DE1503195A1

DE1503195A1 - Percussion

Info

Publication number: DE1503195A1
Application number: DE19651503195
Authority: DE
Inventors: Kozlov Leonid P
Original assignee: TSNI I PK I PODZEMNOGO I SHAKH
Current assignee: TSNI I PK I PODZEMNOGO I SHAKH
Priority date: 1965-04-10
Filing date: 1965-04-10
Publication date: 1969-02-13

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schlagwerke, bei denen ein Schlagkopf über eine Mitnehmervorrichtung periodisch mit einem Antrieb zusammenwirkt.The present invention relates to striking mechanisms in which a striking head periodically interacts with a drive via a driver device.

Die Schlagwerke dieser Art sind an sich bekannt. Jeder Einzelschlag hat jedoch bei ihnen eine verhältnismäßig kleine Schlagenergie und -leistung. Außerdem werden die während des Betriebes auftretenden dynamischen Belastungen im Augenblick des Zusammentreffens des Schlagkopfes und der Mitnehmervorrichtung auf den Antrieb übertragen, wodurch letzten Endes die Lebensdauer des ganzen Schlagwerkes nachteilig beeinflußt wird.The striking mechanisms of this type are known per se. However, each individual blow has a relatively small impact energy and power. In addition, the dynamic loads occurring during operation at the moment when the impact head and the driver device meet are transferred to the drive, which ultimately has a detrimental effect on the service life of the entire impact mechanism.

Die bekannten druckluftangetriebenen Schlagwerke mit einer nachgiebigen Koppelung des Schlagkopfes mit dem Antrieb oder die mit einer Koppelung derselben Teile mittels eines Nockentriebes oder mittels Druckluft (die sogenannten
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The known compressed air-driven hammer mechanisms with a flexible coupling of the impact head to the drive or those with a coupling of the same parts by means of a cam drive or by means of compressed air (the so-called
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-Druckwerke) weisen ebenfalls eine Reihe von wesentlichen Nachteilen auf, die nachstehend näher erläutert werden.-Printing units) also have a number of significant disadvantages, which are explained in more detail below.

So haben beispielsweise die druckluftangetriebenen Schlagwerke einen niedrigen Wirkungsgrad, was auf die Mengenverluste bei Erzeugung und Beförderung der Druckluft durch die Leitungen zurückzuführen ist. Die Hammer mit einer nachgiebigen Koppelung des Schlagkopfes mit dem Antrieb oder die mit einer Koppelung derselben Teile mittels eines Nockentriebs befriedigen meistensfalls den gestellten Anforderungen auch nicht.For example, impact mechanisms driven by compressed air have a low level of efficiency, which can be attributed to the loss in volume when the compressed air is generated and transported through the lines. The hammers with a resilient coupling of the impact head to the drive or those with a coupling of the same parts by means of a cam drive usually also do not meet the requirements.

Die großen, während des Betriebs auftretenden dynamischen Belastungen beeinflussen weitgehend die Lebensdauer dieser Mechanismen und lassen eine Fortpflanzung der geraden und reflektierten Stoßwellen außerhalb des Schlagkopfes im Augenblick des Schlags nicht vermeiden.The large dynamic loads occurring during operation largely influence the service life of these mechanisms and cannot prevent the straight and reflected shock waves from propagating outside the impact head at the moment of the impact.

Die Schlagenergie und -leistung jeden einzelnen Schlages sind bei diesen Schlagwerken verhältnismäßig niedrig.The impact energy and power of each individual impact are relatively low with these impact mechanisms.

Die bekannten Schlagwerke mit einer pneumatischen Koppelung, bei denen zwischen dem Schlagkopf und einem mit dem Antrieb gekoppelten Übertragungsteil ein Luftpolster vorhanden ist, sind gegenüber den Schlagwerken mit einer nachgiebigen oder denen mit einer Nockentrieb-Koppelung des Schlagbolzens mit dem Antrieb insofern im Vorteil, als sie die dynamischen Belastungen vermeiden und dadurch eine höhere Lebensdauer haben.The known impact mechanisms with a pneumatic coupling, in which there is an air cushion between the impact head and a transmission part coupled to the drive, have an advantage over impact mechanisms with a flexible or those with a cam drive coupling of the firing pin to the drive, as they avoid the dynamic loads and thus have a longer service life.

