pressure can be five times the weight of the hollow shaft 214, the rod 224, the drill bit 228 and the coupling 230.

Infolge des hydraulischen Gleichgewichts des Ambosses reichen schon mäßige auf das Gehäuse 70 einwirkende Kräfte, die beispielsweise durch den in F i g. 1 gezeigten Kettenantrieb ausgeübt werden, aus, um den Amboß 204 nach oben in den Bereich des Schlagkolbens 88 zu bewegen. Das Gewicht der Welle 214, der Stange 224 und anderer beweglicher Teile des Ambosses bewirkt, daß sich Teile aus dem Bereich des Schlagkolbens nach unten bewegen, wenn die Einwirkung der ziehenden Kräfte auf das Gehäuse aufhört. Die oberen und unteren Grenzen der Bewegung des Ambosses 204 werden bestimmt:As a result of the hydraulic equilibrium of the anvil, moderate amounts already reach the housing 70 acting forces, for example by the in F i g. 1 chain drive shown are exercised from, in order to move the anvil 204 upwards into the area of the percussion piston 88. The weight of the Shaft 214, rod 224, and other moving parts of the anvil cause parts to come out of the Move the area of the percussion piston downwards when the pulling forces act on the Housing stops. The upper and lower limits of movement of the anvil 204 are determined:

a) durch das obere Ende der Hohlwelle 214 und die untere Seite der Lagerplatte 250,a) through the upper end of the hollow shaft 214 and the lower side of the bearing plate 250,

b) durch die untere Seite der Vorsprünge 220 und den Boden der Öffnungen 222.b) through the lower side of the protrusions 220 and the bottom of the openings 222.

Zwischen der Hohlwelle 214 und der Hülse 206 liegt ein Flüssigkeitsfilm. Dieser bildet sich durchA liquid film lies between the hollow shaft 214 and the sleeve 206. This forms through

ίο Ablauf von Flüssigkeit aus den Kammern 78 und 80 in den Zwischenraum zwischen der Hülse 206 und der Welle 214.ίο Drainage of liquid from chambers 78 and 80 into the space between the sleeve 206 and the shaft 214.

Das Drucklager 212 enthält ein Rollenlager 244, das zwischen dem Führungsteil 210 und der Hülse 206 durch eine Lagerplatte 246 gehalten wird. Zwischen dieser und einer weiteren Lagerplatte 250 ist eine Pufferplatte 252 angeordnet. Die Pufferplatte besteht aus einem zusammendrückbaren Material oder einer Feder. Eine Schulter 254 auf dem innerenThe thrust bearing 212 includes a roller bearing 244 between the guide member 210 and the sleeve 206 is held by a bearing plate 246. Between this and a further bearing plate 250 is a buffer plate 252 is arranged. The buffer plate is made of a compressible material or a feather. A shoulder 254 on the inside

ao Umfang der Hülse 206 hält die Platten und das Rollenlager 244 am unteren Rand des Führungsteils 210. The circumference of the sleeve 206 holds the plates and the roller bearing 244 on the lower edge of the guide part 210.

Die Verbindung zwischen der Hohlwelle 214 und dem unteren Ende der Stange 224 ist in F i g. 8 gezeigt. Ein durch die Querwand 218 hindurchgehender Bolzen 225 befestigt das untere Ende der Stange 224 an der Querwand. Zwischen dem unteren Ende der Stange 224 und der Querwand 218 liegt die Abstandsscheibe 256. Stifte 258 sind einerseits zwischen der Querwand und der Scheibe und andererseits zwischen der Scheibe und dem unteren Ende der Stange 224 angeordnet und kuppeln die Welle 214 mit der Stange 224.The connection between the hollow shaft 214 and the lower end of the rod 224 is shown in FIG. 8 shown. A bolt 225 passing through bulkhead 218 secures the lower end of the rod 224 on the transverse wall. The spacer washer lies between the lower end of the rod 224 and the transverse wall 218 256. Pins 258 are on the one hand between the transverse wall and the disc and on the other hand disposed between the disc and the lower end of the rod 224 and coupling the shaft 214 with the rod 224.

Die massive Kupplung 230 (F i g. 9) ist mit dem unteren Ende der Hohlwelle 214 und der Bohrschneide 228 verschraubt.The solid coupling 230 (Fig. 9) is connected to the lower end of the hollow shaft 214 and the drill bit 228 screwed.

Zur Inbetriebsetzung des gesamten Schlagwerkzeuges wird zuerst mit der Pumpe 198 dem Zentrierkreislauf 90 Druckmittel zugeführt. Dann wird der Zuführungsdruck aus der ersten Pumpe 120 in die erste Kammer 74 erhöht. Der Schlagkolben 88 wird dann frei schwingen. Nehmen Druck und Strömung aus der Pumpe 120 zu, beginnt die Schwingbewegung des Schlagkolbens 88. Wird der Druck weiter erhöht, nimmt die Amplitude der Schwingungen zu. Der Druck der Pumpe 120 wird dann weiter gesteigert, bis der Abwärtshub genügend zugenommen hat, um auf den Amboß aufzuschlagen. Der Druck wird dann noch mehr gesteigert, bis die gewünschte Amplitude der Aufschlagkraft erreicht ist. Die abwärts gerichtete kinetische Energie des Schlagkolbens 88 beim Aufschlag wird dem Amboß 204 der Hohlwelle 214 zugeführt. Dieser Kraftimpuls wirkt auf die Bohrschneide ein.To start up the entire striking tool, the centering circuit is first activated with the pump 198 90 pressure medium supplied. Then the supply pressure from the first pump 120 is fed into the first chamber 74 increased. The percussion piston 88 will then swing freely. Take pressure and flow from the pump 120 closes, the oscillating movement of the percussion piston 88 begins. If the pressure increases increases, the amplitude of the oscillations increases. The pressure of the pump 120 is then increased further, until the downstroke has increased enough to strike the anvil. The pressure will then increased even more until the desired amplitude of the impact force is reached. The downward Directed kinetic energy of the percussion piston 88 on impact becomes the anvil 204 of the hollow shaft 214 supplied. This force impulse acts on the cutting edge.

Der Amboß 204 ist zum größten Teil eine Übertragungsleitung zum Übertragen der durch den Schlagkolben 88 erteilten Kraftimpulse auf die Last, im dargestellten Fall die Erdschicht. Der Amboß wird dabei zusammengedrückt. Diese Zusammendrückung bewegt sich mit Schallgeschwindigkeit längs der Stange 224 und der Hohlwelle 214 und wird durch die Bohrschneide 228 als Kraftimpuls auf die Erdschicht übertragen. Es wurde gefunden, daß ein in eine Erdschicht eindringender Schlagkolben, während der Kraftimpuls zur Einwirkung kommt und dessen Amplitude zunimmt, eine scheinbare Druckfestigkeit aufweist. Die scheinbare Druckfestigkeit wird zum großen Teil durch den VerlaufThe anvil 204 is, for the most part, a transmission line for transmitting the throughput Striking piston 88 applied force pulses to the load, in the case shown, the layer of earth. The anvil is pressed together. This compression moves at the speed of sound along the rod 224 and the hollow shaft 214 and is passed through the cutting edge 228 as a force pulse transferred to the earth layer. It was found that a percussion piston penetrating a layer of earth, while the force impulse comes into play and its amplitude increases, an apparent one Has compressive strength. The apparent compressive strength is largely due to the course

der Beanspruchung in der Erdschicht erzeugt. Das Eindringen in diese erzeugt in ihr kleine Risse. Nach jedem Zurückgehen dringen die Zähne des Schlagkolbens anschließend weiter ein, und jede Stellung des höheren Eindringens wird durch eine größere Erdschicht abgestützt, so daß dem weiteren Eindringen ein größerer Widerstand entgegengesetzt wird. Diese Zunahme des Widerstandes gegen das Eindringen dauert an, bis die in praktischen Grenzen verfügbare Kraft kein weiteres Eindringen in die Erdschicht verursacht. Diese Charakteristik der scheinbaren Druckfestigkeit gilt für die meisten Gesteinsschichten und auch für die meisten Schlagwerkzeuge. the stress generated in the earth's stratum. Penetrating it creates small cracks in it. To Each time you go back, the teeth of the percussion piston penetrate further, and each position the higher penetration is supported by a larger layer of earth, so that the further penetration a greater resistance is opposed. This increase in resistance to that Penetration continues until the force available within practical limits does not further penetrate the Earth layer caused. This characteristic of the apparent compressive strength applies to most rock strata and also for most striking tools.

Die Ablenkungscharakteristik der Endschicht kann unregelmäßig sein. F i g. 22 (a) veranschaulicht die unregelmäßige Ablenkungscharakteristik durch die mit einer vollen Linie dargestellte Kurve. Aufeinanderfolgende Risse der Erdschicht sind bei 1, 2 und 3 gezeigt. Die effektive Druckfestigkeit ist durch ao die mit einer gestrichelten Linie dargestellte Kurve gezeigt. Die in Fig. 22(a) gezeigte Charakteristik veranschaulicht auch, daß fast die ganze während der Einwirkung der Kraft absorbierte Energie für die Rißbildung in der Erdschicht verbraucht oder in Schall oder Wärme umgewandelt und nicht zum Werkzeug zurückgeleitet wird, wenn die Ablenkung auf Null verringert ist. Dies wird durch den steil abfallenden Teil der Charakteristik in Fig. 22(a) gezeigt. Der eingeschlossene Bereich der Kraftablenkungscharakteristik stellt die absorbierte Energie dar. Diese Art der Charakteristik ist im wesentlichen allen Erdschichten gemeinsam.The deflection characteristics of the final layer can be irregular. F i g. 22 (a) illustrates the irregular deflection characteristics due to the curve shown with a full line. Consecutive Cracks in the soil layer are shown at 1, 2 and 3. The effective compressive strength is ao the curve shown with a dashed line is shown. The characteristic shown in Fig. 22 (a) also illustrates that almost all of the energy absorbed during the application of the force is for the cracking in the earth layer consumed or converted into sound or heat and not for Tool is returned when the deflection is reduced to zero. This is due to the steep sloping part of the characteristic in Fig. 22 (a) shown. The enclosed area of the force deflection characteristic represents the absorbed energy This type of characteristic is essentially common to all strata of the earth.

Es wurde gefunden, daßIt was found that

a) durch Anpassung der Elastizität des Amboßsystems an die der Erdschicht unda) by adapting the elasticity of the anvil system to that of the soil layer and

b) durch eine solche Formung des Kraftimpulses, daß dieser von der Erdschicht trotz deren Druckfestigkeit absorbiert werden kann,b) by shaping the force impulse in such a way that it is released from the earth's layer in spite of it Compressive strength can be absorbed,

4040

die Ablenkung der Last pro Aufschlag und die Bohrgeschwindigkeit verbessert werden können. Die Formung des Impulses erfolgt durch eine am Ende des Ambosses 204 angeordnete Feder. Sie wird entweder durch die Stange 224 (F i g. 2) oder auch durch die in F i g. 2 gezeigte hydraulische Feder gebildet.the deflection of the load per impact and the drilling speed can be improved. The shaping of the impulse is provided by a spring arranged at the end of the anvil 204. She will either by the rod 224 (FIG. 2) or also by the in FIG. 2 hydraulic spring shown formed.

