DE1503219C3 - ScMaggerät - Google Patents

Description

sichtigten Auslösens gegeben, wenn versucht werden von der Rückdruckkammer zur Druckkammer oder

soll, die Vorrichtung nach dem Spannen zu entladen. eine Bohrung am Gehäuseende direkt in die Druck-

Ein Freisetzen der gespeicherten Energie, ohne daß kammer vorgesehen ist, und daß gegebenenfalls der

dabei ein Schlaghub durchgeführt wird, ist nur mit Stößel eine zylindrische Abdichtung zur Auslöse-

Schwierigkeiten oder überhaupt nicht zu erreichen, 5 kammer bildet.

so daß diese bekannte Vorrichtung im geladenen Zu- Die Ausbildung des Stößels als Hohlkörper mit

stand so lange eine Gefahr für das Bedienungsperso- einer Speicherkammer und einem diese gegen die

nal darstellt, bis jeweils ein Arbeitshub vollendet und Druckkammer abschließenden, frei verschiebbaren

die Energie freigesetzt ist. Kolben in seinem Inneren begründet eine optimale

Wenn die bekannte Vorrichtung ausgelöst wird, io Ausnützung des Volumens des Schlaggeräts und gibt

ohne ein Werkstück zu treffen, das die Schlagenergie diesem im Verhältnis zur erreichbaren Schlagleistung

aufnimmt, so setzt der Stößel seine schnelle Bewe- einen außerordentlich kompakten und konstruktiv

gung über den eigentlichen Schlagpunkt hinaus fort, einfachen Aufbau. Die Druckkammer wird durch die

was ebenso wie beim ungewollten Auslösen schwer- Verschiebbarkeit des Kolbens praktisch um das je-

wiegende Schaden an der Vorrichtung bewirken 15 weilige Volumen der Speicherkammer vergrößert, die

kann. erst gegen Ende des Schlaghubes, wenn der Kolben

Schließlich ist bei diesem bekannten Schlaggerät seinen druckkammerseitigen Anschlag erreicht hat,

vorgesehen, daß die Schlagstellung mit der theoreti- auf die Stößelbeschleunigung keinen Einfluß mehr

sehen Hubendstellung des Stößels übereinstimmt. ausübt. Der Kolben erreicht damit automatisch seine

Daher kann nicht an unterschiedlichen Stellen ge- 20 Ausgangsstellung zur neuerlichen Aufladung des

schlagen werden, ohne daß die Schlagenergie zurück- Schlaggeräts, so daß kein besonderer Steuervorgang

geht. Dies ist dadurch bedingt, daß der Bereich im zur Vorbereitung des Aufladens erforderlich wird.

Stößelhub, in welchem der Stößel nach seiner Be- Während des Aufladens wird der Kolben durch das

schleunigung und vor seiner Verzögerung frei laufen in die Druckkammer eingeführte Druckmittel zur

kann, nur kurz ist. Vielmehr wird der Stößel bis zu 25 Speicherkammer hin verschoben, bis er seine

seiner Hubendstellung durch den ständig weiterwir- speicherkammerseitige Anschlagstellung erreicht und

kenden Druck des fließfähigen Mediums immer wei- die Aufladung beendet ist. Selbstverständlich kann

ter beschleunigt. die Aufladung auch bereits vor Erreichen dieser An-

Darüber hinaus ist in der britischen Patentschrift Schlagstellung abgebrochen werden, wenn ein Schlag

825 994 ein Apparat beschrieben, der zur raschen 30 von geringerer Stärke erwünscht ist. Dabei ergibt

Erzeugung von Schubbelastungen vorgesehen und sich eine kürzere Arbeitshublänge. Eine weitere

mit einem Schubkolben ausgestattet ist. Eine obere Möglichkeit, die Schlagenergie zu variieren, liegt

Stirnfläche des Kolbens ist dem Druck in einer ersten darin, die Menge des in der Speicherkammer befind-

Kammer ausgesetzt, während ein Teilbereich der un- liehen kompressiblen Mediums zu verändern. Auf

teren Kolbenstirnfläche einem höheren Druck in 35 diese Weise sind Schlagpunkt und Schlagenergie in

einer zweiten Kammer unterworfen ist. Übersteigt weiten Grenzen einstellbar.

die auf den Teilbereich der unteren Stirnfläche aus- Die Rückdruckkammer dient in erster Linie dazu, geübte Kraft die Gegenkraft auf die obere Stirn- den Stößel beim Einführen von Druckmittel nach fläche, so wird bei einer geringen Kolbenaufwärtsbe- dem Arbeitshub in die Ausgangsstellung zur Vorbewegung die gesamte untere Stirnfläche dem höheren 40 reitung eines neuen Schlags zurückzuführen und ihn Druck ausgesetzt und der Kolben nach oben be- während des Aufladens in dieser Stellung festzuhalschleunigt. Diese Beschleunigung wird durch ein an ten. Dabei wirkt der Druckmitteldruck in axialer der unteren Kolbenfläche befestigtes und bei der Richtung zwischen den beiden Kragen. Beim Ar-Aufwärtsbewegung durch eine feste Blende geführtes beitshub des Stößels wird das Volumen der Rück-Steuerorgan gesteuert. 45 druckkammer verkleinert, da sich die Kragen einan-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein der nähern, wodurch der Druck in der Rückdruck-Schlaggerät der eingangs genannten Art anzugeben, kammer erhöht wird und eine Verzögerung des das sich bei einfachster Konstruktion und Steuerung Schlaghubs des Stößels auftritt. Da der Rückdruckdurch besondere Kompaktheit und Betriebssicherheit kammerquerschnitt relativ klein gehalten werden auszeichnet. 50 kann, liegt jedoch vor Einsetzen einer wirksamen

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge- Verzögerung ein Bewegungsbereich, in dem der Stö-

löst, daß der Stößel als ein an seinem der Druckkam- ßel etwa gleichbleibende kinetische Energie besitzt,

mer zugekehrten Ende offener Hohlkörper ausgebil- so daß an jeder Stelle innerhalb dieses Freilaufbe-

det ist, in dem der Kolben zwischen Anschlägen am reichs optimal geschlagen werden kann. Wenn aber

Stößel frei verschiebbar geführt ist und damit einer- 55 der Stößel nicht auf ein zu bearbeitendes Werkstück

seits die Druckkammer und andererseits den mit trifft, sondern über die vorgesehene Schlagstellung

kompressiblen Medium gefüllten, abgeschlossenen hinaus weiterläuft, wird seine Bewegung bis zum

und eine Speicherkammer bildenden Stößelhohlraum Stillstand verzögert, so daß keine Beschädigung des

veränderbar begrenzt, daß ein Stößelaußenkragen im Geräts auftreten kann.