Die Schlagwerke mit pneumatischer Koppelung sind aber zugleich mit dem wesentlichen Nachteil behaftet, daß sie sich während des Betriebes sehr stark erwärmen. Dieser Übelstand kommt dadurch zustande, daß der Schlagkopf während des Arbeitshubes durch die Wirkung eines Luftpolsters mit ununterbrochen zunehmendem Luftdruck vorangetrieben wird, wobei der Luftdruck um mehrere Zehnmal und die Lufttemperatur bis auf einige Hunderte Grad Celsius ansteigen. Während des Rückzuges des Schlagkopfes wird der Druck im Luftpolster unter den Atmosphärendruck herabgesetzt, so daß der Schlagkopf seinen Rückhub nur unter der Wirkung eines Unterdrucks im Luftpolster gegenüber der Atmosphäre ausführt, der immer kleiner als 1 at ist. Damit wird derThe striking mechanisms with pneumatic coupling are, however, at the same time afflicted with the essential disadvantage that they heat up very strongly during operation. This inconvenience arises from the fact that the impact head is propelled during the working stroke by the action of an air cushion with continuously increasing air pressure, the air pressure increasing by several tens of times and the air temperature rising to a few hundreds of degrees Celsius. During the retraction of the impact head, the pressure in the air cushion is reduced to below atmospheric pressure, so that the impact head only performs its return stroke under the effect of a negative pressure in the air cushion against the atmosphere, which is always less than 1 atm. This becomes the

Schlagzahl pro Zeiteinheit, der Hublänge und der Masse des Schlagkopfes sowie der erreichbaren Schlagenergie eines Einzelschlages eine Grenze gesetzt.Number of blows per unit of time, the stroke length and the mass of the impact head as well as the achievable impact energy of a single impact set a limit.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schlagwerk zu schaffen, das bei einem verhältnismäßig niedrigen Energieverbrauch eine hohe Schlagenergie entwickelt und bei dem eine Einstellung der Schlagenergie in einem weiten Bereich während des Betriebes möglich ist und eine dynamische Beanspruchung des Antriebes im Augenblick des Zusammentreffens des Schlagkopfes mit der Mitnehmervorrichtung vermieden wird.The present invention is based on the object of creating an impact mechanism which develops a high impact energy with a relatively low energy consumption and in which the impact energy can be adjusted over a wide range during operation and dynamic loading of the drive at the moment of the meeting Impact head with the driver device is avoided.

Das erfindungsgemäße Schlagwerk enthält zunächst einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Schlagkopf, der eine hin- und hergehende Bewegung ausführt und periodisch, beim Rückhub, über eine Mitnehmervorrichtung mit einem Antrieb zusammenwirkt. Erfindungsgemäß dient ein Teil des Gehäuseinnenraumes, in dem die Mitnehmervorrichtung und der mit dieser zusammenwirkende Schlagkopfteil (Schlagkopfende) untergebracht sind, als Arbeitskammer, die mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt wird. Die Arbeitskammer wird mit einer zusätzlichen Kammer verbunden, die zur Unterbringung eines elastischen Elementes, beispielsweise eines Druckgases vorgesehen ist. Das elastische Element übt über eine verschiebbare Trennwand einen etwa gleichbleibenden Druck auf die Arbeitsflüssigkeit in der Arbeitskammer, wobei die Arbeitsflüssigkeit dem Schlagkopf eine kinetische Energie erteilt und mit der Mitnehmervorrichtung zusammenwirkt.The percussion mechanism according to the invention initially contains a percussion head arranged within the housing, which performs a reciprocating movement and periodically, during the return stroke, interacts with a drive via a driver device. According to the invention, a part of the housing interior, in which the driver device and the impact head part (impact head end) interacting with it are accommodated, serves as a working chamber which is filled with a working fluid. The working chamber is connected to an additional chamber which is provided to accommodate an elastic element, for example a pressurized gas. The elastic element exerts an approximately constant pressure on the working fluid in the working chamber via a movable partition, the working fluid imparting kinetic energy to the impact head and interacting with the driver device.

Der mit dem Schlagkopf über die Mitnehmervorrichtung zusammenwirkende Antrieb ist mit der letzteren durch einen Kurbeltrieb und eine Antriebsstange gekoppelt.The drive cooperating with the impact head via the driver device is coupled to the latter by a crank mechanism and a drive rod.

Der in die Arbeitskammer hineinragende und mit der Mitnehmervorrichtung zusammenwirkende Schlagkopfteil (Schlagkopfende) hat einen Querschnitt, der größer ist als der Querschnitt des zum Arbeitswerkzeug weisenden Schlagkopfteiles.The impact head part (impact head end) protruding into the working chamber and interacting with the driver device has a cross section which is larger than the cross section of the impact head part facing the working tool.

Die Mitnehmervorrichtung stellt einen am Ende der erwähnten Antriebsstange befestigten Hohlzylinder dar. Der Außendurchmesser des Schlagkopfendes entspricht dem Innendurchmesser der Zylinderbohrung. Der Mitnehmerzylinder trägt ein Rückschlagventil, das zum Durchlassen der Arbeitsflüssigkeit durch den Zylinder während des Einfahrens des Schlagkopfendes in die Zylinderbohrung dient.The driver device is a hollow cylinder attached to the end of the drive rod mentioned. The outside diameter of the impact head end corresponds to the inside diameter of the cylinder bore. The driving cylinder carries a check valve which is used to let the working fluid through the cylinder while the end of the impact head is retracted into the cylinder bore.