Die durch die Stange 224 erzeugte Form des Kraftimpulses als eine Funktion der Zeit ist derart, daß die Energie des Impulses besser als ohne sie absorbiert wird. Kurve 1 der F i g. 22 (b) veranschaulicht die Form des Kraftimpulses, die sich ergibt, wenn der Schlagkolben 88 unmittelbar auf die Welle 214 aufschlägt. Da die Schicht eine Druckfestigkeit aufweist, wird der in Kurve 1 gezeigte Kraftimpuls zum größten Teil nicht absorbiert. Daraus ergeben sich Reflexionen des Kraftimpulses nach hinten. An den oberen und unteren Enden des Ambosses können mehrfache Reflexionen des Impulses auftreten. Solche Reflexionen sind unerwünscht, da sie Schwingungen und Ermüdungserscheinungen verursachen. Ein wünschenswerterer Kraftimpuls ist in Kurve 2 der F i g. 22 (b) gezeigt. Die aus dem in Kurve 2 gezeigten Impuls durch die Schicht absorbierte Energie ist ungefähr gleich jener der Kurve 1, obwohl der Scheitelwert der Kraft im Falle der Kurve 2 viel niedriger ist. Die Verwendung der elastischen Stange 224 bietet Vorteile, indem bei der Energieübertragung geringere Beanspruchungen auftreten. Das Werkzeug hat daher bei einer niedrigeren Aufschlaggeschwindigkeit und geringeren Amboßkräften eine höhere Bohrgeschwindigkeit.The shape of the pulse of force produced by rod 224 as a function of time is such that the energy of the impulse is absorbed better than without it. Curve 1 of FIG. 22 (b) the form of the force pulse that results when the percussion piston 88 directly hits the shaft 214 hits. Since the layer has a compressive strength, the force pulse shown in curve 1 becomes mostly not absorbed. This results in reflections of the force impulse backwards. To the Multiple reflections of the pulse can occur at the upper and lower ends of the anvil. Such reflections are undesirable because they cause vibration and fatigue. A more desirable force impulse is shown in curve 2 of FIG. 22 (b). The one in curve 2 energy absorbed by the layer is approximately equal to that of curve 1, although the The peak of the force in the case of curve 2 is much lower. The use of the elastic rod 224 offers advantages in that less stress occurs during energy transfer. The Tool therefore has a lower impact speed and lower anvil forces higher drilling speed.

Es wurde gefunden, daß die Anordnung der Stange 224, welche annähernd die gleiche Elastizität wie die Endschicht aufweist, die vorstehend beschriebene vorteilhafte Impulsform ergibt. Der anwendbare Bereich an Elastizität der Stange, der angepaßt werden kann, ist von der Masse des Schlagkolbens 88 und dessen Aufschlaggeschwindigkeit abhängig. Er kann von einem Fünftel bis zum Fünffachen der effektiven Elastizität der Erdschicht betragen.It has been found that the arrangement of the rod 224, which has approximately the same elasticity as the Has end layer, which results in the advantageous pulse shape described above. The applicable area the resilience of the rod, which can be adjusted, depends on the mass of the percussion piston 88 and its speed of impact depends. It can be from one fifth to five times the effective Elasticity of the earth's layer.

Ein bevorzugtes Verfahren zum Bestimmen der Elastizität der Stange 224 ist nachstehend angegeben.A preferred method for determining the resilience of rod 224 is given below.

Die effektive Elastizität der Last (einschließlich der Erdschicht) kann durch Messung der Lastablenkungskurve [Fig. 22(a)] empirisch bestimmt werden. Sie wird durch ein Lastfederverhältnis K₁ dargestellt. Der Schlagkolben 88 hat beim Aufschlag auf den Amboß 204 eine Geschwindigkeit V_imi). Diese Aufschlaggeschwindigkeit wird durch das Schwingungssystem einschließlich der Masse des Schlagkolbens 88 bestimmt. Eine bestimmte Ablenkung D₁ ist erwünscht. Bei der Bestimmung dieser gewünschten Ablenkung wird die auftretende Kraft so gewählt, daß eine Beschädigung des Ambosses 204 einschließlich der Bohrschneide 228 ausgeschlossen ist. Eine gewünschte Kraftimpulsfrequenz f_p kann aus der Gleichung abgeleitet werden:The effective elasticity of the load (including the earth layer) can be determined by measuring the load deflection curve [Fig. 22 (a)] can be determined empirically. It is represented by a load spring ratio K ₁ . The impact piston 88 has a speed V _imi) when it hits the anvil 204. This impact speed is determined by the vibration system including the mass of the percussion piston 88. A certain deflection D ₁ is desired. When determining this desired deflection, the force that occurs is selected in such a way that damage to the anvil 204, including the drill bit 228, is excluded. A desired force pulse frequency f _p can be derived from the equation:

f - Ji ^™P-f - Ji ^ ™ P- ^Jp~ 2-7D ■ ^Jp ~ 2-7D ■

worin α eine Konstante ist, die hauptsächlich von der Elastizitätwhere α is a constant that depends mainly on elasticity

1. der Hohlwelle 214,1. the hollow shaft 214,

2. der Stange 224 und2. the rod 224 and

3. des Schlagkolbens 883. of the percussion piston 88

abhängt.depends.

Ein Bereich der Konstante α von 0,2 bis 0,8 ist zweckmäßig. Ein bevorzugter Wert ist 0,55.A range of the constant α from 0.2 to 0.8 is expedient. A preferred value is 0.55.

Die Impulsfrequenz wird durch die Elastizität K_mv der Stange 224 bestimmt:The pulse frequency is determined by the elasticity K _{mv of} the rod 224:

** imp —** imp -

worin M_h die Masse des Schlagkolbens 88 ist. Die Querschnittsfläche 5 der Stange 224 kann aus der folgenden Gleichung erhalten werden:where M _{h is} the mass of the percussion piston 88. The cross-sectional area 5 of the rod 224 can be obtained from the following equation:

S =S =

worinwherein

/ die Länge der Stange 224,/ the length of the rod 224,

c die Schallgeschwindigkeit in der Stange 224 c is the speed of sound in rod 224

und
P die Dichte der Stange 224and
P is the density of the rod 224

Bei dem dargestellten Werkzeug hat die Stange 224 einen Durchmesser von etwa 2 cm, eine Länge von 50 cm und besteht aus Titanlegierung.In the illustrated tool, the rod 224 is about 2 cm in diameter, a length of 50 cm and is made of titanium alloy.

Aus F i g. 22 (a) ergibt sich, daß die Energie während des aufsteigenden Teils des Kraftimpulses vonFrom Fig. 22 (a) it can be seen that the energy during the ascending part of the force impulse of

der Erdschicht absorbiert wird. Demgemäß ist es wünschenswert, die Dauer der abfallenden Kante des Kraftimpulses zu verringern. Dies kann mit einem nicht linearen Federelement, wie z. B. einer hydraulischen Feder, erreicht werden. F i g. 23 zeigt eine Ausführungsform. Die hydraulische Feder hat eine Ablenkungscharakteristik, welche in Fig. 22 (c) durch die ausgezogene Linie dargestellt ist. Der resultierende Kraftimpuls wird in Fig. 22(c) mit der gestrichelten Linie dargestellt. Die in Fig. 23 gezeigte Ausführungsform wird nun beschrieben.absorbed by the soil layer. Accordingly, it is desirable to increase the duration of the falling edge of the To reduce the force impulse. This can be done with a non-linear spring element such. B. a hydraulic Spring, can be achieved. F i g. 23 shows an embodiment. The hydraulic spring has a Deflection characteristic shown in Fig. 22 (c) is represented by the solid line. The resulting force pulse is shown in Fig. 22 (c) with the dashed line Line shown. The embodiment shown in Fig. 23 will now be described.

Die Kupplung 230 wird vorzugsweise so ausgewählt, daß eine Elastizitätsanpassung erfolgt, d. h., daß die Elastizität der Last X_L gleich der Elastizität X_M der Kupplung 230 ist. Da die ElastizitätThe coupling 230 is preferably selected so that an elasticity adjustment occurs, that is to say that the elasticity of the load X _{L is} equal to the elasticity X _{M of} the coupling 230 . Because the elasticity

ergibt sich daraus ein entsprechender Wert fürthis gives a corresponding value for

M =M =

K₁ = das Elastizitätsverhältnis. K ₁ = the elasticity ratio.

Eine Reihe von Werten für die Masse der Kupplung ist entsprechend, obwohl der durch die Lösung der vorstehenden Gleichung erhaltene Wert bevorzugt wird. Die Vorteile der vorstehend beschriebenen Kupplung 230 sind:A range of values for the mass of the coupling will correspond, although the value obtained by solving the above equation is preferred. The advantages of the coupling 230 described above are:

a) größere Kraft- und Energieamplituden an der Last,a) larger force and energy amplitudes on the load,

b) verringerte Welligkeitskurve,b) reduced waviness curve,

c) geringere Beanspruchungen des Ambosses 204, c) lower stresses on the anvil 204,

d) Verträglichkeit mit einer größeren Anzahl von Lasten.d) Compatibility with a larger number of loads.

Beim dargestellten Werkzeug kann die Kupplung 230 beispielsweise eine Masse von 26,8 kg aufweisen.In the tool shown, the coupling 230 can have a mass of 26.8 kg, for example.

Die Kammern 74 und 78 bilden Flüssigkeitsfedern, welche zusammen mit dem Schlagkolben 88 ein Resonanzsystem bilden. Tritt das Druckmittel 86 unter Steuerung durch die Ventileinrichtung durch, wird dieses System erregt. Die Schwingungsbewegung des Schlagkolbens dauert an, solange Druckmittel durch das System durchgeht. Die Amplitude der Schwingung wird nicht durch die Geschwindigkeit der von den Pumpen herkommenden Flüssigkeit beschränkt. Sie wird vielmehr durch den Druck bestimmt.The chambers 74 and 78 form liquid springs which, together with the percussion piston 88, form a resonance system. When the pressure medium 86 passes under the control of the valve device, this system is energized. The oscillating movement of the percussion piston continues as long as pressure medium passes through the system. The amplitude of the oscillation is not limited by the speed of the liquid coming from the pumps. Rather, it is determined by the pressure.

Die Wirkung des Werkzeuges wird nun besser verständlich durch die Reihenfolge der Vorgänge, die im Betrieb auftreten. Unmittelbar nach dem Aufschlag des Schlagkolbens 88 auf den Amboß 204 liegt der Druck in der dritten Kammer 78 über deren Durchschnittsdruck. Der höhere Druck ist eine Funktion des Produkts des Querschnitts des Schlagkolbens und dessen Abwärtsverschiebung aus der Gleichgewichtsin die Aufschlagstellung. Der augenblickliche Druck in der ersten Kammer 74 ist gleichzeitig niedriger als der durchschnittliche Druck in dieser infolge der Abwärtsverschiebung des Schlagkolbens 88 aus seiner Gleichgewichtsstellung und auch infolge des öffnens der öffnung 116 (F i g. 3), was das Ausfließen von Flüssigkeit aus der Kammer 74 in die Kammer 76 ermöglicht. The effect of the tool can now be better understood through the sequence of processes that occur in operation. Immediately after the impact piston 88 hits the anvil 204 , the pressure in the third chamber 78 is above its average pressure. The higher pressure is a function of the product of the cross section of the percussion piston and its downward displacement from equilibrium to the impact position. The instantaneous pressure in the first chamber 74 is at the same time lower than the average pressure in this as a result of the downward displacement of the percussion piston 88 from its equilibrium position and also as a result of the opening of the opening 116 (FIG. 3), which causes the outflow of liquid from the chamber 74 in the chamber 76 allows.