Bereich des offenen Stößelendes und ein Gehäusein- 60 Wenn das Schlaggerät ohne Arbeitshub entspannt nenkragen im Bereich des Stößeleintritts in das Ge- werden soll, kann dies durch einfaches Ablassen des häuse eine Rückdruckkammer zwischen Gehäuse Druckmittels erfolgen. Erfindungsgemäß ist weiterund Stößel ausbilden und daß in der Gehäusewan- hin erforderlich, daß zum Eintritt des unter Druck dung eine Öffnung neben dem Stößeleintritt zum gesetzten fließfähigen Mediums in die Druckkammer Einlaß des unter Druck gesetzten fließfähigen Medi- 65 die Stößelwandung am offenen Ende des Stößels ums in die Rückdruckkammer und zum Einlaß des Einlaßöffnungen von der Rückdruckkammer zur Mediums in die Druckkammer entweder mindestens Druckkammer aufweist, die nur dann gegen die eine Bohrung im Bereich des offenen Stößelendes Druckkammer abgeschlossen sind und in einen Ring-

raum zwischen Kolben und Stößel münden, wenn der Kolben im Stößel unter der Wirkung des Drucks in der Speicherkammer seine druckkammerseitige Anschlagstellung inne hat, und daß ein Ventil vorgesehen ist, das während des Aufladens des Geräts die Rückdruckkammer über die Drucköffnung und die Druckkammer über die Einlaßöffnungen mit einer Druckquelle verbindet und während des Rückhubs des Stößels nach vollzogenem Arbeitshub die Rückdruckkammer mit der Druckquelle und die Druckkammer mit einem Auslaß.

Auf diese Weise ist nur die eine Öffnung zum Zuführen des Druckmittels für das Aufladen des Schlaggeräts und für das Zurückführen des Stößels nach einem Arbeitshub nötig. Das durch diese öffnung eingeführte Druckmedium kommt zunächst in der Druckkammer zur Wirkung und führt den Stößel in die Ausgangsstellung zurück. Die öffnung und die Einlaßöffnungen für die Druckkammer sind in Reihe hintereinander angeordnet, so daß nach dem Zurückführen des Stößels der Kolben unter der Wirkung des Drucks in dem Ringraum von seiner druckkammerseitigen Anschlagstellung entfernt und eine Verbindung zwischen Rückdruckkammer und Druckkammer hergestellt wird und das Schlaggerät durch Füllung der Druckkammer erneut aufgeladen werden kann. Vor dem Aufladen des Geräts müssen dabei zum Zurückführen des Stößels die Einlaßöffnungen für die Druckkammer abgesperrt sein. Dies kann unter der Wirkung der Speicherkammer beim Verzögern des Arbeitshubs des Stößels durch Zurückführen des Kolbens im Stößel erfolgen. Es kann aber auch in der Weise geschehen, daß ein Auslaß der Druckkammer geöffnet wird, wodurch der Kolben unter der Wirkung des Drucks in der Speicherkammer in seine druckkammerseitige Anschlagstellung zurückgeführt wird und die Einlaßöffnungen in der Stößelwand abschließt. Nach dem Schließen des Auslasses und nach dem Zurückführen des Stößels in die Ausgangsstellung durch das Druckmedium in der Rückdruckkammer wird dann der Kolben durch das durch die Einlaßöffnungen in der Stößelwand hindurchtretende Druckmedium wieder entgegen der Kraft der Speicherkammer bewegt und die Druckkammer wieder aufgeladen.

Ein einfacher Abschluß der Einlaßöffnungen in der druckkammerseitigen Anschlagstellung des Kolbens ist dadurch gegeben, daß eine Sitzfläche am Stößel ausgebildet ist, die mit einer komplementär geformten Sitzfläche am Kolben in dessen Anschlagstellung derart zusammenwirkt, daß eine weitere Zufuhr von unter Druck stehendem fließfähigem Medium zur Druckkammer bzw. zur Stirnfläche des Stößels unterbunden ist.

Zusätzlich können zwischen Stößel und Kolben Verzögerungsmittel angeordnet sein, die den Rücklauf des Kolbens in seine druckkammerseitige Anschlagstellung während des Arbeitshubs des Stößels verzögern. Dadurch wird die Geschwindigkeitsminderung des Stößels ebenfalls verzögert und seine Freilaufstrecke verlängert. Vorzugsweise sind als Verzögerungsmittel am Kolben und am Stößel zwei Drosselflächen mit geringem radialen Abstand voneinander angeordnet und derart ausgebildet, daß sie in der Endphase des Kolbenrücklaufs einander gegenübertreten und einen Drosselspalt bilden, der eine Drosselkammer von sich verringerndem Volumen begrenzt, wodurch die Verzögerung der Bremswirkung bzw. der Freilauf des Stößels in einfacher Weise ohne besondere Steuerungsmaßnahmen erreicht wird.

Alternativ ist möglich, daß zum Einlaß des unter Druck stehenden fließfähigen Mediums in die Druckkammer das geschlossene Ende des Gehäuses eine öffnung aufweist, und daß ein Ventil vorgesehen ist, durch das in einer Stellung dem Gerät durch beide öffnungen unter Druck stehendes Medium zugeführt wird und durch das in einer anderen Stellung nur der Drucköffnung Druckmedium zugeführt wird, während gleichzeitig die Öffnung der Druckkammer mit einem Auslaß verbunden ist.