Während des darauffolgenden Rückhubes des Schlagkopfes folgt dieser in seiner Bewegung unter der Wirkung des das Schlagkopfende von der Seite des Arbeitswerkzeuges beaufschlagenden Flüssigkeitsdruckes dem Mitnehmerzylinder nach.During the subsequent return stroke of the impact head, the latter follows the driving cylinder in its movement under the action of the fluid pressure acting on the impact head end from the side of the working tool.

Im Schlagkopfkörper sind Überströmkanäle vorgesehen, die am Ende des Rückhubes des Schlagkopfes den Innenraum des Mitnehmerzylinders mit der Arbeitskammer verbinden; um beim Erreichen der vorgegebenen Schlagkopflage eine Entkopplung des Schlagkopfes und der Mitnehmervorrichtung zu erreichen.Overflow channels are provided in the impact head body, which connect the interior of the driver cylinder to the working chamber at the end of the return stroke of the impact head; in order to achieve a decoupling of the impact head and the driver device when the specified impact head position is reached.

Die zusätzliche zur Unterbringung des elastischen Elementes dienende Kammer wird durch einen Behälter gebildet. Die verschiebbare Trennwand zur Trennung des elastischen Elementes und der Arbeitsflüssigkeit ist in Form eines Trennkolbens ausgeführt.The additional chamber serving to accommodate the elastic element is formed by a container. The movable partition for separating the elastic element and the working fluid is designed in the form of a separating piston.

Der Druckgasbehälter kann erfindungsgemäß sowohl außerhalb als auch innerhalb des Schlagwerkgehäuses angeordnet werden.According to the invention, the pressurized gas container can be arranged both outside and inside the hammer mechanism housing.

Der Antrieb des Schlagwerkes ist kinematisch mit der Mitnehmervorrichtung durch einen Nockentrieb verbunden.The drive of the hammer mechanism is kinematically connected to the driver device by a cam drive.

Der Druckgasbehälter kann auch in Form eines verschiebbaren Zylinders ausgeführt werden, der mit der Mitnehmervorrichtung starr verbunden ist und periodisch mit dem Nockentrieb zusammenwirkt.The pressurized gas container can also be designed in the form of a displaceable cylinder which is rigidly connected to the driver device and periodically interacts with the cam drive.

In dem vorderen Teil des Gehäuses ist eine Hülse verschiebbar in der achsialen Richtung angeordnet, die die Arbeitskammer nach außen abschließt. Diese Hülse dient zugleich zur Führung des Schlagkopfes und nimmt die reflektierten Stoßwellen auf.In the front part of the housing, a sleeve is arranged displaceably in the axial direction and closes off the working chamber to the outside. This sleeve also serves to guide the impact head and absorbs the reflected shock waves.

Die Arbeitskammer des Schlagwerkes ist mit einem Druckstromerzeuger verhältnismäßig kleiner Leistung verbunden. Die von ihm bezogene Druckflüssigkeit läuft in der Arbeitskammer
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und tritt aus dieser durch eine getrennte Leitung aus. In diese Leitung ist ein Ventil eingebaut, das eine Einstellung des Flüssigkeitsdruckes in der Arbeitskammer ermöglicht.The working chamber of the hammer mechanism is connected to a pressurized current generator with a relatively low output. The hydraulic fluid obtained from him runs in the working chamber
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and exits it through a separate line. A valve is built into this line, which enables the fluid pressure in the working chamber to be adjusted.

Es ist vorteilhaft, den Querschnitt der Antriebsstange halb so groß wie der Querschnitt des zum Arbeitswerkzeug weisenden Schlagkopfteils auszulegen.It is advantageous to design the cross section of the drive rod to be half as large as the cross section of the impact head part facing the working tool.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen und den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments and the accompanying drawings.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 das erfindungsgemäße Schlagwerk in einer Schnittdarstellung, wobei der Druckgasbehälter außerhalb des Schlagwerkgehäuses angeordnet ist.1 shows the hammer mechanism according to the invention in a sectional view, the compressed gas container being arranged outside the hammer mechanism housing.

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel für die Erfindung ebenfalls in einer Schnittdarstellung, wobei der Druckgasbehälter innerhalb des Schlagwerkgehäuses untergebracht ist.2 shows another exemplary embodiment for the invention, likewise in a sectional view, the compressed gas container being housed within the hammer mechanism housing.