Die auf den Schlagkolben bei seinem Aufschlag auf den Amboß einwirkende Reaktionskraft, der verringerte Druck innerhalb der Kammer 74 und der erhöhte Druck in der Kammer 78 bewirken, daß sich der Schlagkolben 88 nach oben in die Kammer 74The reaction force acting on the percussion piston when it strikes the anvil, the reduced pressure within the chamber 74 and the increased pressure in the chamber 78 cause the percussion piston 88 to move upwards into the chamber 74

ίο bewegt. Der Schlagkolben passiert seine Gleichgewichtsstellung und wird verlangsamt, wenn die Flüssigkeit in der Kammer 74 verdichtet wird. Gleichzeitig wird der Flüssigkeitsdruck in der dritten Kammer 78 augenblicklich unter seinen durchschnittlichen Wert verringert. Der Druck in der ersten Kammer 74 nimmt infolge der konstanten Zuführung von Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsdurchlaß, der durch den Kanal 100 und die Leitung 122 gebildet wird, ebenfalls zu. Dieser Flüssigkeitsdurchlaß beeinflußt nicht den Kreislauf durch die Kammer 74, da dieser ein Fünftel der Wellenlänge der Betriebsfrequenz aufweist. Demgemäß ist die durch den Kanal 100 eingeführte Flüssigkeitsströmung eine konstante Strömung, obwohl der Druck in der Kammer 74 bei der Betriebsfrequenz um den durchschnittlichen Zuführungsdruck schwankt. Die nutzbare Zunahme des Drucks in der Kammer 74 zusammen mit der Verringerung des Drucks in der dritten Kammer 78, und zwar hinsichtlich der durchschnittlichen Drücke in diesen Kammern, erzeugen eine auf den Schlagkolben 88 einwirkende abwärts gerichtete Kraft, welche dessen Aufwärtsbewegung zum Stillstand bringt und ihn nach unten bewegt. Er passiert mit zunehmender Geschwindigkeit seine Gleichgewichtstellung und schlägt schließlich auf den Amboß auf.ίο moved. The percussion piston passes its equilibrium position and is slowed down as the liquid in the chamber 74 is compressed. At the same time, the fluid pressure in the third chamber 78 is instantly reduced below its average value. The pressure in the first chamber 74 also increases due to the constant supply of liquid through the liquid passage formed by the channel 100 and the conduit 122. This fluid passage does not affect the circuit through chamber 74 since it is one-fifth the wavelength of the operating frequency. Accordingly, the flow of liquid introduced through channel 100 is a constant flow, although the pressure in chamber 74 at the operating frequency fluctuates around the average supply pressure. The useful increase in pressure in chamber 74, along with the decrease in pressure in third chamber 78, in terms of the average pressures in these chambers, create a downward force on percussion piston 88 which halts its upward movement and stops it moved down. It passes its equilibrium position with increasing speed and finally strikes the anvil.

Die Beschränkung der Energie, die bei einem einzigen Aufschlag übertragen werden kann, ist mehr durch die Festigkeit der Bohrschneide 228 und der Welle 214 als durch das Schlagkolben- und Amboßsystem bedingt.The limitation on the energy that can be transferred in a single impact is due to the strength of the bit 228 and shaft 214 rather than the ram and anvil system.

Fig. 10 zeigt ein Werkzeug, das sich besonders als Deckenbohrer eignet. Solche Deckenbohrer werden im Bergbau zum Bohren von Löchern in Stollendekken verwendet. Das Werkzeug besteht aus einem Gehäuse 300, das eine erste Kammer 302, eine zweite Kammer 304, eine dritte Kammer 306 und eine vierte Kammer 308 enthält. Ein Teil der Bohrung, der sich zwischen den Kammern 302 und 304 erstreckt, bildet eine Ventileinrichtung 310. In diesem Teil der Bohrung ist ein Schlagkolben 312 angeordnet. Dessen unterer Rand und die Ventileinrichtung begrenzen die Ventilöffnung 314. Der Schlagkolben 312 weist eine Längsbohrung auf. Eine Welle 316 geht durch die Bohrung durch und wird durch ein Lager 318 am unteren Ende des Gehäuses 300 abgestützt. Keilnuten 320 im oberen Teil der Welle greifen in Schlitze 322 in einer Welle ein.Fig. 10 shows a tool which is particularly suitable as a ceiling drill. Such ceiling drills are used in mining for drilling holes in tunnel ceilings. The tool consists of a housing 300 that contains a first chamber 302, a second chamber 304, a third chamber 306 and a fourth chamber 308 . A part of the bore which extends between the chambers 302 and 304 forms a valve device 310. A percussion piston 312 is arranged in this part of the bore. Its lower edge and the valve device delimit the valve opening 314. The percussion piston 312 has a longitudinal bore. A shaft 316 passes through the bore and is supported by a bearing 318 at the lower end of the housing 300 . Splines 320 in the top of the shaft engage slots 322 in a shaft.

Auf der Welle 316 ist ein Schneckenrad 326 angeordnet, das durch eine Schnecke angetrieben wird. A worm wheel 326 , which is driven by a worm, is arranged on the shaft 316.

Diese wird von einer waagerechten Welle 238 getragen, die durch einen hydraulischen Motor 330 angetrieben wird.This is carried by a horizontal shaft 238 which is driven by a hydraulic motor 330.

Ein hydraulischer Zentrierkreislauf 332, ähnlich dem in F i g. 6 gezeigten Kreislauf, ist vorgesehen, um eine Gleichgewichtsstellung des Schlagkolbens herzustellen. Die mittlere Kammer des Zentrierkreislaufs 332 ist durch einen Flüssigkeitsdurchlaß 334 mit der dritten Kammer 306 verbunden.A hydraulic centering circuit 332 similar to that in FIG. 6 is provided to produce an equilibrium position of the percussion piston. The middle chamber of the centering circuit 332 is connected to the third chamber 306 by a liquid passage 334.

15 1615 16

Das untere Ende des Ambosses ist unmittelbar Fig. 12 veranschaulicht eine Ausführungsform oder über einen Bohrstahl 336 mit einer Bohrschneide mit einem Schlagkolben 400 und einer Einrichtung, 338 verbunden. Der Amboß weist einen Flansch 340 welche einem Gehäuse 402 Flüssigkeit derart zuführt, auf, welcher die vierte Kammer 308 in zwei Ab- daß der Schlagkolben 400 im Gegentakt angetrieben schnitte teilt. Der obere Abschnitt ist über einen Flüs- 5 wird. Das Gehäuse 402 weist drei Kammern 404, 406, sigkeitsdurchlaß 342 im Amboß mit der dritten Kam- und 408 auf. Die zweite oder mittlere Kammer 406 ist mer 306 verbunden. Der untere Abschnitt der Kam- durch Teile 410 und 412 der Bohrung mit der ersten mer 308 steht über einen Durchlaß 344 mit der Kammer 404 bzw. mit der dritten Kammer 408 ver-Außenluft in Verbindung. Der Querschnitt des Flan- bunden. In jedem der Teile 410 und 412 der Bohrung sches 340 ist größer als der Querschnitt des unteren io ist eine Ventileinrichtung ausgebildet. Die Ventilein-Endes des Ambosses. Da der obere Abschnitt der richtung im oberen Bohrungsteil 410 wird durch die Kammer 308 und die Kammer 306 in Verbindung untere Umfangskante des Bohrungsteils gebildet, die miteinander stehen, herrscht im oberen Abschnitt und mit der oberen Umfangskante des Schlagkolbens 400 in der Kammer 306 gleicher Druck. Infolge der Diffe- eine Ventilöffnung 414 begrenzt,
renz der Querschnitte wird daher eine abwärts gerich- 15 Der untere Bohrungsteil 412 enthält eine Tragtete Druckkraft erzeugt. Druckflüssigkeit wird über platte 416, die aus einer kreisförmigen Scheibe mit den Durchlaß 346 zugeführt, geht durch die öffnung radialen Schlitzen 418 besteht, wie Fig. 13 zeigt. 314 durch und wird über den Durchlaß 348 abge- Durch die obere Kante des unteren Bohrungsteils 412 führt. Diese Druckflüssigkeitsströmung ermöglicht und die untere Kante des Schlagkolbens 400 wird eine die Schwingungsbewegung des Schlagkolbens 312 und ao untere Ventilöffnung 420 begrenzt. Diese untere öffdie Art der Wirkungsweise ist ähnlich jener, die vor- nung 420 hat einen kleineren Durchmesser als die stehend in Verbindung mit den Fig. 1 bis 10 be- obere öffnung414, wobei der Durchmesser der öffschrieben wurde. Der Amboß wird durch den Motor nung 420 durch den Umkreis der Schlitze 418 be-330 über Wellen 328 und 316 mittels des Getriebes stimmt wird. Der Schlagkolben 400 weist einen Fortauf diesen Wellen verdreht. Das Gehäuse 300 kann as satz 424 auf, der auf das obere Ende eines Ambosses auf einer Hebeeinrichtung angeordnet sein. Wenn die 426 aufschlägt, wenn sich der Schlagkolben in einer Bohrschneide 338 in die Erdschicht eingreift, drückt Schwingungsphase mit hoher Amplitude befindet, diese Hebeeinrichtung das Gehäuse nach oben gegen Zum Amboß gehört eine Stange, die durch eine Bohdie zu bohrende Decke. rung 428 im unteren Ende 430 des Gehäuses 402 hin-The lower end of the anvil is directly connected to a percussion piston 400 and a device 338. The anvil has a flange 340 which supplies liquid to a housing 402 in such a way that the fourth chamber 308 is divided into two sections, so that the percussion piston 400 is driven in a push-pull manner. The upper section is over a river 5. The housing 402 has three chambers 404, 406, fluid passage 342 in the anvil with the third chamber and 408. The second or middle chamber 406 is connected to mer 306. The lower section of the chamber through parts 410 and 412 of the bore with the first mer 308 is connected via a passage 344 to the chamber 404 and to the third chamber 408, respectively, to the outside air. The cross-section of the flange. In each of the parts 410 and 412 of the bore 340 is larger than the cross section of the lower IO, a valve device is formed. The valve inlet end of the anvil. Since the upper section of the direction in the upper bore part 410 is formed by the chamber 308 and the chamber 306 in connection, the lower peripheral edge of the bore part, which are connected to each other, there is the same pressure in the upper section and with the upper peripheral edge of the percussion piston 400 in the chamber 306. As a result of the difference, a valve opening 414 is limited,
15 The lower bore portion 412 contains a sustained compressive force is therefore generated between the cross-sections. Pressure fluid is supplied via plate 416, which consists of a circular disc with the passage 346, passes through the opening and consists of radial slots 418, as FIG. 13 shows. 314 through and is discharged through the passage 348 through the upper edge of the lower bore part 412 leads. This flow of pressurized fluid enables and the lower edge of the percussion piston 400 is limited to the oscillatory movement of the percussion piston 312 and ao lower valve opening 420. This lower opening type of operation is similar to that, the front 420 has a smaller diameter than the upper opening 414 associated with FIGS. 1 to 10, the diameter of the opening being written. The anvil is driven by the motor 420 through the circumference of the slots 418 be-330 via shafts 328 and 316 by means of the gearbox. The percussion piston 400 has a twisted continuation of these shafts. The housing 300 may be a set 424 that may be placed on the top of an anvil on a lifting device. When the 426 strikes, when the percussion piston engages in a cutting edge 338 in the soil layer, the high-amplitude vibration phase pushes the housing upwards against the anvil. tion 428 in the lower end 430 of the housing 402