Ferner ist es möglich, am Gehäuseende ein mechanisches Betätigungsglied zum Auslösen des Arbeitshubes des Stößels vorzusehen.

Das Vorhandensein von Ventilen, Druckmitteldurchlaßbohrungen, konischer Dichtflächen und einer mechanischen Betätigung zur Schlagauslösung ist für sich nicht erfinderisch.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen teilweisen Längsschnitt eines erfindungsgemäß ausgelegten Schlaggerätes;

F i g. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 in Fig.l;

F i g. 3 bis 8 sind Längsschnitte, die das Gerät nach F i g. 1 in aufeinanderfolgenden Arbeitsstellungen zeigen;

F i g. 9 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ventileinstellung in der Anordnung nach Fig.8;

Fig. 10 ist ein teilweiser Längsschnitt eines anderen Ausführungsbeispieles;

F i g. 11 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ventileinstellung in der Anordnung nach Fig. 10;

F i g. 12 ist eine teilweise schematische Ansicht einer Alternative für das Auslösemittel;

Fig. 13 zeigt eine Abänderung der Vorrichtung nach F i g. 1 in teilweisem Längsschnitt;

Fig. 14 ist ein Querschnitt nach der Linie 14-14 in Fig. 13;

F i g. 15 zeigt die gleiche Ansicht wie Fi g. 13, wobei sich aber das Gerät in einer anderen Arbeitsstellung befindet.

Das erfindungsgemäß ausgelegte Schlaggerät 10 hat eine in Längsrichtung verlaufende Bewegungsachse 11, so daß einander entgegengesetzt gerichtete Kräfte zwischen zwei Gegenständen ausgeübt werden können, z. B. zwischen einem Rahmen einerseits und einem Gegenstand oder einer Oberfläche, der bzw. die geschlagen oder gepreßt werden soll. Ein Beispiel für einen solchen Gegenstand ist ein Stift, der in ein Loch eingetrieben oder aus einem Loch herausgetrieben werden soll. Das Schlaggerät besitzt ein Gehäuse 12, das einen sich in Längsrichtung erstreckenden Gehäusezylinder 13 umschließt. An einem ersten Ende 14 ist der Zylinder durch eine Endkappe 15 abgeschlossen, die in den rohrförmigen Teil 16 des Gehäuses eingeschraubt ist. Ein ringsumlaufender Dichtungsring 17 dichtet zwischen dem rohrförmigen Teil und der Endkappe ab.

An dem zweiten Ende des Gehäuses befindet sich ein nach innen ragender Kragen 18 (F i g. 3), der für noch zu beschreibende Zwecke eine Dichtung 19 und eine Aufbohrung 19 α aufweist. Das zweite Ende des Gehäuses ist offen, um einen Stößel 20 aufzunehmen

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und mit diesem eine Gleitpassung zu bilden, wobei bleibt zwischen den benachbarten Flächen, so daß

der Stößel in den Gehäusezylinder eingepaßt ist. eine Drosselwirkung zusätzlich zu der zwischen den

An dem Stößel 20 ist ein ringsumlaufender Kragen Sitzen 45 und 46 bewirkten erreicht werden kann, 21 ausgebildet, der von einer im wesentlichen zylin- wenn eine solche zusätzliche Drosselwirkung erdrischen Seitenwand 22 nach außen vorragt. Zwi- 5 wünscht ist, was im allgemeinen der Fall ist.
sehen den Kragen 18 und 21, dem Zylinder 13 und In die Speicherkammer 39 wird eine darin verbleider Seitenwand 22 wird damit eine Rückdruckkam- bende Gasmenge von einer Gasquelle 54 (F i g. 8) mer 23 mit veränderlichem Volumen gebildet. Die durch ein Ventil 55 eingebracht. Das Ventil 55 kann Seitenwand 22 hat eine geringere äußere (radiale) an dem Stößel angeordnet sein. Wenn diese Gas-Abmessung als die Wand des Zylinders 13. An dem io menge einmal in die Speicherkammer eingebracht ist, Kragen 21 ist eine Rückdruckfläche 24, bestehend verbleibt sie darin, und diese Kammer bedarf keiner aus den Teilen 24 α und 24 b, ausgebildet, die einem weiteren Wartung mit der Ausnahme, daß durch Druck in der Rückdruckkammer eine axiale An- Undichtigkeiten entwichenes Gas ersetzt werden griffsfläche bietet. muß.

Ein einen Sitz bildender Einsatz 25 ist in den Stö- »5 Durch die Endkappe 15 verläuft eine Öffnung 56

ßel eingeschraubt und bildet einen Teil mit diesem. (F i g. 1 und 8) zum Einführen eines Auslösedruckes,

Dieser Einsatz besitzt eine Öffnung 25 a, die von wobei diese Öffnung in die Auslösekammer 30 führt,

einem inneren Stößelzylinder 26 zu dem dem ersten Die Öffnung 56 erhält den Auslösedruck von einer

Ende 14 des Gehäusezylinders 13 benachbarten Druckquelle 57 durch ein Ventil 58. Das Ventil 58

Ende des Stößels 20 führt. ϊο hat zwei Einstellungen. Die Einstellung für den

An dem diesem ersten Ende benachbarten Ende Rückhub ist in F i g. 8 dargestellt, wo die Öffnung 59 des Stößels 20 ist eine Umfangsfläche 27 vorgesehen, zum Einführen des Rückdruckes mit der Druckseite die mit einer gleichen Fläche 28 an der Endkappe 15 und die Öffnung 56 mit dem Auslaß verbunden ist. zusammenwirkt. Der Bereich des Kragens 21, der ra- Die andere Einstellung ist in F i g. 9 dargestellt, wo dial außerhalb dieser Flächen liegt, wenn diese an- 25 die Öffnungen 56 und 59 miteinander verbunden einander anliegen, und der gegen die Endkappe sind und die Pumpe 57 in den Sammelbehälter zuweist, bildet eine Auslösefläche 29. Der Bereich zwi- rückfördert. Die Ventileinstellung nach F i g. 8 besehen der Auslösefläche 29 und der Endkappe 15, wirkt den Rücklauf des Stößels und das Aufladen der radial außerhalb der Flächen 27 und 28 liegt, der Vorrichtung. Die Ventileinstellung nach Fig.9 wenn diese aneinander anliegen, ist als Auslösekam- 30 bewirkt das Auslösen der Vorrichtung. Eine Leitung mer 30 bezeichnet. 61 verbindet das Ventil 58 mit der Einlaßöffnung 56