Das Schlagwerk nach Fig. 1 weist zunächst das zylindrische Gehäuse 1 auf, innerhalb dessen ein eine hin- und hergehende Bewegung ausführender Schlagkopf 2 und eine Mitnehmervorrichtung 3 angeordnet sind. Der durch eine freischwebende Hülse 4 und die Gehäusewände begrenzte Innenraum des Gehäuses 1 bildet die Arbeitskammer 5 des Schlagwerkes, die mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit Öl gefüllt wird. Die Arbeitskammer steht in einer ständigen Verbindung mit einer zusätzlichen Kammer 6, die durch den Behälter 7 gebildet wird. Innerhalb der Kammer 6 ist ein freischwingender Trennkolben 8 angeordnet. Die Arbeitsflüssigkeit in Kammern 5 und 6 ist stets einem Druck ausgesetzt, der auf sie durch das Druckgas in der getrennten Kammer 9 ausgeübt wird. Die Kammer 9 wird dabei durch den schwimmenden Trennkolben 8 und die Wandungen des Behälters 7 begrenzt. Der Behälter 7 mit seinen durch den Trennkolben 8 getrennten Kammern 6 und 9 dient als Ausgleicher. Seine Aufgabe besteht darin, die jeglichen Änderungen des Rauminhaltes der Arbeitskammer während des Betriebes desThe percussion mechanism according to FIG. 1 initially has the cylindrical housing 1, within which a percussion head 2, which executes a reciprocating movement, and a driver device 3 are arranged. The interior of the housing 1, bounded by a floating sleeve 4 and the housing walls, forms the working chamber 5 of the striking mechanism, which is filled with a liquid, for example with oil. The working chamber is in constant communication with an additional chamber 6 which is formed by the container 7. A freely oscillating separating piston 8 is arranged within the chamber 6. The working fluid in chambers 5 and 6 is always exposed to a pressure which is exerted on it by the pressurized gas in the separate chamber 9. The chamber 9 is delimited by the floating separating piston 8 and the walls of the container 7. The container 7 with its chambers 6 and 9 separated by the separating piston 8 serves as a compensator. Its task is to monitor any changes in the volume of the working chamber during the operation of the

Schlagwerkes auszugleichen und einen hohen Flüssigkeitsdruck stets aufrechtzuerhalten.To compensate for the striking mechanism and to maintain a high fluid pressure at all times.

Während des Arbeitshubes des Schlagkopfes 2 nimmt der Rauminhalt der Arbeitskammer 5 zu, und der Trennkolben 8 des Ausgleichsbehälters verschiebt sich in der Richtung der Kammer 6, indem er die Arbeitsflüssigkeit aus dieser verdrängt. Beim Rückhub des Schlagkopfes nimmt der Rauminhalt der Arbeitskammer dagegen ab. Die Arbeitsflüssigkeit strömt aus der Arbeitskammer 5 in die Kammer 6 und verschiebt den Trennkolben nach oben, wobei das Druckgas in der Kammer 9 weiter zusammengedrückt wird.During the working stroke of the percussion head 2, the volume of the working chamber 5 increases, and the separating piston 8 of the expansion tank moves in the direction of the chamber 6 by displacing the working fluid therefrom. On the other hand, the volume of the working chamber decreases during the return stroke of the impact head. The working fluid flows out of the working chamber 5 into the chamber 6 and moves the separating piston upwards, the pressurized gas in the chamber 9 being further compressed.

Befindet sich das Schlagwerk außer Betrieb und ist in der Arbeitskammer 5 kein Überdruck vorhanden, so wird der Trennkolben 8 durch den Gasdruck gegen den Sitz 10 gedrückt, wodurch eine Gasentweichung aus der Kammer 9 verhindert wird. Um die Leckströmungen der Arbeitsflüssigkeit aus der Kammer 5 in die Kammer 9 durch den Spalt zwischen dem Trennkolben 8 und der Innenwand des Behälters 7 zu verhindern, ist der Trennkolben mit metallischen Dichtungsringen 11 und einer zwischen diesen angeordneten elastischen Manschette 12 versehen.If the hammer mechanism is out of operation and there is no excess pressure in the working chamber 5, the separating piston 8 is pressed against the seat 10 by the gas pressure, which prevents gas from escaping from the chamber 9. In order to prevent the leakage of the working fluid from the chamber 5 into the chamber 9 through the gap between the separating piston 8 and the inner wall of the container 7, the separating piston is provided with metallic sealing rings 11 and an elastic sleeve 12 arranged between them.

Um den Rauminhalt des Ausgleichers zu vergrößern und damit die Druckschwankungen in der Arbeitskammer zu verhindern, kann die Kammer 9 über den Anschluß 13 mit einem beliebigen mit Druckluft gefüllten Zusatzbehälter (in der Zeichnung nicht gezeigt) verbunden werden.In order to increase the volume of the equalizer and thus prevent pressure fluctuations in the working chamber, the chamber 9 can be connected via the connection 13 to any additional container filled with compressed air (not shown in the drawing).