F i g. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform. Das 30 durchgeht. Ein Dichtring 432 verhindert den Austritt Werkzeug enthält ein Gehäuse 350, das eine erste von Flüssigkeit aus der unteren Kammer 408, ermög-Kammer 352, eine zweite Kammer 354 und eine dritte licht aber die Auf- und Abwärtsbewegung des Am-Kammer 356 aufweist. Eine Bohrung verläuft zwi- bosses 426. Anschläge 434 in Form von Flanschen sehen der ersten und der zweiten Kammer sowie zwi- der Amboßstange verhindern, daß die Stange das Gesehen der zweiten und der dritten Kammer. Der Teil 35 häuse 402 verläßt.F i g. 11 shows another embodiment. That goes through 30. A sealing ring 432 prevents leakage The tool includes a housing 350 that allows fluid from the lower chamber 408, a first chamber 352, a second chamber 354 and a third light but the up and down movement of the Am chamber 356 has. A hole runs between 426. Stops 434 in the form of flanges Seeing the first and second chambers as well as between the anvil bar prevent the bar from being seen the second and third chambers. The part 35 housing 402 leaves.

der Bohrung zwischen der ersten und zweiten Kam- Es sei angenommen, daß das Gehäuse 402 nachthe bore between the first and second cam. Assume that the housing 402 is after

mer bildet eine Ventileinrichtung 358. Ein Schlagkol- unten gedrückt wird, um eine Bohrschneide 436 mitmer forms a valve device 358. A percussion piston is pressed down to a drill bit 436 with

ben 360 bildet einen Teil der Ventileinrichtung. Ein der Erdschicht in Berührung zu halten. Demgemäßben 360 forms part of the valve device. One to keep the earth layer in contact. Accordingly

Zentrierkreislauf 362 ist ebenfalls vorgesehen, der wird sich der Amboß 426 gewöhnlich in der inCentering circuit 362 is also provided, which will usually locate anvil 426 in the position shown in FIG

dem Zentrierkreislauf 90 (Fig. 2) ähnlich ist. Flüssig- 40 Fig. 12 gezeigten Stellung befinden, in welcher derthe centering circuit 90 (Fig. 2) is similar. Liquid 40 Fig. 12 shown position in which the

keitsdurchlässe münden in den Zentrierkreislauf und untere Anschlag 434 gegen den Boden des GehäusesPassages open into the centering circuit and lower stop 434 against the bottom of the housing

in jeder Kammer. 402 anliegt.in every chamber. 402 is present.

Der Schlagkolben 360 ist zweiteilig. Ein Teil wird Die hydraulische Flüssigkeit wird von einer PumpeThe percussion piston 360 is in two parts. A part is The hydraulic fluid is supplied by a pump

durch eine Stange 364 gebildet, welche sich längs in zwei Leitungen 438 und 440 zugeführt. Die Leitungenformed by a rod 364, which is fed longitudinally in two lines 438 and 440. The lines

eine Blindbohrung 366 erstreckt. Sie ist in dieser Boh- 45 438, 440 sind an einem Ende mit einer gemeinsamena blind bore 366 extends. It is in this Boh- 45 438, 440 are at one end with a joint

rung 366 im Preßsitz oder durch eine Schraubverbin- Zuführungsstelle und am anderen Ende mit Kanälention 366 in a press fit or through a screw connection feed point and at the other end with channels

dung gehalten. 442 und 444 verbunden. Der Kanal 442 und die Lei-held. 442 and 444 connected. The channel 442 and the line

Die Stange 364 tritt durch eine Bohrung 368 aus tung 438 bilden einen Durchlaß zur ersten KammerThe rod 364 passes through a bore 368 from device 438 forming a passage to the first chamber

dem Ende des Gehäuses 350 heraus. Eine Hülse 370 404. Die Leitung 440 und der Kanal 444 bilden einenthe end of the housing 350. A sleeve 370 404. The conduit 440 and channel 444 form one

ist zur Führung der Stange 364 vorgesehen. 50 zweiten Durchlaß zur dritten Kammer 408. Die Lei-is provided for guiding the rod 364. 50 second passage to the third chamber 408. The line

In einem an das Gehäuse 350 angrenzenden Ge- tungen 438 und 440 zwischen der ZuführungsstelleIn a passage 438 and 440 adjoining the housing 350 between the feed point

häuse 372 ist ein Amboß 374 angeordnet. Sein Ende und die Kanäle 442 und 444 können ein Viertel derHousing 372, an anvil 374 is arranged. Its end and channels 442 and 444 can be a quarter of the

liegt in einem Abstand vom freien Ende der Stange Wellenlänge der Betriebsfrequenz, d. h. der Reso-is at a distance from the free end of the rod, the wavelength of the operating frequency; H. the reso-

364. Auf dem Ende der Stange 364 kann zum Schutz nanzfrequenz, aufweisen. Ein Kanal 446 verbindet die364. On the end of the rod 364, for protection, may have a frequency frequency. A channel 446 connects the

eine Aufschlagkappe 376 vorgesehen sein. Die dieser 55 zweite Kammer 406 mit der Saugseite der Pumpe.an impact cap 376 may be provided. This 55 second chamber 406 with the suction side of the pump.

Ausführungsform ist ähnlich der in Verbindung mit Die Kanäle 442 und 444 sind verengt und bildenEmbodiment is similar to that in connection with. The channels 442 and 444 are narrowed and form

den F i g. 1 bis 9 beschriebenen Wirkungsweise. Der damit Strömungswiderstände. Diese haben zwei Funk-the F i g. 1 to 9 described mode of operation. The flow resistances with it. These have two func-

der Kammer 356 über den Zentrierkreislauf 362 zu- tionen:the chamber 356 via the centering circuit 362 to:

geführte Druck ist jedoch höher als der der Kammer _{a) das Zentrieren des} Schlagkolbens 300 undguided pressure is higher than that of the chamber _{a) the centering of the} percussion piston 300 and

352 zugefuhrte durchschnittliche Druck, um die Dif- 60 _bj _{die Vermeidung einer} Schwingung mit einer Fre-352 applied average pressure to reduce the dif- 60 _b j _{avoiding an} oscillation with a frequency

ferenz der Schlagkolbenquerschnitte zu kompensie- _{die nie}|_{ri ist als die} |_{ewünschte Be}_The difference in the percussion piston cross-sections must _never be compensated | _{ri is as the} | _{Desired requests}

ren, die dem Druck in den Kammern 352 und 356 an triphtfreniipnyren that the pressure in chambers 352 and 356 at triphtfreniipny

den entgegengesetzten Enden des Schlagkolbens 360 "«uMrcqueiu;.the opposite ends of the percussion piston 360 "« uMrcqueiu ;.

ausgesetzt sind. Im Betrieb soll der Druck in der Eine solche Schwingung mit niedriger Frequenzare exposed. In operation, the pressure should be such a low frequency oscillation

Kammer 356, der durch den Kreislauf 362 zugeführt 65 würde durch den sekundären Kreislauf hergestellt,Chamber 356 fed 65 by circuit 362 would be established by the secondary circuit

wird, die auf den Schlagkolben infolge der aufeinan- der die Durchlässe 438, 440 und den Schlagkolbenon the percussion piston as a result of the passages 438, 440 and the percussion piston on top of one another

derfolgenden Aufschläge einwirkenden Reaktions- 400 einschließt. Die Strömungswiderstände in denof the following impacts. The flow resistances in the

kräfte kompensieren. Kanälen 442 und 444 liegen in Reihe mit diesencompensate for forces. Channels 442 and 444 are in series with these

Gliedern und dämpfen die Schwingung mit der niedrigen Frequenz.Break down and dampen the vibration with the low frequency.

Die Einrichtung für die Zuführung der Flüssigkeit bildet auch einen Brückenkreislauf für die direkte und ständige Strömung der hydraulischen Flüssigkeit, welcher die Gleichgewichtsstellung des Schlagkolbens 400 herstellt und aufrechterhält. Eine Seite des Brükkenkreislaufs führt von der gemeinsamen Zuführungsstelle zu den Leitungen 438 und 440 durch den Strömungswiderstand des Kanals 442 und den Strömungswiderstand der oberen öffnung 414 zum Auslaßkanal 446. Die andere Seite des Brückenkreislaufs führt von der gemeinsamen Zuführungsstelle durch den Strömungswiderstand des Kanals 444 und den Strömungswiderstand der unteren öffnung 420 zum Auslaßkanal 446. Die durch die Kanäle 442 und 444 gebildeten Widerstände bilden zwei Brückenarme, und die öffnungen 414 und 420 bilden die beiden anderen Brückenarme.The device for the supply of the liquid also forms a bridging circuit for the direct and constant flow of hydraulic fluid, which is the equilibrium position of the percussion piston 400 manufactures and maintains. One side of the bridge circuit leads from the common feed point to lines 438 and 440 through the flow resistance of the channel 442 and the flow resistance of the upper opening 414 to the outlet channel 446. The other side of the bridge circuit leads through from the common feed point the flow resistance of the channel 444 and the flow resistance of the lower opening 420 to the Outlet channel 446. The resistances formed by channels 442 and 444 form two bridge arms, and openings 414 and 420 form the other two bridge arms.

Die Wirkung des Zentrierkreislaufs wird durch die folgende Reihenfolge der Vorgänge besser verständlich. Wenn sich der Schlagkolben 400 nach oben bewegt, nimmt die durchschnittliche Strömung durch die untere öffnung 420 zu und die durchschnittliche Strömung durch die obere öffnung 414 ab. Infolgedessen nimmt der durchschnittliche Druckabfall im Kanal 444 zu, während der durchschnittliche Druckabfall im Kanal 442 abnimmt. Demgemäß nimmt der durchschnittliche Druck in der unteren Kammer ab, während der durchschnittliche Druck in der oberen Kammer 404 zunimmt. Diese asymmetrische Veränderung der durchschnittlichen Drücke in den oberen und unteren Kammern bewirkt ein Ungleichgewicht in den auf den Schlagkolben 400 einwirkenden Kräften. Diese Gleichgewichtsstellung ist jene Stellung, in welcher die oberen und unteren Enden des Schlagkolbens 400 mit der unteren Kante des oberen Bohrungsteils 410 bzw. mit der oberen Kante des unteren Bohrungsteiles 412 ausgerichtet sind. Die obere Kante des unteren Bohrungsteils 412 ist jene Kante, die an die Tragplatte 416 angrenzt.
Wie bereits erwähnt, ist der Querschnitt der unteren öffnung 420 kleiner als der Querschnitt der oberen öffnung 414. Diese Querschnittsverringerung ergibt eine größere Gesamtwirksamkeit des Werkzeuges durch Verringerung der durchschnittlichen Strömung durch die untere öffnung 420.The effect of the centering circuit can be better understood through the following sequence of operations. When the percussion piston 400 moves upwards, the average flow through the lower opening 420 increases and the average flow through the upper opening 414 decreases. As a result, the average pressure drop in channel 444 increases while the average pressure drop in channel 442 decreases. Accordingly, the average pressure in the lower chamber decreases while the average pressure in the upper chamber 404 increases. This asymmetrical change in the average pressures in the upper and lower chambers causes an imbalance in the forces acting on the percussion piston 400. This equilibrium position is that position in which the upper and lower ends of the percussion piston 400 are aligned with the lower edge of the upper bore part 410 and with the upper edge of the lower bore part 412, respectively. The upper edge of the lower bore part 412 is that edge which is adjacent to the support plate 416.
As already mentioned, the cross section of the lower opening 420 is smaller than the cross section of the upper opening 414. This cross-sectional reduction results in a greater overall effectiveness of the tool by reducing the average flow through the lower opening 420.