Ein Kolben 31 ist gleitfähig in den Stößelzylinder für den Auslösedruck, und eine Leitung 62 verbindet

26 eingepaßt. Ein Dichtungsring 32 bildet eine Ab- das Ventil 58 mit der Rückdrucköffnung 59.

dichtung zwischen dem Kolben und dem Stößelzylin- Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wirkt

der. In dem Stößelzylinder ist eine Anschlagschulter 35 die öffnung 59 als Einlaß für das Druckmittel so-

33 (Fig. 3) ausgebildet, die die Bewegung des KoI- wohl für den Rückhub als auch zum Aufladen, wobei

bens nach links in F i g. 3 begrenzt. die Einlaßöffnungen 51 als Druckeinlaßöffnungen

Der Einsatz 25 weist eine konische Oberfläche 35 zum Aufladen dienen und in Reihe mit der Öffnung

auf, die, zusammen mit einer konischen Nase 36 auf 59 angeordnet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel

dem Kolben, den Kolben verzögert, wenn die Nase 4° nach Fig. 10 werden die Rückdruckkammer 23 und

in die öffnung 25 α eintritt. die Druckkammer 38 durch eine Parallelschaltung an

Der innerhalb des Stößelzylinders 26 liegende Be- Stelle einer Reihenschaltung mit Druckmittel verreich zwischen dem mittleren Teil 37 der Endkappe sorgt. Der konstruktive Unterschied zwischen den 15 und dem Kolben ist als Druckkammer 38 bezeich- beiden Vorrichtungen besteht darin, daß in Fig. 10 net. Der Bereich innerhalb des Stößelzylinders zwi- 45 die Einlaßöffnungen 51 in dem Stößel 20 weggelassenen seinem geschlossenen Ende und dem Kolben sen sind und dafür eine Einlaßöffnung 52 in der ist als Speicherkammer 39 bezeichnet. Endkappe vorgesehen ist. Hiervon abgesehen sind

Die Nase 36 trägt einen Sitz 45, der mit einem Sitz die Konstruktionen gleich. Nur der Leitungsverlauf

46 auf dem Einsatz 25 einen druckmitteldichten Ab- ist auch etwas unterschiedlich. Gemäß F i g. 10 ist ein

Schluß bildet, wenn die Nase sich ganz rechts in der 50 Ventil 90 vorgesehen, das zwei Stellungen hat. Die

in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet. In dieser Stel- erste Stellung ist in Fig. 10 und die zweite in

lung verbleibt ein Ringraum 48 zwischen der Fläche Fig. 11 dargestellt. In Fig. 10 ist eine Druckquelle

49 auf dem Stößeleinsatz 25 und einer gegenüberlie- 91 über das Ventil mit einer Leitung 92 verbunden,

genden Fläche 50 auf dem Kolben 31. In dem rohr- die zu der Rückdrucköffnung 59 führt. Bei dieser

förmigen Teil 22 des Stößels 20 sind Einlaßöffnun- 55 Einstellung ist die Einlaßöffnung 52 über eine Lei-

gen 51 vorgesehen, die den Ringraum 48 und die tung 93 mit dem Vorratsbehälter 94 verbunden

Rückdruckkammer 23 miteinander verbinden. Diese (Auslaßstellung), wobei alle Vorratsbehälter gemäß

Verbindung besteht unabhängig von der Stellung des der Erfindung einen niedrigeren Druck aufweisen als

Kolbens in dem Stößel. Die Einlaßöffnungen 51 bil- er durch die Druckquellen, wie die Pumpen 57 und

den einen Teil einer gemeinsamen Druckmittelzufüh- 60 91, erzeugt wird.

rung für die Druckkammer 38 und die Rückdruck- Die zweite Einstellung des Ventils 90 ist in

kammer 23. Sobald sich der Kolben 31 in Fig. 1 et- Fig. 11 dargestellt, wobei die Leitungen 92 und 93

was nach links bewegt, wird der Ringraum 48 ein und damit sowohl die Rückdruckkammer als auch

Teil der Druckkammer 38. die Druckkammer mit der Druckquelle verbunden

Der Kolben weist auch einen wahlweise verwend- 65 sind.

baren Drosselansatz 50 α auf, der in den mit einer zy- Die erste Ventileinstellung dient für den Rückhub lindrischen Wand versehenen Teil 50 b der Druck- des Stößels. Die zweite Einstellung dient zur Auflakammer 38 eintreten kann. Ein Ringraum 50 c ver- den und Auslösen.

9 10

Ein Auslöseventil 95, das ein Dreiwege-Ventil sein tritt nun in die Rückdruckkammer 23 ein und gekann, ist zwischen der Leitung 93 und der öffnung langt durch die Öffnungen 51 in den Ringraum 48. 56 für den Auslösedruck angeordnet. In der einen Weil gegenüber diesem Druck auf der rechten Seite Stellung entleert es die Auslöseöffnung 56 und die des Stößels nur der Auslaßdruck herrscht (oder weil Auslösekammer 30. In der anderen Stellung führt es 5 jedenfalls auf der rechten Seite ein geringerer Druck Druck von der Leitung 93 zu. herrscht, wenn nur eine Drosselwirkung vorhanden

F i g. 13 zeigt das gegenwärtig bevorzugte Ausfüh- ist), wird auf die Rückdruckfläche ein Druck ausge-

rungsbeispiel der Erfindung. Dieses ist im wesentli- übt, der den Stößel vollständig nach rechts in die in

chen wie die Vorrichtung nach Fig. 1 ausgebildet, Fig. 1 dargestellte Lage bewegt. In dieser Stellung

besitzt jedoch ein zusätzliches Verzögerungsmittel io liegen die Flächen 27 und 28 aneinander an und

