DE2024501B2

DE2024501B2 -

Info

Publication number: DE2024501B2
Application number: DE19702024501
Authority: DE
Inventors: Friedrich Karl Dr.-Ing. 4300 Essen Arndt
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1970-05-20
Filing date: 1970-05-20
Publication date: 1974-11-28
Also published as: GB1307188A; DE2024501A1; FR2091649A5; SE398065B; JPS5330643B1; DE2024501C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlaggerät mit hydraulich hin- und herbewegtem Arbeitskolben, der im Zeitpunkt seiner größten Geschwindigkeit und damit seiner größten Energie auf ein Einsteckwerkzeug schlägt und an dieses seine Energie abgibt, bei dem eine Stirnfläche des Arbeitskolbens dauernd an eine Zuleitung für eine Druckflüssigkeit und, durch einen in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens hydraulisch betätigten Steuerschieber beeinflußt, eine entgegengesetzt gerichtete größere Stirnfläche des Arbeitskolbens abwechselnd an die Zuleitung und eine Rückleitung angeschlossen ist, und wobei der Kolben des Steuerschiebers zwei axial gegenüberliegende Kolbenansätze mit unterschiedlichen Querschnitten aufweist, von denen der mit dem kleineren Querschnitt dauernd an die Zuleitung angeschlossen ist.

*flie DT·«» HeiJ^fi^lannCEe hat den Nachteil, daß sein Wirkungsgrad bei sinkender Förderleistung der den Arbeitsdruck erzeugenden Pumpe abnimmt. Fördert diese Pumpe in der Zeiteinheit mehr Druckmittel als das Schlaggerät benötigt, so wird die überschüssige ölraenge über das Druckeinstellventü des Hydraulftaggregats abgeleitet.
Ist die geförderte und die aufgenommene Menge

ip gleich, so arbeitet die Anlage mit dem besten Wirkungsgrad* Stakt dagegen die Fördermenge der

*« -Pompe pro Zeiteinheit unter den Wert, den das Schlaggerät bei dem vorgegebenen Druck benötigt, dann baut sich der verlangte Druck nicht auf, son-

-3 dem sinkt auf einen niedrigeren Wert. Da die Einzelschlagenergie dem Druck auf den Arbeitskolben direkt proportional ist, sinkt sowohl die Schlagzahl als auch die Einzelschlagenergie. Die Wirksamkeit eines Schlagwerkes in bezug auf die Zerkleinerungs-

ao arbeit am Spitzeisen nimmt überproportional mit der Schlagarbeit ab.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, daß bei eirem Absinken des Arbeitsdrucks infolge nicht ausreichender Fördermenge der Pumpe nicht

»5 die Schlagzahl und die Schlagenergie des Einzelschlages zugleich absinken ¹JoIIeI, sondern zunächst die Einzelschlagenergie aufrechterhalten bleiben muß, und zwar auf Kosten eines noch stärkeren Absinkens der Schlagzahl. Oder, mit anderen Worten:

Das Absinken des Arbeitsdruckes soll sich nur in einer Verlängerung der Rückhub- und Umsteuerzeiten, nicht aber der Arbeitshubzeit auswirken. Das wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß em vom Arbeitsdruck in der Zuleitung beaufschlagtes Drosselventil in der Leitung für das den Rückhub bestimmende Druckmittel vorgesehen ist, durch das der Druck in dieser Leitung bei absinkendem Arbeitsdruck zusätzlich vermindert wird.
Das Drosselventil bildet hiernach das Stellglied eines Regelkreises, indem der Drosselquerschnitt bei absinkendem Druck in der Zuleitung selbsttätig verringert wird. Durch die Drosselung kann die Rückhubzeit des Arbeitskolbens und/oder die Umsteuerzeiten des hydraulisch betätigten Steuerschiebers ver-

längen werden. Infolge der damit bewirkten Verlängerung der Gesamtperiode eines Schlages kann sich die benötigte Fördermenge pro Zeiteinheit so weit vermindern, daß die Pumpe den erforderlichen Arbeitsdruck hält.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

In der Zeichnung, die nachstehend erläutert wird, ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Der Arbeitskolben 1 weist eine Ringfläche F₁ auf, die ständig von dem von einer (nicht gezeichneten) Förderpumpe erzeugten Arbeitsdruck p₀ in der Zuleitung 14 eines hydraulischen Druckmittels beaufschlagt ist, während eine entgegengesetzt gerichtete

größere Ringfläche F₂ einen Ringraum begrenzt, der über den Steuerschieber 16 mit dem Schieberkolben 8 abwechselnd entweder mit der Zuleitung 14 oder mit der Rückleitung 13, in der der Druck p₂ herrscht, verbunden ist. Da die Ringfläche F₂ größer

ist als die Ringfläche F., wird der Arbeitskolben nach oben bewegt (Rückhub), wenn der Arbeitsdruck p₀ auch auf die Fläche F₂ einwirkt.
Hat der Arbeitskolben 1 beim Rückhub eine Stel-

lung erreicht, in der seine Einschnürung 9 den Durchgang von Ringnut 17 nach Ringnut 18 freigibt, so ist der Raum über dem oberen Ansatzkolben 6 des Schieberkoibens 8 mit der Stirnfläche F„, über Kanal 4, Ringnut 17, Einschnürung 9 und Ringnut 19 mit der Rückleitung 13 verbunden. Der Druck über der Stirnfläche F_vs sinkt auf p₈ ab, während auf die kleinere Stirnfläche F_V1 des unteren Ansatzkolbens 7 ein gegenüber p₀ etwas reduzierter Druck p_t wirkt, der in dem über die Einschnürung 24 im Drosselventil IS mit der Zuleitung 14 verbundenen KanalS herrscht. Der Schieberkolben 8 wird dadurch in die gezeichnete obere Endstellung gebracht, in der der Raum unter der Ringfläche F₂ des Arbeitskolbens 1 mit der Rückleitung 13 verbunden ist Der Arbeitskolben 1 bewegt sich nun mit wachsender Geschwindigkeit nach unten und nimmt Bewegungsenergie auf, die schließlich als Schlagenergie auf das Einsteckende 12 des Meißels übertragen wird.