Obwohl der zentrierende Brückenkreislauf den Schlagkolben 400 in die Gleichgewichtsstellung zurückzuführen trachtet, ist die auf ihn infolge der aufeinanderfolgenden Aufschläge einwirkende Reaktionskraft derart, daß die untere öffnung 420 während eines größeren Teils eines Zyklus einer Schwingung geöffnet ist als die obere öffnung 414. Demgemäß ist die Wirksamkeit der Kraftumwandlung an der oberen öffnung 414 höher als an der unteren öffnung 420. Die Strömung durch die untere öffnung 420 wird durch die Tragplatte 416 eingeschränkt. Infolge dieser Verringerung der Strömung wird die obenerwähnte Zunahme der Gesamtwirksamkeit erzielt. Although the centering bridge circuit returns the percussion piston 400 to the equilibrium position is the reaction force acting on it as a result of the successive impacts such that the lower opening 420 during a major portion of a cycle of oscillation is open than the upper opening 414. Accordingly, the effectiveness of the force conversion is on the upper opening 414 higher than at the lower opening 420. The flow through the lower opening 420 is restricted by the support plate 416. As a result of this reduction in flow, the above-mentioned increase in overall effectiveness achieved.

F i g. 14 zeigt eine Ausführungsform mit einem Gehäuse 448, einer oberen Kammer 450, einer mittleren Kammer 452 und einer unteren Kammer 454. Im Gehäuse ist der Schlagkolben 456 angeordnet, der auf den Amboß 458 schlägt. Die Einrichtung zum Zuführen von Druckflüssigkeit in die Kammern 450 und 454 sieht eine unabhängige Steuerung des Drucks vor. Die Hauptantriebsenergie wird von der Pumpe P₁ geliefert, welche dieselbe der Druckfreigabekammer 460 zuführt. Diese Kammer ist ähnlich der Kammer 66 (F i g. T). Eine Zuführungsleitung 462, die bei der Betriebsfrequenz ein Viertel der Wellenlänge aufweist, verbindet die Druckfreigabekammer 460 über einen Kanal 464 mit der oberen Kammer 450. Die zweite Kammer 452 ist mit der Saugseite der Pumpe P₁ verbunden. Der unteren Kammer 454 wird dieF i g. 14 shows an embodiment with a housing 448, an upper chamber 450, a middle chamber 452 and a lower chamber 454. The percussion piston 456, which strikes the anvil 458, is arranged in the housing. The means for supplying pressurized fluid to chambers 450 and 454 provides independent control of the pressure. The main drive power is supplied by the pump P ₁ , which supplies the same to the pressure release chamber 460. This chamber is similar to chamber 66 (Fig. T). A feed line 462, which has a quarter of the wavelength at the operating frequency, connects the pressure release chamber 460 via a channel 464 to the upper chamber 450. The second chamber 452 is connected to the suction side of the pump P ₁ . The lower chamber 454 is the

ίο Druckflüssigkeit durch eine Pumpe P₂ zugeführt, die mit der Kammer durch ein Ventil 466 verbunden ist. Der Teil der Bohrung 468, welcher die zweite Kammer 452 mit der dritten Kammer 454 verbindet, ist mit einer Flüssigkeitsdichtung versehen, so daß die Kammern 452 und 454 voneinander isoliert sind. Durch Einstellung des Ventils 466 kann der Druck in der unteren Kammer 454 nach Belieben gewählt werden, damit die Stellung des Schlagkolbens 456 unabhängig gesteuert werden kann. Das Ventil 466 weistίο Pressure fluid supplied by a pump P ₂ which is connected to the chamber through a valve 466. The portion of the bore 468 which connects the second chamber 452 to the third chamber 454 is provided with a liquid seal so that the chambers 452 and 454 are isolated from one another. By adjusting the valve 466, the pressure in the lower chamber 454 can be chosen at will so that the position of the percussion piston 456 can be controlled independently. The valve 466 has

ao einen ausreichenden Widerstand auf, um die Pumpe von den alternierenden Druckveränderungen in der Kammer 454 zu isolieren. Der Schlagkolben hat eine Resonanzfrequenz, die durch die Viskosität der Flüssigkeit in der oberen Kammer 450 und in der unteren Kammer 454 und durch seine Masse bestimmt wird.ao sufficient resistance to the pump from the alternating pressure changes in the Isolate chamber 454. The percussion piston has a resonance frequency that is determined by the viscosity of the liquid in the upper chamber 450 and in the lower chamber 454 and is determined by its mass.

In Fig. 15 ist eine Ausführungsform dargestellt, die eine andere Einrichtung zum Antrieb des Schlagkolbens im Gegentakt und zur Herstellung seiner Gleichgewichtsstellung aufweist. Der Schlagkolben 470 enthält ein Vierwegventil, welches das Werkzeug auf eine Art der Schwingung beschränkt, in ähnlicher Weise, wie in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben wurde. Während im Falle der Fig. 12 die einzige Art der Schwingung durch die Einführung ortsfester Strömungswiderstände in die obere Arme eines Brükkenkreislaufs erzielt wurde, wird in Fig. 15 die identische Beschränkung in einem Brückenkreislauf erzielt, in welchem alle Arme veränderliche Widerstände aufweisen.In Fig. 15 an embodiment is shown, the other device for driving the percussion piston in push-pull and for producing its Having equilibrium position. The percussion piston 470 contains a four-way valve that controls the tool limited to one type of vibration, in a similar manner as described in connection with FIG would. Whereas in the case of FIG. 12 the only type of oscillation is fixed by the introduction Flow resistances in the upper arms of a bridge circuit was achieved, is identical in Fig. 15 Constraint achieved in a bridge circuit in which all arms have variable resistances exhibit.

Das Vierwegventil weist zwei Abflachungen 472 und 474 auf, welche durch eine dazwischenliegende Nut 476 getrennt sind und an obere und untere Nuten 478 und 480 angrenzen. Ein Einlaß 482 steht über obere und untere Durchlässe 484 und 486 mit den oberen und unteren Kammern 488 und 490 in Verbindung. Die oberen und unteren Enden des Schlagkolbens 470 ragen in die oberen und unteren Kammern 488 und 490 hinein. Die Kompressibilität der in den Kammern 488 und 490 befindlichen Flüssigkeit und die Masse des Schlagkolbens 470 bestimmen seine Resonanzfrequenz.The four-way valve has two flats 472 and 474, which by an intermediate Groove 476 are separate and adjoin upper and lower grooves 478 and 480. An inlet 482 protrudes upper and lower passages 484 and 486 communicate with upper and lower chambers 488 and 490. The upper and lower ends of the percussion piston 470 protrude into the upper and lower chambers 488 and 490 into it. The compressibility of the liquid in chambers 488 and 490 and the mass of the percussion piston 470 determine its resonance frequency.

Die Verbindung zwischen dem Einlaß 482 und den unteren und oberen Durchlässen 484 und 486 wird durch ringförmige öffnungen 492 und 494 veränderliehen Querschnitts hergestellt. Diese öffnungen 494 und 492 werden durch die unteren und oberen Kanten der Abflachungen 472 und 474 sowie durch die unteren und oberen Kanten der Nuten 496 und 498 begrenzt. Die Länge dieser Nuten 496 und 498 ist, gemessen in der Richtung der Längsachse des Gehäuses, gleich der Länge der Abflachungen 472 und 474.Communication between inlet 482 and lower and upper passages 484 and 486 is established by means of annular openings 492 and 494 Cross-section made. These openings 494 and 492 are through the lower and upper edges the flats 472 and 474 and through the lower and upper edges of the grooves 496 and 498 limited. The length of these grooves 496 and 498, measured in the direction of the longitudinal axis of the housing, equal to the length of the flats 472 and 474.

Zwei weitere Durchlässe 500 und 502 sind für die Abführung der Flüssigkeit aus den Kammern durch die Auslaßöffnungen 504 und 506 vorgesehen. Die Durchlässe sind von den oberen und unteren Kanten der Abflachungcn 472 und 474 bzw. den oberen und unteren Kanten der Nuten 496 und 498 begrenzt.Two further passages 500 and 502 are for the discharge of the liquid from the chambers through the outlet ports 504 and 506 are provided. The passages are from the top and bottom edges of the flattenings 472 and 474 or the upper and lower edges of the grooves 496 and 498.

Eine Pumpe 508 hat Zuführungs- und Rückflußverbindungen mit dem Einlaß 482 und den Durchlässen 500 und 502.A pump 508 has supply and reflux connections with inlet 482 and passages 500 and 502.

Wenn sich der Schlagkolben 470 während der Schwingung nach unten verschiebt, ist die Zuführungsöffnung 494 zur unteren Kammer 490 geöffnet, während die Auslaßöffnung 506 aus der unteren Kammer 490 geschlossen ist. Gleichzeitig ist die Auslaßöffnung 504 aus der oberen Kammer 488 geöffnet, während die entsprechende Zuführungsöffnung 492 geschlossen ist. Wenn sich der Schlagkolben hingegen nach oben verschiebt, ist die Zuführungsöffnung 494 zur unteren Kammer 490 geschlossen, während die Auslaßöffnung 506 aus der unteren Kammer 490 geöffnet ist. Gleichzeitig ist die Auslaßöffnung 504 aus der oberen Kammer 488 geschlossen, während die entsprechende Zuführungsöffnung 492 geöffnet ist. Demgemäß ist während eines Halbzyklus nur die Zuführungsöffnung in einer Kammer und die Auslaßöffnung aus der anderen Kammer geöffnet. Die einzige Verbindung zwischen den Kammern 488 und 490 ist daher durch:When the percussion piston 470 moves downward during the oscillation, the feed opening is 494 to the lower chamber 490 opened, while the outlet port 506 from the lower Chamber 490 is closed. At the same time, the outlet port 504 from the upper chamber 488 is open, while the corresponding feed opening 492 is closed. If, on the other hand, the percussion piston shifts upwards, the feed opening 494 to the lower chamber 490 is closed, while the Outlet port 506 from lower chamber 490 is open. At the same time, the outlet port 504 is off of the upper chamber 488 is closed while the corresponding feed opening 492 is open. Accordingly, only the supply port and the outlet port are in one chamber during a half cycle opened from the other chamber. The only connection between chambers 488 and 490 is therefore by:

a) die Auslaßöffnung, die mit einer der Kammern wirksam verbunden ist,a) the outlet opening which is operatively connected to one of the chambers,

b) das zugehörige Pumpsystem undb) the associated pumping system and

c) die Zuführungsöffnung, die dann mit der anderen Kammer wirksam verbunden ist.c) the feed opening, which is then operatively connected to the other chamber.

Die Kammern 488 und 490 sind daher durch die großen Widerstände der Zuführungs- und Auslaßöffnung voneinander isoliert. Der einzige Freiheitsgrad für die Schwingung wird somit durch die Masse des Schlagkolbens 470 und die Kompressibilität der in den oberen und unteren Kammern befindlichen Flüssigkeit bestimmt.The chambers 488 and 490 are therefore due to the large resistances of the inlet and outlet openings isolated from each other. The only degree of freedom for the oscillation is thus determined by the mass of the Percussion piston 470 and the compressibility of the liquid in the upper and lower chambers definitely.