110. Das Verzögerungsmittel umfaßt eine Verlange- dichten ab, und die Auslösekammer 30 ist von dem

rung 111 des Sitzeinsatzes 25, wobei diese Verlange- übrigen System vollständig abgetrennt. Dies ist in

rung sich in axialer Richtung gegen das zweite Ende F i g. 3 dargestellt.

erstreckt. Die öffnung 51 führt durch diese Verlän- Der im Ringraum 48 infolge der Öffnungen 51 an-

gerung hindurch. 15 steigende Druck beginnt nun, den Widerstand des

Der Kolben 31 ist durch einen Kolben 112 ersetzt, Kolbens zu überwinden und bewegt den Kolben nach

der die gleiche Funktion hat wie der Kolben 31 und links. Dies ist der Beginn des Aufladevorganges, der

die gleichen Sitze aufweist. Anstatt jedoch nur eine teilweise vollendet in Fig.4 dargestellt ist.

einzige Stufe zwischen dem Sitz 45 und dem größten Der Druck in der Druckkammer wird nun auf die

Durchmesser aufzuweisen, hat der Kolben 112 zwei 20 gesamte rechte Fläche des Kolbens ausgeübt, nach-

Stufen, wodurch eine Umströmungsfläche 113 und dem die Abdichtung zwischen den Sitzen 45 und 46

eine Drosselfläche 114 geschaffen werden. Der Ra- aufgehoben ist, wenn sie überhaupt ursprünglich be-

dius R₁ der Fläche 114 ist größer als der der standen hat. Der Stößel wird in der Stellung nach

Fläche 113. F i g. 1 festgehalten, weil unterschiedliche Kräfte auf

Die Verlängerung 111 besitzt eine Drosselfläche 25 die Rückdruckfläche und die Auslösefläche wirken, 115, deren Radius ein wenig größer ist als A₁. Auf wobei die Kraft auf die Rückdruckfläche die größere diese Weise wird ein ringförmiger Drossel- oder Ver- ist. Die Gasfüllung in der Speicherkammer 39 wird zögerungsschlitz oder -spalt 116 zwischen den Dros- zusammengedrückt, während sich der Kolben nach seiflächen gebildet, wenn diese in axialer Richtung links bewegt, wobei die Größe der Kompression proeinander gegenüberliegen. Wenn die Umströmungs- 30 portional zu dem in der Druckkammer 38 herrschenfläche 113 und die Drosselfläche 115 einander ge- den Druck ist. Es besteht daher innerhalb eines weigenüberliegen, ist der ringförmige Bereich zwischen ten Bereiches für jede Druckhöhe eine bestimmte ihnen groß genug, so daß er eine wesentliche Dros- axiale Stellung des Kolbens in dem Stößel, und die selwirkung nicht ausübt. Höhe der Stoßenergie kann durch Regelung des La-

Wenn zwischen den Flächen 114 und 115 der 35 dedruckes eingestellt werden.

Drosselschlitz 116 gebildet ist, ist zwischen der Wenn der Ladedruck groß genug ist, wird der KoI-

Fläche 118 auf dem Kolben und der Fläche 119 auf ben gegen die Anschlagschulter 33 bewegt, und die

der Verlängerung 111 eine Drosselkammer 117 ge- Speicherladung wird nicht weiter zusammengedrückt,

bildet. Dies ist in F i g. 5 dargestellt, in der das Gerät aufge-

Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 40 laden oder gespannt und zum Auslösen bereit ist.

als Schlaggerät isi wie folgt. Für das angegebene Beispiel wird oft ein Ladedruck

Zunächst wird die Speicherkammer 39 mit der von etwa 175 kg/cm² verwendet. Die Energie ist nun

darin verbleibenden Gasmenge gefüllt. Deren Druck in der Speicherkammer gespeichert, und der Stößel

ist eine der bestimmenden Größen für die Leistung ist gegenüber dem Gehäuse durch den Druck auf die

des Schlaggerätes. In einer Vorrichtung, bei der der 45 Rückdruckfläche 24 verriegelt.

Durchmesser des Stößelzylinders etwa 75 mm be- Zu dieser Zeit kann die Druckkammer 38 vollstän-

trägt, wird in die Speicherkammer Stickstoffgas oder dig sicher entlastet werden. Die Energie wird dabei

irgend ein anderes inertes Gas mit einem Druck zwi- unschädlich zerstreut und die Vorrichtung gesichert,

sehen etwa 70 und 105 kg/cm² eingeführt. Gleichzei- wenn ein Arbeitshub nicht gewünscht wird. Der KoI-

tig stehen alle anderen Bereiche der Vorrichtung mit 50 ben würde dabei einfach in seine ursprüngliche Stel-

der Außenluft in Verbindung. Dann wird das Ventil lung am offenen Ende des Stößels zurückkehren.

55 geschlossen. Als Ergebnis dieser Speichergasfül- Dies ist ein sehr wichtiger Sicherheitsvorteil gegen-

lung wird der Kolben relativ zu dem Stößel in die in über bekannten Vorrichtungen.

Fig. 1 dargestellte Lage bewegt, wobei der Kolben Wenn jedoch die Ladung für Schlagzwecke ausge-

fest auf dem Einsatz 25 aufsitzt und eine Abdichtung 55 nutzt werden soll, kann das Gerät ausgelöst werden,

zwischen den Sitzen 45 und 46 gebildet wird. Jedoch indem das Ventil 58 in die Stellung nach F i g. 9 ge-

ist eine vollständig druckmittelundurchlässige Ab- bracht wird, wodurch die Auslöseöffnung 56 und die

dichtung nicht wesentlich, obwohl sie wünschenswert Auslösekammer 30 unter Druck gesetzt werden. Die

ist. Das gleiche gilt auch für alle anderen Abdichtun- Kraft in der Auslösekammer überwindet die Kraft,

gen bei dieser Vorrichtung, weil kleinere Undichtig- 60 die die Abdichtung an den Flächen 27 und 28 bildet,

keiten weder die Funktion der Vorrichtung stören und bewegt den Stößel axial nach links, und die Aus-