Bei dieser Abwärtsbewegung gibt das obere Ende des Arbeitskolbens 1 die Ringnut 17 frei, so daß Drucköl aus der Zuleitung 14 übe.: den Kanal 4 auf die Stirnfläche F_v , des oberen Ansatzkolbens 6 wirken kann. Der Steuerkolben 8 wird dadurch entgegen dem DrUCkP₁ im Kanal 5, der die FlächeF_V1 des unteren Ansatzkolbens 7 beaufschlagt, nach unten bewegt. In seiner unteren Endstellung gibt seine Einschnürung 9 dem Druck P₁ Zutritt zu dem Ringraum unter der Fläche F₂, so daß sich der Arbeitskolben 1 wieder nach oben bewegt. Die für diese Bewegung nötige Druckölmenge muß das Drosselventil IS passieren, dessen freier Querschnitt durch die teilweise Überdeckung der Ringnuten 22 und 24 bestimmt ist. Das Maß der Überdeckung hängt von der Zusammendrückung der Feder 23 unter dem Einfluß des auf die Stirnfläche F_H des Kolbens 20 lastenden Druckes j>„ ftb.

Stakt der von der Förderpumpe erzeugte Druck p₀ in der Zuleitung 14 ab, so drängt die Feder 23 den

Kolben 20 mit der Nut 24 nach links im Sinne dpr Zeichnung, die Ringnuten 24 und 22 überdecken sich weniger, der Drosselspalt wird kleiner. Damit sinkt auch der Druck p_x in der Leitung 5 ab. Dementsprechend sinkt die Kraft, die das Drucköl auf

ίο die Fläche F₄ des Arbeitskolbens 1 ausübt, entgegen der Kraft des Ausgangsdruckes p₀ auf die Fläche F₁. Der Rückhub erfolgt langsamer.

Wenn beim Rückhub des Arbeitskolbens 1 dessen Einschnürung 9 die Ringnuten 17 und 18 verbindet, wirkt auf die Stirnfläche F_v. des oberen Ansatzkolbens 6 am Schieberkolben 8 nur mehr der Druck p₈ in der Rückleitung 13. Der Druck P₁ auf die Fläche F_{v 1} des unteren Ansatzkolbens 7 drängt den Steuerkolben 8 nach oben in die in der Zeichnung

»0 dargestellten Lage. Auch diese Bewegung wird durch das Drosselventil 15 itflangsamt. Beide Verlangsamungen wirken sich im Sinne einer Verminderung der Schlagzahl und damit einer Verringerung des Ölverbrauchs derart aus, daß bis zum Beginn des

»5 Arbeitshubes der von der Förderpumpe erzeugte Druck wieder bis zum benötigten Arbeitsdruck p₀ ansteigen kann. Für den Arbeitshub steht daher die volle Bewegungsenergie wieder zur Verfügung.

Zum Ausgleich der Druckschwankungen, die bei den Umsteuerungen auftreten, sind die Druckspeicher 10 und 11 vorgesehen, wobei der Niederdruckspeicher 10 an die Rückleitung 13 mit dem Druck p_t angeschlossen ist, der Hochdruckspeicher 11 dagegen an die Leitung S hinter dem Drosselventil IS, so daß er vom reduzierten Druck P₁ beaufschlagt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schlaggerlt rate hydraulisch hin« und herbewegtem Arbeitskolben, der im Zeitpunkt seiner größten Geschwindigkeit und damit seiner größten Energie auf ein Einsteckwerkzeug schlägt und an dieses seme Energie abgibt, bei dem eine Stirnfläche des Arbeitskolbens dauernd an eine Zuleitung für eine Druckflüssigkeit und, durch einen in ^hajgigkejt ivpn >der Stellung des Arbeitskolbebs hyiraj!l«!& betätigtön Steuerschieber beeinflußt, eiue entgegengesetzt gerichtete größere Stirnfläche des Arbeitskolbens abwechselnd an die Zuleitung und eine Rückleitung angeschlossen ist, und wobei der Kolben des Steuerschiebers zwei axial gegenüberliegende Kolbenansätze mit unterschiedlichen Querschnitten aufweist, von denen der mit dem kleineren Querschnitt dauernd an die Zuleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Arbeitsdruck p₀ in der Zuleitung

(14) beaufschlagtes Drosselventil (15) in der Leitung (S) für das den Rückhub bestimmende Druckmittel vorgesehen ist, durch das der Druck p_x in dieser Leitung bei absinkendem Arbeitsdruck p₀ zusätzlich vermindert wird.

2. Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochdruckspeicher (11) dem Drosselventil (15) nachgeschaltet und vom Druck P₁ der gedrosselten Strömung beaufschlagt ist.

3. Schlaggerät nach An pruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur die Leitung für das Druckmittel, das den Arbeitskolben (1) im Sinne des Rückhubes beaufschlagt, sondern auch die Leitung für das Druckmittel, das den Kolben (8) des Steuerschiebers (16) umstellt, in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck p₀ gedrosselt ist.

4. Schlaggerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil

(15) einen gegen den Druck einer Feder (23) vom Leitungsdruck p₀ beaufschlagten Kolben (20) aufweist, der mittels einer Ringnut (24) die Drosselung der Leitung (5) für das den Rückhub des Arbeitskolbens (1) bestimmende Druckmittel bewirkt.