Das im Schlagkolben 470 angeordnete Vierwegventil bildet auch einen Brückenkreislauf für die ständige oder direkte Flüssigkeitsströmung durch das Werkzeug, welcher die Stellung des Ventils steuert und es in einer Gleichgewichtsstellung zentriert, wenn die Kanten der Gehäusenuten 496 und 498 mit den Kanten der Abflachungen 472 und 474 ausgerichtet sind. Wenn daher beispielsweise die auf den Schlagkolben infolge wiederholten Aufschiagens auf den Amboß einwirkenden Reaktionskräfte trachten, den Schlagkolben 470 nach oben zu verschieben, wird die Zuführungsöffnung 472 in die obere Kammer während eines größeren Teils der Schwingungsperiode geöffnet sein als die zugehörige Auslaßöffnung 504. Der durch diese öffnung geleistete Widerstand nimmt daher ab. Infolgedessen verändert sich der durchschnittliche Druck in der oberen Kammer 488 in der Richtung des Zuführungsdrucks der Pumpe 508. Gleichzeitig wird die Zuführungsöffnung 494 in die untere Kammer 490 während eines kleineren Teils der Schwingungsperiode geöffnet sein als die zugehörige Auslaßöffnung 506. Der effektive Widerstand der öffnung 494 nimmt daher zu. Infolgedessen verändert sich der durchschnittliche Druck in der unteren Kammer 490 in Richtung des Auslaßdrucks an der Saugseite der Pumpe 508.The four-way valve arranged in the percussion piston 470 also forms a bridge circuit for the permanent or direct fluid flow through the tool which controls the position of the valve and centered it in an equilibrium position when the edges of the housing grooves 496 and 498 match the Edges of flats 472 and 474 are aligned. So if, for example, the one on the percussion piston as a result of repeated impact on the anvil reaction forces seek, the Moving the percussion piston 470 upwards, the feed opening 472 into the upper chamber during a greater part of the period of oscillation than the associated outlet opening 504. The The resistance offered by this opening therefore decreases. As a result, the average changes Pressure in the upper chamber 488 in the direction of the delivery pressure of the pump 508. At the same time, the feed opening 494 into the lower chamber 490 during a smaller part of the period of oscillation than the associated outlet port 506. The effective resistance the opening 494 therefore increases. As a result, the average pressure in the lower one changes Chamber 490 in the direction of the outlet pressure on the suction side of the pump 508.

Der erhöhte durchschnittliche Druck in der oberen Kammer 488 und der verringerte durchschnittliche Druck, der von dem Ungleichgewicht des durch die öffnungen gebildeten Brückenkreislaufs herrührt, wirken auf den Schlagkolben 470 ein und drücken ihn nach unten in die Gleichgewichtsstellung.The increased average pressure in upper chamber 488 and the decreased average Pressure resulting from the imbalance of the bridge circuit formed by the openings, act on the percussion piston 470 and push it down into the equilibrium position.

Der Schlagkolben 470 wird infolge der Strömung durch die Zuführungs- und Auslaßöffnungen von positiven und negativen Dämpfungskräften beeinflußt. Die Auslaßströmung durch die öffnungen 504 und 506 bewirkt eine negative Dämpfung des Schlagkolbens infolge der Übertragung der lebendigen Kraft von der Flüssigkeit auf den Schlagkolben, wenn die Flüssigkeit durch die ringförmigen Bereiche rund um die Nuten 478 und 480 hindurchgeht. Die Zuführungsströmung durch die öffnungen 492 und 494 bewirkt eine positive Dämpfung infolge der Übertragung der lebendigen Kraft von der Flüssigkeit auf den Schlagkolben, wenn die Flüssigkeit durch den kreisförmigen Bereich rund um die Nut 476 hindurchgeht. Damit die negative Dämpfung die positive Dämpfung übersteigt und dadurch die selbst schwingende Wirkung des Werkzeuges unterstützt, ist es wünschenswert, die oberen und unteren Nuten 478 und 480 länger als die dazwischenliegende Nut 476 zu machen, da-The percussion piston 470 is due to the flow through the inlet and outlet openings of influences positive and negative damping forces. The outlet flow through openings 504 and 506 causes negative damping of the percussion piston as a result of the transmission of the living force from the liquid on the percussion piston when the liquid passes through the annular areas around the Grooves 478 and 480 passes therethrough. The supply flow is effected through the openings 492 and 494 positive damping due to the transfer of living force from the liquid to the percussion piston, when the liquid passes through the circular area around the groove 476. In order to the negative damping exceeds the positive damping and thereby the self-oscillating effect of the tool, it is desirable to make the upper and lower grooves 478 and 480 longer than to make the intermediate groove 476, there-

ao mit die Abstände der Auslaßöffnungen 504 und 506 von den Achsen der Durchlässe 500 und 502 in der Richtung der Längsachse des Gehäuses größer sind als die Abstände von der Achse des Einlasses 482 in der Richtung der Längsachse des Gehäuses zu den Zuführungsöffnungen 492 und 494.ao with the distances of the outlet openings 504 and 506 from the axes of the passages 500 and 502 in FIG The direction of the longitudinal axis of the housing are greater than the distances from the axis of the inlet 482 in FIG the direction of the longitudinal axis of the housing to the feed openings 492 and 494.

Ein Amboß 510, ähnlich dem Amboß 428 (Fig. 12), kann vorgesehen sein, um die im Schlagkolben gespeicherte Energie auf eine Last zu übertragen, z. B. auf eine Erdschicht.An anvil 510, similar to anvil 428 (Fig. 12), may be provided around the percussion piston transferring stored energy to a load, e.g. B. on a layer of earth.

Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform mit einem Gehäuse 512 mit Kammern 514, 516 und 518. Ein Schlagkolben 520 ist in einer Bohrung angeordnet. Ein Zentrierkreislauf 522 steuert seine Stellung und stellt seine Gleichgewichtsstellung her. Die untere Kammer 518 und die mittlere Kammer des Zentrierkreislaufs 522 sind über einen Durchlaß 524 miteinander verbunden. Eine Verengung 526 in diesen Durchlaß bildet einen Widerstand, welcher zusammen mit der Kompressibilität der in der Kammer 518 befindlichen Flüssigkeit eine Zeitkonstante bestimmt, die im Vergleich zur Periode der Schwingungsfrequenz drei- bis zehnmal langer ist. Demgemäß spricht der Zentrierkreislauf auf die Schwingungsfrequenz des Schlagkolbens nicht an, sondern nur auf verhältnismäßig geringe Veränderungen seiner Stellung.Fig. 16 shows an embodiment with a Housing 512 with chambers 514, 516 and 518. A percussion piston 520 is arranged in a bore. A centering circuit 522 controls its posture and establishes its equilibrium position. The lower one Chamber 518 and the middle chamber of the centering circuit 522 are connected to one another via a passage 524 connected. A constriction 526 in this passage forms a resistance which together determines a time constant with the compressibility of the liquid in the chamber 518, which is three to ten times longer compared to the period of the oscillation frequency. Accordingly speaks the centering circuit does not depend on the oscillation frequency of the percussion piston, but only on a proportionate basis minor changes in his position.

Das Werkzeug enthält die Pumpen P₁ und P₂. Die Pumpe P₁ liefert die Druckflüssigkeit zum Antrieb des Schlagkolbens 520, und die Pumpe P₂ bewirkt die Strömung durch den Zentrierkreislauf und in die untere Kammer 518. Ein Amboß 528 ist vorgesehen, der dem in Fig. 12 gezeigten ähnlich ist.The tool contains pumps P ₁ and P ₂ . Pump P ₁ supplies the pressurized fluid to drive percussion piston 520, and pump P ₂ provides flow through the centering circuit and into lower chamber 518. An anvil 528 is provided which is similar to that shown in FIG.

F i g. 17 veranschaulicht eine Ausführungsform mit einem anderen Schlagkolben 530 und eine andere Einrichtung zum Zuführen der Druckflüssigkeit in die Kammern 532, 534, 536 und in den Zentrierkreislauf 538.F i g. 17 illustrates one embodiment with a different impact piston 530 and another Device for feeding the pressure fluid into the chambers 532, 534, 536 and into the centering circuit 538

Der Schlagkolben 530 weist ein oberes Ende 540 mit verringertem Durchmesser auf. Die Kante dieses oberen Endes und die in der Bohrung zwischen den ersten und zweiten Kammern 532 und 534 ausgebildete Ventileinrichtung bilden eine öffnung 542 von veränderlichem Querschnitt. Das untere Ende 544 des Schlagkolbens weist gegenüber der unteren Kammer 536 einen Querschenitt auf, der ungefähr das Doppelte des Querschnitts des oberen Endes 540 beträgt. Diese Einrichtung zum Zuführen der Druckflüssigkeit weist den Vorteil auf, daß nur eine einzige Pumpe P₁ verwendet wird, welche die Flüssigkeit inThe percussion piston 530 has an upper end 540 with a reduced diameter. The edge of this upper end and the valve device formed in the bore between the first and second chambers 532 and 534 form an opening 542 of variable cross section. The lower end 544 of the percussion piston has a cross section opposite the lower chamber 536 which is approximately twice the cross section of the upper end 540. This device for supplying the pressure fluid has the advantage that only a single pump P ₁ is used, which the fluid in

die untere Kammer des Zentrierkreislaufs 538 und in die erste Kammer 532 fördert. Ein Rückfluß zur Pumpe wird durch Durchlässe aus der oberen Kammer des Zentrierkreislaufs und aus der zweiten oder Auslaßkammer 534 gebildet. Da der durchschnittliche Druck in der dritten Kammer infolge der Druckteilerwirkung des Zentrierkreislaufs die Hälfte des Zuführungsdrucks der Pumpe P₁ beträgt, ist die auf den Schlagkolben 530 wirkende aufwärts gerichtete Kraft gleich der auf den Schlagkolben wirkenden abwärts gerichteten Kraft infolge des vollen Zuführungsdrucks in der ersten Kammer 532, nachdem der Querschnitt des oberen Endes 540 des Schlagkolbens die Hälfte des Querschnitts von dessen unterem Ende 544 beträgt. the lower chamber of the centering circuit 538 and into the first chamber 532 promotes. Backflow to the pump is established through passages from the upper chamber of the centering circuit and from the second or outlet chamber 534 . Since the average pressure in the third chamber due to the pressure splitting effect of the centering circuit is half the supply pressure of pump P ₁ , the upward force acting on the percussion piston 530 is equal to the downward force acting on the percussion piston due to the full supply pressure in the first chamber 532 after the cross section of the upper end 540 of the percussion piston is half the cross section of its lower end 544 .

Ein Sammler 546 steht mit der zweiten Kammer 534 in Verbindung, um die Druckveränderung in dieser Kammer infolge der Pumpwirkung der Schulter zu verringern, die zwischen dem einen verringerten Durchmesser aufweisenden Ende 540 des Schlagkol- ao bens und dessen Hauptteil gebildet ist.A collector 546 communicates with the second chamber 534 to reduce the pressure change in that chamber due to the pumping action of the shoulder formed between the reduced diameter end 540 of the percussion piston and its main part.

In F i g. 18 ist eine Ausführungsform mit einem Gehäuse 548 mit Kammern dargestellt, die jenen des Gehäuses 512 (F i g. 16) ähnlich sind. Es ist jedoch ein Schlagkolben 550 vorgesehen, welcher durch einen Bohrungsteil 552 im unteren Ende 554 des Gehäuses 548 hindurchgeht. Eine Flüssigkeitsdichtung 556 verhindert den Austritt von Druckflüssigkeit aus der unteren Kammer in das Gehäuse 548. In Fig. 18, there is shown an embodiment having a housing 548 with chambers similar to those of housing 512 (FIG. 16). However, a percussion piston 550 is provided which passes through a bore portion 552 in the lower end 554 of the housing 548 . A fluid seal 556 prevents pressurized fluid from escaping from the lower chamber into the housing 548.