In der Kammer 9 kann an Stelle des Druckgases eine Feder oder ein anderes elastisches Element angeordnet werden, das die erforderliche Gegenkraft zum Ausdruck des Trennkolbens an Arbeitsflüssigkeit bei beliebiger im Betrieb vorkommender Änderung des Rauminhaltes der Arbeitskammer 5 gewährleistet.In the chamber 9, a spring or some other elastic element can be arranged in place of the compressed gas, which ensures the necessary counterforce for expressing the separating piston in working fluid in the event of any change in the volume of the working chamber 5 that occurs during operation.

Der Ausgleicher kann nicht nur ein Kolbenausgleicher sein. Es können auch andere Arten hier Verwendung finden, beispielsweise ein Membranausgleicher, bei dem an Stelle des verschiebbaren Trennkolbens eine elastische Membrane erscheint.The balancer cannot just be a piston balancer. Other types can also be used here, for example a diaphragm compensator in which an elastic diaphragm appears in place of the displaceable separating piston.

Im Bedarfsfall kann an die Druckgaskammer 9 ein Druckluftsystem dauernd angeschlossen werden, das den Ausgleicher ununterbrochen mit Druckluft speist.If necessary, a compressed air system can be permanently connected to the compressed gas chamber 9, which continuously feeds the equalizer with compressed air.

Bei jedem Arbeitshub wird der Schlagkopf 2 durch den Gasdruck in der Kammer 9 gegen das Arbeitswerkzeug 14 geschlagen.With each working stroke, the impact head 2 is struck against the working tool 14 by the gas pressure in the chamber 9.

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, ist die Mitnehmervorrichtung 3 starr am Ende einer Antriebsstange 15 befestigt die über einen Kurbeltrieb 16 vom Elektromotor 17 angetrieben wird und längs Arbeitskammer 5 eine hin- und hergehende Bewegung ausführt.As can be seen from FIG. 1, the driver device 3 is rigidly attached to the end of a drive rod 15 which is driven by the electric motor 17 via a crank mechanism 16 and performs a reciprocating movement along the working chamber 5.

Die Mitnehmervorrichtung ist in Form eines Hohlzylinders 18 mit Ventilsitz 19 ausgeführt, wobei der letztere mit dem Ventilkörper 20 eines Rückschlagventils zusammenwirkt. Der Ventilkörper 20 ist auf dem Hals 21 frei verschiebbar angeordnet.The driver device is designed in the form of a hollow cylinder 18 with a valve seat 19, the latter cooperating with the valve body 20 of a check valve. The valve body 20 is arranged on the neck 21 so as to be freely displaceable.

Bei kleinen Hublängen des Schlagkopfes 2 kann der Mitnehmerzylinder 18 als eine Schlagkopfführung dienen. Um in diesem Falle den Arbeitshub des Schlagkopfes zu ermöglichen, werden in der Seitenwand des Mitnehmerzylinders Öffnungen (in der Zeichung nicht gezeigt) vorgesehen, die die Arbeitskammer mit dem Zylinderinnenraum zum Ablösen des Schlagkopfes von der Mitnehmervorrichtung verbinden.In the case of small stroke lengths of the impact head 2, the driver cylinder 18 can serve as an impact head guide. In order to enable the working stroke of the impact head in this case, openings (not shown in the drawing) are provided in the side wall of the driver cylinder, which connect the working chamber to the cylinder interior for detaching the impact head from the driver device.

Im geschlossenen Zustand des Rückschlagventiles drückt der Ventilkörper 20 auf den Ventilsitz 19 und im geöffneten Zustand auf den Ring 22.In the closed state of the check valve, the valve body 20 presses on the valve seat 19 and in the open state on the ring 22.

Die Befestigung der Mitnehmervorrichtung 3 auf der Antriebsstange 15 erfolgt durch die Mutter 23.The driver device 3 is fastened to the drive rod 15 by the nut 23.

Um den Bewegungswiderstand beim Rückzug des Schlagkopfes zu verkleinern, wird der Querschnitt des Schlagkopfendes etwa doppelt so groß bemessen wie der Querschnitt der Antriebsstange 15.In order to reduce the resistance to movement when the impact head retracts, the cross section of the impact head end is approximately twice as large as the cross section of the drive rod 15.