noch sie für ungewollte Auslösungen anfällig ma- lösekammer und die Druckkammer werden über die

chen. voneinander getrennten Flächen vollständig mitein-

Zu dieser Zeit ist die Stellung des Stößels in dem ander verbunden. Nun wird ganz plötzlich der Lade-Gehäuse unbestimmt. Nun wird das Ventil 58 in die 65 druck auf die volle Fläche am rechten Ende des Stöin F i g. 8 dargestellte Stellung gebracht, um die Aus- ßels ausgeübt. Der Stößel bewegt sich daher nach löseöffnung 56 freizugeben und Druckmittel unter links, wie es in F i g. 6 dargestellt ist.
Druck der öffnung 59 zuzuführen. Das Druckmittel Die Bewegung des Stößels nach links wird hervor-

gerufen durch eine relativ zum Stößel nach rechts gerichtete Bewegung des Kolbens, wobei die Energie der Speicherladung auf das Druckmittel in der Druckkammer übertragen wird. Während seiner Bewegung drückt der Stößel Druckmittel aus dem Stößelzylinder in den Gehäusezylinder.

Während der Zeit, in der der Stößel etwa ein Drittel bis die Hälfte seines größten Hubweges zurückgelegt hat, nähert sich der Kolben vorzugsweise dem Ende seines Hubes und hat den größten Teil der Energie an den Stößel übertragen. Die Vorrichtung ist in F i g. 6 dargestellt, wie sie sich dieser Stellung nähert, und in F i g. 7, wie sie diese Stellung erreicht hat. Der Schlag soll vorzugsweise bei der in F i g. 7 gezeigten Stellung auftreten, und der Schlag würde die gesamte Energie verzehren.

Es soll jedoch jetzt angenommen werden, daß durch einen Körper, wie den Hammer 100 am linken Ende des Stößels, nichts geschlagen wird, oder daß die Bewegungsenergie durch den Schlag nicht vollständig verzehrt wird. Dann muß der Stößel verzögert werden, oder die Vorrichtung wird beschädigt. Der verbleibende Teil des Hubweges bewirkt diese Verzögerung, und der Stößel bewegt sich zwischen den Stellungen nach F i g. 7 und 8.

Bei der Bewegung des Stößels nach links gemäß Fig.7 nimmt das Volumen der Rückdruckkammer ab. Der größte Teil des darin enthaltenen Druckmittels entweicht durch die Öffnungen 51. Ein Teil des Druckmittels, aber nur eine begrenzte Menge, geht durch die Leitungen 61 und 62. Dieser zweite Strömungsweg ist nicht notwendig, und das Leitungssystem könnte so ausgelegt werden, daß dieser zweite Strömungsweg wegfällt, wenn dies gewünscht wird. Der Ringraum 48 wird an den Sitzen 45 und 46 durch den Kolben abgeschlossen, wenn der Kolben ganz nach rechts gegangen ist. Dadurch erhöht sich der Druck in der Rückdruckkammer und im Ringraum 48, und durch diese Druckerhöhung wird der Kolben nach links geschoben, wodurch bei 101 eine Öffnung im Stößel freigegeben wird. Dadurch wird unter hohem Druck eine Hemmwirkung auf den Stößel ausgeübt, die ausreicht, den Stößel vollkommen zu verzögern, während gleichzeitig durch das Öffnen bei übermäßig hohen Drücken ein Blockieren und die damit verbundene Gefahr der Beschädigung der Vorrichtung verhindert werden. Die öffnungen 51 haben einen recht großen Gesamtquerschnitt und sind weit genug, um das Druckmittel von der Rückdruckkammer 23 während des Hubes in die Druckkammer 38 zu überführen.

Schließlich wird das Ende des Hubes, wie in F i g. 8 dargestellt, erreicht, und ein neues Arbeitsspiel kann beginnen.

Die Aufbohrung 19 α bildet eine Kammer für verbleibendes Rückdruck-Druckmittel und hält die Öffnung 59 frei, so daß diese nicht durch den Stößel abgedeckt werden kann.

Um das Arbeitsspiel zu wiederholen, wird der Stößel durch Aufgabe von Druck auf die Rückdruckkammer 23 zurückgeführt, so daß er an den Flächen 27 und 28 abdichtet, und durch weitere Druckerhöhung wird die Füllung der Speicherkammer 39 zusammengedrückt, um das Gerät für einen weiteren Schlag bereit zu machen. Ein auf die Auslösekammer 30 einwirkender Druck löst den Schlag aus.

Es ist besonders wichtig, daß die Abdichtungsflächen 27 und 28 zylindrisch sind. Sie müssen nicht so ausgebildet sein, aber es wurde gefunden, daß, wenn das Gerät mit hoher Frequenz arbeitet, wenn es z.B. ein Arbeitsspiel pro Sekunde ausführt, und wenn Dichtungsflächen verwendet werden, die sich seitlich S erstrecken, diese Dichtungsflächen aufeinanderschlagen können, so daß das Gerät erschüttert wird und langsamer arbeitet. Zwischen konzentrischen, zylindrischen Abdichtungsflächen kann kein Schlag auftreten. Ein geringes Lecken zwischen diesen Dichtungsflächen hat keine Folgen, weil die Auslösekammer mit dem Auslaß verbunden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 10 wird der Rückwärtshub ausgelöst durch Einstellen des Ventils 95 auf »Entleeren« (zurück zum Sammelbehalter), und durch Einstellen des Ventils 90 in die Stellung nach F i g. 10. Zum Aufladen des Geräts wird das Ventil in die Stellung nachFig. 11 gebracht. Zum Auslösen verbleibt das Ventil 90 in der Stellung nach Fig. 11, und das Auslöseventil 95

ao wird so eingestellt, daß unter Druck stehendes Druckmittel aus der Leitung 93 in die Auslösekammer eintreten kann.

Die Verzögerung wird in diesem Fall hervorgerufen durch die Drosselwirkung der Öffnung 59 und

as gegen Ende des Hubes zusätzlich durch die Drosselwirkung der Schulterteile 24 α und 24 b in Verbindung mit dem Kragen 18.