Am unteren Ende 554 des Gehäuses 548 ist mit Bolzen 560 ein Gehäuse 558 befestigt. Dieses Gehäuse weist eine Bohrung auf, in welche das untere Ende 551 des Schlagkolbens 550 eingreift. Das obere Ende 564 eines Ambosses 566 erstreckt sich in die Bohrung des Gehäuses 558 und wird in dieser im Abstand vom unteren Ende 551 des Schlagkolbens 550 durch einen Flansch 568 gehalten, der sich in der Richtung der Längsachse des Gehäuses 558 bewegen kann, da er in einer zylindrischen Kammer 570 angeordnet ist. Die Bewegung des Ambosses 556 wird durch die oberen und unteren Flächen der Kammer 570 und die oberen und unteren Seiten des Flansches 568 begrenzt. A housing 558 is attached to the lower end 554 of the housing 548 with bolts 560. This housing has a bore into which the lower end 551 of the percussion piston 550 engages. The upper end 564 of an anvil 566 extends into the bore of the housing 558 and is held in this at a distance from the lower end 551 of the percussion piston 550 by a flange 568 which can move in the direction of the longitudinal axis of the housing 558 , since it is in a cylindrical chamber 570 is arranged. Movement of the anvil 556 is limited by the top and bottom surfaces of the chamber 570 and the top and bottom sides of the flange 568.

Fig. 19 veranschaulicht eine Ausführungsform mit einem Gehäuse 572 und einem Schlagkolben 574. Der Schlagkolben 574 ist jedoch am unteren Ende 577 mit einem Fuß 576 versehen.19 illustrates an embodiment with a housing 572 and an impact piston 574. However, the impact piston 574 is provided with a foot 576 at the lower end 577.

Am unteren Ende des Gehäuses 572 ist durch Bolzen 580 ein weiteres Gehäuse 578 befestigt. Das Gehäuse 578 weist einen Bohrungsteil 582 mit großem Durchmesser und einem Bohrungsteil 584 mit kleinem Durchmesser auf. In dem Bohrungsteil 582 mit großem Durchmesser ist ein schalenförmiger Schuh 586 verschiebbar angeordnet. Das obere Ende eines Ambosses 588 geht durch den Bohrungsteil 584 mit kleinem Durchmesser hindurch und ist in den Schuh 586 eingeschraubt. Das untere Ende 577 des Schlagkolbens 574 geht durch eine Bohrung 587 im oberen Ende des Schuhs 586 hindurch, deren Durchmesser kleiner ist als jener des Vorsprunges 576. Der Schuh 586 ist kürzer als der Bohrungsteil 582. Another housing 578 is attached to the lower end of the housing 572 by bolts 580. The housing 578 has a large diameter bore portion 582 and a small diameter bore portion 584. A cup-shaped shoe 586 is slidably disposed in the large diameter bore part 582. The upper end of an anvil 588 passes through the small diameter bore portion 584 and is screwed into the shoe 586. The lower end 577 of the percussion piston 574 passes through a bore 587 in the upper end of the shoe 586 , the diameter of which is smaller than that of the projection 576. The shoe 586 is shorter than the bore part 582.

Wenn im Betrieb das Gehäuse 572 gesenkt wird, so daß die Bohrschneide am unteren Ende des Ambosses 588 auf die Erdschicht auftrifft, wird sich der Schuh 586 nach oben bewegen, bis seine Bewegung in der dargestellten Weise durch den Boden des Gehäuses 572 begrenzt wird. Die Abstände zwischen dem Vorsprung 576 und dem oberen Ende der Bohrung 587 im Schuh bzw. zwischen dem Vorsprung 576 und dem oberen Ende des Ambosses 588 sind derart bemessen, daß der Boden des Vorsprunges 576 auf den Amboß aufschlägt. Der Abstand zwischen dem oberen Ende des Vorsprunges und dem oberen Ende der Bohrung 587 ist größer als die obere Grenze der Bewegung des Vorsprunges 576. Das Amboßsystem wird daher in der Richtung nach unten angetrieben. Das System kann nach oben angetrieben werden, indem das Gehäuse relativ zum Amboß 588 aufwärts bewegt wird. Der Boden des Schuhs 586 liegt dann gegen den Boden der Bohrung 582 an und die obere Seite des Vorsprunges schlägt gegen das obere Ende der Bohrung 582. Zwischen dem oberen Ende des Ambosses und dem unteren Ende des Vorsprunges ist genügend Abstand gelassen, um einen Aufschlag zwischen ihnen zu verhindern. Wenn der Amboß in einem Loch steckt, wird der nach oben gerichtete Aufschlag angewendet, um den Amboß aus dem Loch frei zu machen.In operation, when the housing 572 is lowered so that the bit hits the soil at the lower end of the anvil 588 , the shoe 586 will move upward until its movement is limited by the bottom of the housing 572 as shown. The distances between the projection 576 and the upper end of the bore 587 in the shoe or between the projection 576 and the upper end of the anvil 588 are dimensioned such that the bottom of the projection 576 strikes the anvil. The distance between the top of the protrusion and the top of the bore 587 is greater than the upper limit of movement of the protrusion 576. The anvil system is therefore driven in the downward direction. The system can be propelled upwardly by moving the housing upward relative to the anvil 588. The bottom of the shoe 586 then rests against the bottom of the bore 582 and the top of the protrusion strikes the top of the bore 582. Sufficient clearance is left between the top of the anvil and the bottom of the protrusion for an impact between to prevent them. If the anvil is stuck in a hole, the upward impact is used to free the anvil from the hole.

F i g. 20 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der das untere Ende 591 des Schlagkolbens 592 sich durch das untere Ende des Gehäuses 594 des Schlagwerkzeuges 590 nach außen erstreckt. Das Werkzeug ist zur Verwendung als Pfahltreiber mittels eines Gehäuses 596 geeignet, das am unteren Ende des Gehäuses 594 befestigt wird. Das Gehäuse weist eine Bohrung 598 auf, die einen Pfahl 600 aufnimmt. Ein Flansch 602 bildet einen Anschlag, um das Gehäuse relativ zum Schlagkolben 592 derart anzuordnen, daß der Pfahl während eines Teils der Schwingung des Schlagkolbens 592 beaufschlagt wird.F i g. 20 illustrates an embodiment in which the lower end 591 of the impact piston 592 extends outwardly through the lower end of the housing 594 of the impact tool 590. The tool is suitable for use as a pile driver by means of a housing 596 which is attached to the lower end of the housing 594. The housing has a bore 598 that receives a post 600. A flange 602 forms a stop in order to arrange the housing relative to the percussion piston 592 in such a way that the pile is acted upon during part of the oscillation of the percussion piston 592.

Fig. 21 veranschaulicht eine Ausführungsform ebenfalls zum Eintreiben eines Pfahls 604 mit einem Gehäuse 606 mit einer oberen Kammer 608, einer zweiten Kammer 610 und einer Hauptkammer 612. Ein Schlagkolben 614 ist in der Hauptkammer 612 angeordnet. Der Schlagkolben 614 ist mit einem Kolben 616 versehen, welcher die Hauptkammer in einen oberen Abschnitt 618 und einen unteren Abschnitt 620 teilt. Eine Stange 622 ist in einer Bohrung 624 angeordnet. Die Stange 622 bildet einen Teil des Schlagkolbens 614. Vom oberen Ende der Stange 622 erstreckt sich eine Stange 626 mit einem kleineren Durchmesser durch eine Bohrung mit einem kleineren Durchmesser in die Kammer 610. Das obere Ende der Stange 626 ist so angeordnet, daß es mit der durch das obere Ende 628 der Kammer 610 gebildeten Kante ausgerichtet ist, wenn sich der Schlagkolben 614 in Gleichgewicht befindet. Eine Stange 630, die einen etwas kleineren Durchmesser als die Stange 622 aufweist und die einen Teil des Schlagkolbens bildet, geht durch eine abgedichtete Bohrung 632 im unteren Ende des Gehäuses 606 hindurch. Das untere Ende der Stange 630 erstreckt sich in ein dem Gehäuse 596 (F i g. 20) ähnliches Gehäuse 634, das einen Flansch 636 enthält, welcher das obere Ende des Pfahls relativ zum Schlagkolben 616 ausrichtet. Die Differenz der Querschnitte zwischen der oberen Seite und der unteren Seite des Kolbens 616 (infolge der verschiedenen Durchmesser der Stangen 626 und 630) ist gleich dem Querschnitt am Ende der Stange 626. Diese Differenz der Querschnitte spielt eine Rolle bei der Steuerung der Gleichgewichtsstellung des Schlagkolbens 616, wie nachstehend genauer erklärt wird.21 illustrates an embodiment also for driving a pile 604 having a housing 606 with an upper chamber 608, a second chamber 610 and a main chamber 612. A percussion piston 614 is arranged in the main chamber 612 . The percussion piston 614 is provided with a piston 616 which divides the main chamber into an upper section 618 and a lower section 620. A rod 622 is disposed in a bore 624. The rod 622 forms part of the percussion piston 614. From the upper end of the rod 622 , a rod 626 of a smaller diameter extends through a bore of a smaller diameter into the chamber 610. The upper end of the rod 626 is arranged to be with the edge formed by the upper end 628 of the chamber 610 is aligned when the percussion piston 614 is in equilibrium. A rod 630, which has a slightly smaller diameter than the rod 622 and which forms part of the percussion piston, passes through a sealed bore 632 in the lower end of the housing 606 . The lower end of the rod 630 extends into a housing 634 similar to the housing 596 (FIG. 20) that contains a flange 636 that aligns the upper end of the post relative to the percussion piston 616. The difference in cross-sections between the top and bottom of piston 616 (due to the different diameters of rods 626 and 630) is equal to the cross-section at the end of rod 626. This difference in cross-sections plays a role in controlling the equilibrium of the percussion piston 616, as explained in more detail below.

Ein Schwingungserzeuger und Verstärker 638 steht über die Durchlässe 640 und 642 mit den oberen und unteren Abschnitten 618 und 620 der Kammer 612 inA vibrator and amplifier 638 communicates via passages 640 and 642 with the upper and lower sections 618 and 620 of chamber 612 in FIG

Verbindung. Der Schwingungserzeuger und Verstärker 638 besteht aus einem Gehäuse 644 mit mehreren Kammern, welche zusammen mit einem Spindelventil 646 ein Schwingungssystem bilden. Das Spindelventil und die zwischen den Kammern ausgebildeten Ventileinrichtungen begrenzen Ventilöffnungen zum Messen der Flüssigkeitsströmung aus einer Pumpe P in die Verstärkerkammer 648 des Gehäuses und über ein Ventil V in die Kammern 650 und 652 des Schwingungserzeugers. Auslaßkammern 654 und 656, in welchen die Flüssigkeit aus den Kammern des Schwingungserzeugers und Verstärkers durch das Spindelventil gemessen wird, sind mit den Kammerabschnitten 618 und 620 verbunden. Demgemäß wird Flüssigkeit, die bei der Resonanzfrequenz des Schwingungserzeugers und Verstärkers 638 eine alternierende Strömungskomponente aufweist, in die Kammer 612 eingeführt. Die Masse des Schlagkolbens 616 und die Kompressibilität der Flüssigkeit in den Abschnitten 618 und 620 weisen die gleiche Resonanzfrequenz auf wie der Schwingungserzeuger und Verstärker 638. Demgemäß wird der Schlagkolben 616 durch die Flüssigkeit in der Kammer 612 in Schwingung versetzt. Ein Stutzen 647 ist vorgesehen, um das Volumen der Kammer 652 einzustellen.Connection. The vibration generator and amplifier 638 consists of a housing 644 with several chambers which, together with a spindle valve 646, form a vibration system. The spindle valve and the valve devices formed between the chambers limit valve openings for measuring the flow of liquid from a pump P into the booster chamber 648 of the housing and via a valve V into the chambers 650 and 652 of the vibrator. Outlet chambers 654 and 656, in which the liquid from the chambers of the vibrator and amplifier is measured by the spindle valve, are connected to the chamber sections 618 and 620. Accordingly, liquid having an alternating flow component at the resonant frequency of vibrator and amplifier 638 is introduced into chamber 612. The mass of the percussion piston 616 and the compressibility of the liquid in the sections 618 and 620 have the same resonance frequency as the vibrator and amplifier 638. Accordingly, the percussion piston 616 is caused to vibrate by the liquid in the chamber 612. A port 647 is provided to adjust the volume of the chamber 652.