Die Mitnehmervorrichtung 3 wird bei ihrer Vorwärtsbewegung (in der Zeichnung nach links) kurz vor Erreichen der linken Endlage mit ihrem Mitnehmerzylinder 18 auf das Schlagkopfende 24 aufgeschoben. Dabei bildet sich zwischen dem Schlagkopf und dem Zylinder 18 eine geschlossene Kammer 25 (Fig. 1 und 2), die sogenannte Saugkammer. Beim Aufschieben der Mitnehmervorrichtung 3 auf das Schlagkopfende 24 wird die Arbeitsflüssigkeit aus der Kammer 25 über die Öffnung 26 und das Rückschlagventil in die Arbeitskammer 5 verdrängt.During its forward movement (to the left in the drawing), shortly before reaching the left end position, the driver device 3 is pushed with its driver cylinder 18 onto the impact head end 24. A closed chamber 25 (FIGS. 1 and 2), the so-called suction chamber, is formed between the impact head and the cylinder 18. When the driver device 3 is pushed onto the impact head end 24, the working fluid is displaced from the chamber 25 via the opening 26 and the check valve into the working chamber 5.

Nachdem die Mitnehmervorrichtung ihre linke Endlage erreicht hat, beginnt ihre Rückwärtsbewegung (in der Zeichnung nach rechts). Gleich am Anfang dieses Rückzuges schließt das Rückschlagventil 20, worauf der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 25 unter den in der Arbeitskammer 5 bezw. den Druck in der Druckgaskammer 9 sinkt. Dadurch entsteht eine Kraft die auf das Schlagkopfende 24 wirkend den Schlagkopf 2 in seiner Rückwärtsbewegung beschleunigt.After the driver device has reached its left end position, its backward movement begins (to the right in the drawing). Right at the beginning of this withdrawal, the check valve 20 closes, whereupon the liquid pressure in the chamber 25 below the in the working chamber 5 respectively. the pressure in the compressed gas chamber 9 drops. This creates a force which acts on the impact head end 24 and accelerates the impact head 2 in its backward movement.

Durch die vorstehend beschriebenen Vorgänge kommt eine Koppelung des Schlagkopfes 2 mit der Mitnehmervorrichtung 3 mittels der in der Arbeitskammer 5 befindlichen unter dem Gasdruck in der Ausgleichskammer 9 stehenden Flüssigkeit zustande. Diese elastische hydraulische Koppelung zwingt (auf Grund des Gasdruckes im Ausgleicher) den Schlagkopf 2 in seiner Bewegung praktisch genau der Mitnehmervorrichtung zu folgen, soweit der minimale Flüssigkeitsdruck in der Saugkammer 25 über dem Nullwert liegt.As a result of the processes described above, the impact head 2 is coupled to the driver device 3 by means of the liquid located in the working chamber 5 and under the gas pressure in the compensation chamber 9. This elastic hydraulic coupling forces (due to the gas pressure in the equalizer) the impact head 2 to follow the driving device practically exactly in its movement, as long as the minimum liquid pressure in the suction chamber 25 is above the zero value.

Eine beschleunigte Bewegung des Schlagkopfes nach rechts unter der Wirkung des Gadruckes und der Massenkräfte dauert solange, bis die mit der den Schlagkopf umgebenden Hülse 4 überdeckten Überströmkanäle 27 im Schlagkopf freigegeben werden, und die Kammer 25 mit der Arbeitskammer 5 in Verbindung tritt. Ist das geschehen, so strömt die Flüssigkeit aus der Kammer 5 über die Überströmkanäle 27 in die Kammer 25 ein, wodurch eine Verschiebung des Schlagkopfes 2 gegenüber der Mitnehmervorrichtung 3 zustande kommt.Accelerated movement of the impact head to the right under the effect of the gas pressure and the inertia forces lasts until the overflow channels 27 in the impact head covered by the sleeve 4 surrounding the impact head are released and the chamber 25 communicates with the working chamber 5. Once this has happened, the liquid flows out of the chamber 5 via the overflow channels 27 into the chamber 25, as a result of which the impact head 2 is displaced with respect to the driver device 3.

Nach einer bestimmten Zeit verlässt der Schlagkopf 2 den Mitnehmerzylinder 18, kommt unter der Wirkung desselben Gadruckes in der Kammer 9 in seiner Rückwärtsbewegung zur Ruhe und beginnt sich in der Richtung des Arbeitswerkzeugs 14 beschleunigt zu bewegen, bis er dasselbe mit Schlag trifft.After a certain time, the impact head 2 leaves the driver cylinder 18, comes to rest under the action of the same gas pressure in the chamber 9 in its backward movement and begins to move accelerated in the direction of the working tool 14 until it hits the same with an impact.

Die Mitnehmervorrichtung 3 erreicht nach vollzogener Entkopplung des Schlagkopfes 2 ihre rechte Endlage und fängt ihre Bewegung in umgekehrter Richtung nach links an. Der Vorgang wiederholt sich weiter in der gleichen Weise wie dies bereits oben beschrieben wurde.After the impact head 2 has been decoupled, the driver device 3 reaches its right end position and begins its movement in the opposite direction to the left. The process is repeated further in the same way as already described above.