Der Auslösekreislauf kann auch weggelassen werden. Statt dessen könnte ein Auslösestift 102 (F i g. 12) in der Endkappe vorgesehen sein, durch den der Stößel mechanisch von seinem Sitz im Gehäuse abgehoben wird, um das Arbeitsspiel auszulösen. Die in Umfangsrichtung wirkenden Dichtungen, die Zylinder und Kammern sind alle vorzugsweise rund und koaxial angeordnet. Die Relativbewegungen verlaufen alle in axialer Richtung längs der Achse 11.

Die den Schlag auslösenden Vorgänge sind bei der Vorrichtung nach den F i g. 13 bis 15 die gleichen wie bei der Vorrichtung nach den F i g. 1 bis 10. Die Verzögerung beginnt jedoch, wenn der Kolben sich ganz zu dem offenen Ende des Stößels hinbewegt hat, so daß die Sitze 45 und 46 die Strömung von der Rückdruckkammer in die Druckkammer unterbinden. Eine Verzögerung dieses Abschlusses läßt den Stößel freilaufen. Das ist der Zweck der Verzögerungsmittel. Solange die Umströmungsfläche 113 und die Drosselfläche 115 einander gegenüberliegen, ist die Funktion wie zuvor beschrieben. Wenn jedoch die Drosselflächen 114 und 115 einander gegenüberliegen, wird die Strömung des Druckmittels aus der Drosselkammer 117 gedrosselt und durch die Öffnung 116 verzögert. Dies verzögert das Schließen der Sitze 45 und 46, und Druckmittel gelangt weiterhin durch die Öffnungen 51 von der Rückdruckkammer in die Druckkammer, wodurch der Stößel frei weiterläuft. Schließlich erreicht der Kolben die Stellung nach F i g. 13, und die Verzögerung beginnt wie in Fig. 1. Der Vorteil dieser Anordnung ist natürlich die Möglichkeit, einen optimalen Schlag an jedem Punkt entlang einem verhältnismäßig großen axialen Bereich ausführen zu können.

Bei einer praktisch ausgeführten Vorrichtung nach F i g. 13 sind bei einem Gesamthub von etwa 250 mm etwa 89 mm Freilaufbewegung und etwa 19 mm Verzögerungsbewegung vorgesehen.

Wo Gas erwähnt ist, kann jedes geeignete Gas verwendet werden, aber vorzugsweise sollte das verwen-

dete Gas inert und billig sein. Stickstoff ist das bevorzugte Gas. Jedes gute hydraulische Druckmittel, das unter den hier auftretenden schnellen Strömungsbedingungen nicht zusammenbricht, kann überall in der Vorrichtung verwendet werden, ausgenommen für die Speicherkammer.

Jedes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann auch wie eine normale Presse verwendet werden, indem einfach die Rückdruckkammer mit dem Vorratsbehälter verbunden und Druck durch die Auslöseöffnung aufgegeben wird. Die Rücklaufbewegung wird dann durch Vertauschen dieser Anschlüsse bewirkt. Wenn eine derartige Verwendungsweise vorgesehen ist, sollte eine Dichtung an den Sitzen 45 und 46 vorgesehen werden. Diese Dichtung bleibt bei Drücken in der Druckkammer dicht, bei denen die Kraft auf den. Kolben kleiner ist als die durch die Speicherladung bewirkte Kraft.

Mit dieser Anordnung kann die Vorrichtung auch eine Vibrationswirkung erzeugen, denn wenn der Stößel an einer geeigneten Anschlagfläche anliegt und der Druck in der Druckkammer weit genug ansteigt, um den Kolben abzuheben, läßt der Druck in der Druckkammer zeitweise nach, weil eine Strömung entlang der Sitze 45 und 46 in die mit dem Auslaß verbundene Rückdruckkammer auftritt. Die Widerstandskraft, die von einem Tragfahrzeug abgeleitet werden kann, würde dann den Stößel veranlassen, sich geringfügig zu bewegen. Wenn der Druck so weit nachgelassen hat, daß die Sitze 45 und 46 wieder schließen, wird die ursprüngliche Kraft auf den Stößel wieder hergestellt, und der Arbeitsablauf wiederholt sich selbsttätig. Dieser Arbeitsablauf kann sehr schnell sein, z. B. in der Größenordnung von etwa zwei Arbeitsspielen pro Sekunde.

Die Erfindung schafft ein vielseitiges Schlaggerät, das in einem weiten Größenbereich hergestellt werden kann, wobei das Gerät in jeder Größe über einen weiten Bereich von Drücken in der Speicherkammer und in der Druckkammer 38 benutzt werden kann. Das Gerät ist betriebssicher. Es besitzt wirkungsvolle Verzögerungsmittel und kann als normale Presse oder als Vibrationspresse verwendet werden. Sein einfacher Aufbau ist aus den Zeichnungen ersichtlich. Es benötigt nur das notwendige Minimum an Teilen, die alle sehr einfach ausgebildet sind und nur das notwendige Minimum kritischer Abmessungen aufweisen müssen.