Die Gleichgewichtsstellung des Schlagkolbens 616 wird durch einen Zentrierkreislauf bestimmt, der die Kammern 608 und 610 umfaßt. Flüssigkeit aus einer Pumpe 658 wird in die Kammer 608 über einen Durchlaß 660 eingeführt, der einen hohen akustischen Widerstand aufweist, um die Pumpe von Druckveränderungen bei der Schwingungsfrequenz des Schlagkolbens 616 zu isolieren. Der konstante Druck in der Kammer 608 wird durch die Pumpe 658 geliefert, so daß die abwärts gerichtete Kraft am oberen Ende der Stange 606 die auf die Stange einwirkende aufwärts gerichtete Kraft ausgleicht infolge der Differenz der Querschnitte der oberen und unteren Stangen 622 und 630, wie oben erklärt wurde. Wenn sich der Schlagkolben 616 aus seiner Gleichgewichtsstellung bewegt, wird die Flüssigkeit durch die öffnungen 628 gemessen, so daß der Druck in der Kammer 608 entweder zunimmt oder abnimmt, um auf den Schlagkolben 616 nicht im Gleichgewicht stehende Kräfte zur Einwirkung zu bringen, welche ihn in die Gleichgewichtsstellung zurückführen.The equilibrium position of the percussion piston 616 is determined by a centering circuit, which the Chambers 608 and 610 included. Liquid from a pump 658 is fed into the chamber 608 via a Passage 660 is introduced, which has a high acoustic resistance to protect the pump from pressure changes at the vibration frequency of the percussion piston 616 to isolate. The constant pressure in the Chamber 608 is supplied by pump 658 so that the downward force is at the top of the Rod 606 compensates for the upward force acting on the rod due to the difference in Cross-sections of the upper and lower bars 622 and 630 as explained above. If the The percussion piston 616 is moved out of its equilibrium position, the liquid is passed through the openings 628 measured so that the pressure in chamber 608 either increases or decreases to act on the percussion piston 616 forces which are not in equilibrium to act, which bring him into the equilibrium position lead back.

In Fig. 23 ist noch ein Schlagwerkzeug670 dargestellt, das dem nach F i g. 16 ähnlich ist, indem es ein Gehäuse 672 mit Kammern 674, 676 und 678 aufweist. Ein in Fig. 23 schematisch dargestellter Zentrierkreislauf 680 ist ebenfalls vorgesehen. Im Gehäuse ist ein Schlagkolben 682 angeordnet, der unter dem Druck einer Flüssigkeit schwingt, welche mit der Resonanzfrequenz zugeführt wird, die durch die Kompressibilität der Flüssigkeit in der ersten und dritten Kammer 674 und 678 sowie durch die Masse des Schlagkolbens 682 bestimmt wird. Ein Amboß 684 ist mit einem Bohrstahl 686 und einer Bohrschneide versehen.In Fig. 23 another striking tool 670 is shown, that according to FIG. 16 in that there is a housing 672 with chambers 674, 676 and 678 having. A centering circuit 680, shown schematically in FIG. 23, is also provided. In the case a percussion piston 682 is arranged, which vibrates under the pressure of a liquid which with the Resonance frequency is supplied by the compressibility of the liquid in the first and third chamber 674 and 678 as well as by the mass of the percussion piston 682 is determined. An anvil 684 is provided with a drill steel 686 and a drill bit.

Der Amboß weist ein Gehäuse 688 auf, durch dessen unteres Ende der Bohrstahl 686 hindurchgeht. Eine Flüssigkeitsdichtung ist vorgesehen, um den Austritt von Flüssigkeit aus der Kammer 690 des Gehäuses längs des Bohrstahls 686 zu verhindern. Diese Kammer weist zylindrische Form auf und ist am oberen Ende durch einen Kolben 692 abgedichtet. Das obere Ende 694 des Kolbens liegt dem unteren Ende des Schlagkolbens 682 gegenüber und im Abstand von diesem. Das Ende 694 kann wiederholte Impulse des Schlagkolbens bei jedem Zyklus der Schwingung aufnehmen. Aufs dem äußeren Umfang des Kolbens kann eine Flüssigkeitsdichtung vorgesehen sein, um den Austritt von Flüssigkeit aus der Kammer durch einen Zwischenraum zu verhindern, der zwischen dem äußeren Umfang des Kolbens und der Wand der Kammer vorhanden sein könnte.The anvil has a housing 688 through the lower end of which the drill steel 686 passes. A liquid seal is provided to prevent liquid from exiting chamber 690 of the housing along the drill steel 686 to prevent. This chamber has a cylindrical shape and is at the top End sealed by a piston 692. The upper end 694 of the piston is at the lower end of the percussion piston 682 opposite and at a distance from this. The end 694 can have repeated pulses of the percussion piston with each cycle of the oscillation. On the outer circumference of the piston A liquid seal may be provided to prevent liquid from escaping from the chamber to prevent a gap between the outer periphery of the piston and the wall of the Chamber could be present.

Die in der Kammer 690 enthaltene Flüssigkeit ist zweckmäßig eine hydraulische Flüssigkeit, als welche Silikonöl bevorzugt wird. Die hydraulische Flüssigkeit weist eine Ablenkungscharakteristik auf, die jener einer nichtlinearen Feder entspricht. Diese Charakteristik ist ähnlich jener, welche durch die mit einer vollen Linie dargestellte Kurve der F i g. 22 (c) gezeigt ist. Wie nachstehend erklärt wird, können auch andere Formen erhalten werden. Mit anderen Worten, die Bewegung des Bohrstahls 686 wird bei einem Aufschlag des Schlagkolbens 682 der vorstehend erwähnten Kurve folgen.The liquid contained in the chamber 690 is suitably a hydraulic liquid, as which Silicone oil is preferred. The hydraulic fluid has a deflection characteristic that is corresponds to a non-linear spring. This characteristic is similar to that obtained by those with a full line curve of FIG. 22 (c). As will be explained below, can also other shapes can be obtained. In other words, the movement of the drill steel 686 is at a The impact of the percussion piston 682 follow the curve mentioned above.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen 509 542/306For this purpose 10 sheets of drawings 509 542/306

Claims

Patent claims:

1. Impact tool with a housing with a percussion piston guided in a cylinder bore to act on an anvil or one driven directly by the blows of the piston Working tool, with several pressure medium-connected through the cylinder bore Chambers, with application of the percussion piston via a pressure medium source and with a valve device for controlling the percussion piston, characterized in that the percussion piston (88) and the chambers (74, 78) are designed as a resonator, its in the sound wave range lying frequency due to the mass of the percussion piston (88) and the compressibility of the pressure medium is predetermined in the chambers, the valve device (162 to 168) for controlling the percussion piston (88), surrounding it, between two adjacent chambers (74, 78) and, depending on the pressure medium introduced into one chamber, is designed to discharge the pressure medium from the other chamber.

2. Impact tool according to claim 1, characterized in that one of an elastic Material existing rod (224) between the percussion piston (88) and the one to be applied the anvil (204) formed of the material to be processed is arranged.

3. Impact tool according to claim 2, characterized in that the rod (224) has a compressive strength in the range from one fifth to five times the compressive strength of the one to be machined Material, preferably one with this same compressive strength.

4. Impact tool according to claim 2, characterized in that the rod (224) as a compression spring is trained.

5. Impact tool according to claims 2 to 4, characterized in that a drill bit (228) by means of a solid coupling (230) at one end of the rod (224) is appropriate.

6. Impact tool according to claim 2, characterized in that the rod as one in one Cavity (690) of a housing (688) displaceable piston (684) is formed, which the The end of the cavity facing the percussion piston (682) is closed by a further piston (692) and a pressure medium with a predetermined compressibility in the cavity (690) is included.

7. Impact tool according to claim 6, characterized in that the pressure medium is a silicone oil is.

8. Impact tool according to claim 2, characterized in that the rod (224) has a long one Shaft (324), one end of which is to the percussion piston (312) and the other end to the facing material to be machined, and that in the housing (300) guiding the shaft (324) a further chamber (308) extending transversely to the shaft (324) is provided, which is connected to the pressure medium source connected.

9. Impact tool according to claim 8, characterized in that the chamber (308) with the Pressure medium and the shaft (324) forms an oscillation system whose resonance frequency is above the percussion frequency of the percussion piston (312).

10. Impact tool according to claims 1 to 9, characterized in that the impact piston (88; 312) is supported in the housing by the pressure medium.

11. Impact tool according to claim 1, characterized in that the valve device has a Ring plate (98) contains the percussion piston (88) in the bore (72) between two in the housing (70) surrounding adjacent chambers (74, 76).

12. Impact tool according to claims 1 to 11, characterized in that the valve device is formed from the percussion piston (88) and a bush (158).

13. Impact tool according to claim 12, characterized in that the valve device from two chambers (162, 168) spaced from one another along the percussion piston (88) and an annular groove (188) provided in the percussion piston (88), which is between edges (184, 186) runs in the socket (158) and the distance between the two chambers (162, 168) bridged, and the annular groove (188) for changing the pressure in one chamber (78) in the housing (70) is connected to this.

14. Impact tool according to claim 13, characterized in that the two chambers (162, 168) formed at both ends of the annular groove (188) by two annular grooves in the socket (158) are.

15. Impact tool according to claims 2 to 14, characterized in that the rod (224) is guided through the anvil (204) aligned with the percussion piston (88), which is between the chamber (78) and another chamber (80) extends in the housing (70) and in each Chamber (78, 80) has substantially the same size exposed to the pressure medium surfaces.

16. Impact tool according to claim 15, characterized in that the two chambers (78, 80) are connected to one another via a passage (242).

17. Impact tool according to claims 1 to 16, characterized in that a pressure compensation device (126) is connected to the chamber (76) in the housing (70) facing the pressure medium outlet.

18. Impact tool according to claim 17, characterized in that the pressure compensation device (126) has a housing (128) with a Has chamber, which is connected to the chamber (76) and by a piston (136) in two Sections (138, 140) is divided, wherein the by the piston (136) from the chamber (76) separated section (138) is filled with a pressure medium.

19. Impact tool according to claims 1 to 18, characterized in that in the housing (300) four chambers (302, 304, 306, 308) are provided, the fourth chamber (308) is arranged between the third chamber (306) and one end of the housing (300), the rod formed as a shaft (324) one

the fourth chamber (308) has a flange (340) dividing it into two sections, a passage (342) between the third chamber (306) and that furthest away from the pressure medium inlet fourth chamber (308) is arranged and a further passage (344) from the housing outside is led to the third chamber (306).

20. Impact tool according to claims 1 to 19, characterized in that the chambers in the housing (70; 300) are connected to pumps via housing passages.

21. Impact tool according to claims 1 to 20, characterized in that the valve device with the inclusion of the percussion piston (88) is designed as a three- or four-way valve through which the pressure medium flow can be controlled by means of grooves provided in the surface of the percussion piston (88).