Die Anordnung der Überströmkanäle 27, ihr Querschnitt sowie die Tauchtiefe des Schlagkopfendes 24 in den Hohlzylinder 18 werden so gewählt, daß das Schlagkopfende 24 den Mitnehmerzylinder im Augenblick des Erreichens der rechten Mitnehmervorrichtungendlage oder kurz davor verläßt. In diesem Fall wird die Schlagenergie die höchste sein.The arrangement of the overflow channels 27, their cross-section and the depth of the impact head end 24 in the hollow cylinder 18 are selected so that the impact head end 24 leaves the driver cylinder at the moment of reaching the right driver device end position or shortly before it. In this case the impact energy will be the highest.

Die Teile des Hammers werden so ausgelegt, daß der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 25 während des Betriebs immer höher als der Außendruck bleibt.The parts of the hammer are designed so that the liquid pressure in the chamber 25 always remains higher than the external pressure during operation.

Die freischwebende Hülse 4, auf welche das Arbeitswerkzeug 14 über ein Zwischenstück 28 stützt (Fig. 1), dient auch zur Dämpfung der reflektierten Stoßwellen.The free-floating sleeve 4, on which the working tool 14 rests via an intermediate piece 28 (FIG. 1), also serves to dampen the reflected shock waves.

Zwischen dem Mitnehmerzylinder 18 und das Schlagkopfende 24 ist immer ein Radialspiel vorhanden (in der Zeich- nung nicht gezeigt), über welches die Arbeitsflüssigkeit beim beschleunigten Rückzug des Schlagkopfes aus der Arbeitskammer 5 in die Kammer 25 überströmen kann. Durch das Vorhandensein dieses Radialspieles wird der erforderliche Durchgangsquerschnitt der Überströmkanäle 27 bei einer vorgegebenen Tauchtiefe des Schlagkopfendes in den Mitnehmerzylinder 18 verringert.There is always radial play between the driving cylinder 18 and the impact head end 24 (in the drawing tion not shown), via which the working fluid can flow over into the chamber 25 during the accelerated retraction of the impact head from the working chamber 5. Due to the presence of this radial play, the required passage cross-section of the overflow ducts 27 is reduced for a given immersion depth of the impact head end in the driver cylinder 18.

Die Überströmkanäle 27 können entweder durch das entsprechend bemessene erwähnte Radialspiel oder durch kolibrierte Öffnungen im Schlagkopfende 24 bezw. Ventilkörper 20 (in der Zeichnung sin die letztgenannten Überströmkanäle nicht gezeigt) ersetzt werden, durch welche eine ständige Verbindung der Kammern 25 und 5 hergestellt wird.The overflow channels 27 can bezw either through the appropriately dimensioned mentioned radial play or through calibrated openings in the impact head end 24. Valve body 20 (the last-mentioned overflow channels are not shown in the drawing), through which a permanent connection of the chambers 25 and 5 is established.

Während des Betriebes des Schlagwerkes erwärmt sich die Arbeitsflüssigkeit in der Arbeitskammer 5. Diese Erwärmung kommt hauptsächlich durch den Widerstand zustande, den der Schlagkopf 2 bei seiner Bewegung zu überwinden hat.During the operation of the striking mechanism, the working fluid in the working chamber 5 is heated. This heating is mainly due to the resistance that the striking head 2 has to overcome during its movement.

Um eine Überhitzung des Schlagwerkes während des Betriebes zu vermeiden, wird die Arbeitskammer 5 mit einem Anschluß 29 zur Verbindung mit einem Druckstromerzeuger kleiner Leistung (in der Zeichnung nicht gezeigt) und einem Anschluß 30 mit Ventil 31 zur Ableitung der erwähnten Arbeitsflüssigkeit versehen.In order to avoid overheating of the hammer mechanism during operation, the working chamber 5 is provided with a connection 29 for connection to a low-power pressure generator (not shown in the drawing) and a connection 30 with a valve 31 for discharging the mentioned working fluid.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die in die Arbeitskammer eintretende und darin umlaufende Druckflüssigkeit über einen Anschluss abgeleitet wird, ohne daß sie im Schlagwerk zu stark erhitzt wird. Mittels Ventil 31 kann derIn this way it is achieved that the pressure fluid entering the working chamber and circulating therein is diverted via a connection without being excessively heated in the hammer mechanism. By means of valve 31 can

Flüssigkeitsdruck in der Arbeitskammer geregelt werden. Der Kurbeltrieb 16 ist mit einer Schutzverkleidung 32 versehen.Fluid pressure in the working chamber can be regulated. The crank mechanism 16 is provided with a protective covering 32.