Die Speicherladung muß nicht vollständig zusammengedrückt werden, damit die Vorrichtung betätigt werden kann. Das Gerät ist in der Stellung nach Fig. 4 genauso schlagbereit wie in der Stellung nach F i g. 5. Jedoch würde die Schlagenergie bei der Stellung nach F i g. 4 niedriger sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schlaggerät, das durch ein unter Druck stehendes fließfähiges Medium antreibbar und rückführbar ist, mit einem Gehäuse, in dem unter Ausbildung einer Druckkammer ein Stößel geführt ist, dessen Abheben von einer Dichtungsfläche des Gehäuses zur Schlagauslösung eine schlagartige Vergrößerung der dem Druck des Mediums in der Druckkammer ausgesetzten Stößelfläche bewirkt, und mit einem gegenüber dem . Gehäuse beweglichen Kolben, dessen Stellung gegenüber dem Gehäuse während des Aufladens des Geräts maßgeblich den Druck des Mediums in der Druckkammer bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (20) als ein an seinem der Druckkammer (38) zugekehrten Ende offener Hohlkörper ausgebildet ist, in dem der Kolben (31) zwischen Anschlägen (33, 46) am Stößel frei verschiebbar geführt ist und damit einerseits die Druckkammer und andererseits den mit kompressiblem Medium gefüllten, abgeschlossenen und eine Speicherkammer (39) bildenden Stößelhohlraum veränderbar begrenzt, daß ein Stößelaußenkragen (21) im Bereich des offenen Stößelendes und ein Gehäuseinnenkragen (18) im Bereich des Stößeleintritts in das Gehäuse (12) eine Rückdruckkammer (23) zwischen Gehäuse (12) und Stößel (20) ausbilden, daß in der Gehäusewandung eine Öffnung (59) neben dem Stößeleintritt zum Einlaß des unter Druck gesetzten fließfähigen Mediums in die Rückdruckkammer (23) und zum Einlaß des Mediums in die Druckkammer (38) entweder mindestens eine Bohrung (51) im Bereich des offenen Stößelendes von der Rückdruckkammer (23) zur Druckkammer (38) oder eine Bohrung (52) am Gehäuseende direkt in die Druckkammer (38) vorgesehen ist, und daß gegebenenfalls der Stößel (20) eine zylindrische Abdichtung (27/28) zur Auslösekammer (30) bildet.

2. Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Führung des Druckmediums zur Druckkammer (38) über Bohrung (51) der Anschlag (46) des Kolbens (31) als Dichtfläche (45/46), unter Bildung eines in der Anschlagstellung des Kolbens (31) zu den Bohrungen (51) offenen Ringraumes (48), vorgesehen ist.

3. Schlaggerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Dichtflächen (45/46) konisch ausgebildet sind.

4. Schlaggerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verzögerungsmittel am Kolben (31) und am Stößel (20) zwei Drosselflächen (114, 115) mit geringem radialem Abstand voneinander derart angeordnet und ausgebildet sind, daß sie in der Endphase des Kolbenrücklaufs einander gegenübertreten und einen Drosselspalt (116) bilden, der eine Drosselkammer (117) von sich verringerndem Volumen begrenzt.

5. Schlaggerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) ein mechanisches Betätigungsglied (102, F i g. 12) zum Auslösen des Arbeitshubs des Stößels (20) aufweist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlaggerät, das durch ein unter Druck stehendes fließfähiges Medium antreibbar und rückführbar ist, mit einem Gehäuse, in dem unter Ausbildung einer Druckkammer ein Stößel geführt ist, dessen Abheben von einer Dichtungsfläche des Gehäuses zur Schlagauslösung eine schlagartige Vergrößerung der dem Druck des Mediums in der Druckkammer ausgesetzten Stößelfläche bewirkt, und mit einem gegenüber dem Gehäuse beweglichen Kolben, dessen Stellung gegenüber dem Gehäuse während des Aufladens des Geräts maßgeblich den Druck des Mediums in der Druckkammer bestimmt.
Bei einem bekannten Schlaggerät dieser Art (USA.-Patentschrift 3 135 140) ist der gegenüber dem Gehäuse bewegliche Kolben unterhalb des Stößels direkt im Gehäuse geführt und als Schwimmer ausgebildet, der zum Aufladen des Geräts mit Hilfe eines Druckmittels nach oben gedruckt wird, wobei das Gas in der Druckkammer unter Druck gesetzt wird. Die Druckkammer wird sodann durch Anheben des Stößels geschlossen und der Schwimmer in seine untere Ausgangsstellung zurückgeführt, wobei sich der Druck über dem Schwimmer gegenüber dem Druck in der Druckkammer stark verringert. Das für den nachfolgenden Arbeitshub wirksame Kammervolumen beschränkt sich daher auf das der Druckkammer, so daß eine relativ niedrige Ausnützung des gesamten Gehäusevolumens vorliegt. Eine Möglichkeit zum Entladen des Geräts ohne Arbeitshub durch einfaches Ablassen des den Schwimmer nach oben pressenden Druckmittels besteht nicht, da dieser nach der Aufladung des Geräts keine Funktion mehr ausübt. Ferner ist für den Rückhub nach vollzogenem Arbeitshub sowie die Schlagauslösung eine besondere Kolben-Zylinderanordnung erforderlich und mit dem Stößel bzw. dem Gehäuse verbunden, so daß sich diese bekannte Konstruktion als ziemlich aufwendig darstellt. Schließlich ist nur eine einzige Stellung des Stößels während des Arbeitshubs zur Durchführung des Schlages optimal, da sich der Beschleunigungsphase des Stößels unmittelbar eine Verzögerungsphase anschließt und kein Freilaufbereich des Stößels gegeben ist, in dem etwa energiegleiche Schläge durchgeführt werden können.

Ein anderes bekanntes Schlaggerät (USA.-Patentschrift 3 103 136) besitzt einen Stößel, an dem ein Ringkolben ausgebildet ist, der im Gehäusezylinder verschiebbar ist. In der Ausgangsposition des Stößels wird das Gerät durch Zufuhr von Druckmittel in eine Druckkammer aufgeladen. Ein Steuervorgang zur Auslösung des Arbeitshubs läßt den Druckkammerdruck auf der Stößelstirnfläche wirksam werden. Nach Durchführung des Schlags muß der Stößel durch eine zusätzliche, besonders gesteuerte Operation in seine Ausgangsstellung zurückgeführt werden, in der eine Abdichtung zur Druckkammer besteht, so daß der in der Druckkammer herrschende Druck nicht auf den Stößel und den Ringkolben wirken kann. Dabei sind für die Zuführung des Druckmittels für den Arbeitshub und des Druckmittels für den Rückhub getrennte Einlaßöffnungen vorgesehen, die unabhängig voneinander gesteuert werden müssen. Auch kann die Hublänge und damit die beim Schlag abgegebene Schlagenergie nicht einfach derart eingestellt werden, daß Schläge mit größerer oder geringerer Energie erzeugt werden können. Ferner ist bei diesem bekannten Gerät die Gefahr eines unbeab-