Fig. 2 zeigt eine Abart des erfindungsgemäßen Hammers. Der Behälter 7 mit seinen durch den freischwimmenden Trennkolben 8 getrennten Kammern 6 und 9 ist bei dieser Ausführung in das Gehäuse 1 des Hammers verlagert und dient als Druckausgleicher. Er trägt an einer Seite die Mitnehmervorrichtung 3. Die Kammer 6 steht mit der mit Flüssigkeit gefüllten Arbeitskammer 5 über die Öffnungen 33 in Verbindung.Fig. 2 shows a variant of the hammer according to the invention. The container 7 with its chambers 6 and 9 separated by the free-floating separating piston 8 is shifted in this embodiment into the housing 1 of the hammer and serves as a pressure equalizer. It carries the driver device 3 on one side. The chamber 6 is connected to the working chamber 5, which is filled with liquid, via the openings 33.

An der anderen Seite des Behälters 7 ist ein Vorsprung 34 vorhanden, der auf eine Schrägscheibe 35 stützt, die auf der Welle 36 des Elektromotors sitzt. Bei Drehung der Welle 36 treibt die Schrägscheibe den Ausgleicher zunächst vorwärts (in der Zeichnung nach links) gegen den Flüssigkeitsdruck in der Arbeitskammer.On the other side of the container 7 there is a projection 34 which rests on a swash plate 35 which is seated on the shaft 36 of the electric motor. When the shaft 36 rotates, the swash plate initially drives the compensator forwards (to the left in the drawing) against the fluid pressure in the working chamber.

Im weiteren unterscheidet sich die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 fast in nichts von dem obenbeschriebenen Schlagwerk nach Fig. 1. Das Schlagwerk nach Fig. 2 hat gegenüber Fig. 1 ein niedrigeres Gewicht und kleinere Abmessungen und kann daher als ein Handwerkzeug, beispielsweise beim Perforationsbohren, eingesetzt werden.Furthermore, the mode of operation of the embodiment according to FIG. 2 differs almost nothing from the above-described hammer mechanism according to FIG. 1. The hammer mechanism according to FIG. 2 has a lower weight and smaller dimensions than FIG Perforation drilling.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die obenbeschriebenen Ausführungsarten. Es sind Änderungen in einem Umfang möglich, der durch die Patentansprüche bestimmt wird.The present invention is not limited to the embodiments described above. Changes are possible within a scope which is determined by the patent claims.

Claims

1. Impact mechanism, preferably for drilling rigs, with an under-used in a housing and a reciprocating movement executing impact head, the periodic, during the return stroke, is coupled via a driver device with the drive, characterized in that the driver device and that interacting with this Part of the housing interior receiving the impact head end forms a working chamber which is filled with a working fluid and is connected to an additional chamber serving to accommodate an elastic element, for example a gas, the elastic element being intended to generate approximately constant pressure, which is controlled by a movable or elastic partition acts on the working fluid in the working chamber, which in turn gives the impact head a kinetic energy and interacts with the driver device.

2. Impact mechanism according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the impact drive is coupled to the driver device via a crank mechanism and a rod.

3. Impact mechanism according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the impact head part (impact head end) which interacts with the driver device and is housed in the working chamber has a larger one

Has cross section than the impact head part facing the working tool.

4. Impact mechanism according to Claims 1 to 3, characterized in that the driver device is designed in the form of a hollow cylinder rigidly attached to the rod end, the inner diameter of which is equal to the outer diameter of the impact head end and which carries a check valve for the passage of the working fluid when the impact head end is retracted, the impact head follows the driving cylinder in its movement during the return stroke under the action of the fluid pressure acting on it from the side of the working tool.

5. Impact mechanism according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that overflow channels are provided in the impact head body, which connect the interior of the driver cylinder with the working chamber during the return stroke of the impact head when it reaches its predetermined position, in order to achieve a decoupling of the impact head and the driver device.

6. Impact mechanism according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the additional chamber serving to accommodate the elastic element in the form of a container and the partition separating the working fluid and the elastic element are designed in the form of a piston arranged in this container.

7. Impact mechanism according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the container is housed with an elastic element outside the impact mechanism housing.

8. Impact mechanism according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the container is housed with an elastic element within the impact mechanism housing.

9. Impact mechanism according to claims 1 and 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the kinematic connection of the drive to the driver device takes place by means of a cam drive.

10. Impact mechanism according to claims 8 and 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the container is designed with an elastic element in the form of a displaceable cylinder which is rigidly connected to the driver device and interacts periodically with the cam drive.

11. Impact mechanism according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that in the front housing part a sliding sleeve serving as a percussion head guide is arranged, which closes the working chamber and absorbs the reflected shock waves.

12. Impact mechanism according to claims 1 to 11, characterized in that the working chamber is connected to a pressure current generator from which the working fluid is obtained, which circulates in the working chamber and exits from this through a line provided with a valve, the valve being an adjustment of the Liquid pressure in the working chamber allows.

13. Impact mechanism according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the rod cross section is about half as large as the cross section of the impact head part facing the working tool.