DE2428236C2 - Schlagvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlagvorrichtung mit einem in einem Arbeitszylinder bewegbaren Arbeitskolbcn und einer in einem Sicuerzylindcr bewegbaren im wesentlichen hohlen 5teuerhul.se, bei welcher die Sleucrhülse, deren beide unterschiedlich große Stirnflächen dauernd dem Hochdruck ausgesetzt sind, inner-

zo halb eines Ringraumes des Steuerzylinders, in den eine vom Arbeitszylinder kommende Steuerleitung einmündet, einen Ringkragen aufweist, und bei welcher die Steuerhülse eine wehere vom Arbeitszylinder kommende Leitung abwechselnd an den Hochdruck und an eine im wesentlichen drucklose Rücklaufleitung anschließt.

Bei einer bekannten Schlagvorrichtung dieser Art (DT-PS 5 51 13R). die für Druckluftbetrieb ausgelegt ist, sind die beiden Stirnseiten der Stcuerhülse stets dem vollen Hochdruck ausgesetzt. Da eine der Stirnseiten größer ist als die gegenüberliegende Stirnseite, erhält die Steuerhülse eine ständig vorhandene Vorspannung in Richtung auf ihren einen Endanschlag. Zur Durchführung der Steuerbewegungen sind zwei Steuerflächen vorhanden, die einander entgegengesetzt gerichtet und unterschiedlich groß sind. Die eine Steuerfläche wird dadurch mit Druck beaufschlagt, daß der Arbeiiskolben bei se^;nem Rückhub Luft komprimiert, während die gegenüberliegende Steuerfläche durch den Arbeilskolben von der Druckversorgung abgeschlossen ist. Diese Art der Umsteuerung von einer Steuerhülse durch Komprimierung des Druckmediums beim Rückhub des Arbeiiskolbens ist ausschließlich bei pneumatischen Schlagvorrichtungen anwendbar.

Bei einer weiteren bekannten Schlagvorrichtung (DT-PS 4 43 644) wird eine hohle Steuerhülse verwandt, die von einem zwangläufig bewegten Gestänge angetrieben wird. Eine Steuerung durch das Druckmedium ist nicht vorgesehen.

Die Schlagvorrichtungen, die mit einem vollen Steuerkolben arbeiten (DT-PS 12 43 118, DT-OS 20 29 404, CH-PS 5 34 567), sind in der Regel nicht in der Lage, größere Strömungsmengen mit kurzen Umschaltzeiten zu schalten, weil die Durchströmkanäle eng und verwinkelt sind und weil die Steuerkolben eine große Masse haben. Will man die Strömungsquerschnitte vergrößern, dann muß man bei massiven Steuerkolben größere Kolbendurchmesser wählen. Damit steigt aber gleichzeitig die Kolbenmasse an und die Trägheit des Steuerkolbens wird erhöht.

Aufgabe der Erfindung isi es, bei einer Schlagvorrichtung der eingangs genannten Art die Steuerhülse noch einfacher und damit leichter zu gestalten, um die Schlagzahl vergrößern zu können. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei einer hydraulisch betriebenen Schlagvorrichtung die größere Stirnfläche des Steuerkolbens der Steuerfläche des Ringkragens entgegergerichtet und höchstens so groß

ist wie die wirksame ein/igc Sieuerflache und die I lei· nere .Siirnflilfhe /.usnmmeng' 'timen, und chill '-me Kingflttchv ties Arbe/iftliolben·.. wit" »η sich hcknniu. ständig dem Hochdruck iiusgesei/t ist.

Bei der crfindungsgemiilJen .Sc'hiiigvorn.hiuii(Z im ·ΐ" der .Sieuerhülse außer den Stirnflächen, die ständig dein Hochdruck ausgesetzt sind, nur eine ein/ige Steuerfläche vorhanden, an der die Umsteuervorgiinge für beide Bewegungsrichtung^ durch den Druck der Sieucrleitung vorgenommen werden. Auf die Steuer- |₀ hülse wirkt daher nur ein einziger Steuerdruck ein, dor an einer einzigen Steuerfläche angreift. Die Sleuerhülsc besitzt eine Vorspannung in Richtung auf die kleinere Stirnfläche. Dieser hydraulischen Vorspannung wirkt der Druck an der Steuerfläche entgegen. Seine Größe ist allein entscheidend dafür, ob die Steuerhülse weiterhin an dem einen Endanschlag verbleibt oder gegen den anderen Endanschlag getrieben wird.

Die erfindungsgemäße Schlagvorrichtung ist in ihrem konstruktiven Aufbau verhältnismäßig einfach und gegenüber den bekannten Schlagvorrichtungen im Betricbsverhalten verbessert, insbesondere bei hohen Schlagzahlen und dementsprechend hohen Strömungsmengen. Mit der erfindungsgemäßen Schlagvorrichtung lassen sich Schlagzahlen von z. B. 6000 Schlägen/Min, verwirklichen. Die Wandstärke der Steuerhülse muß lediglich so groß gemacht werden, daß sie den auftretenden Drücken standhält. Die Steuchülse kann im übrigen zylindrisch ausgebohrt sein. Sie ist im wesentlichen hohl und enthält allenfalls eine Rückstellfeder.

In weilerer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die wirksame Steuerfläche zusammen mit der kleineren Stirnfläche größer ist als die größere Stirnfläche, und daß die vordere Fläche des Ringkragens einen mit der Rücklaufleitung verbundenen Ringraum begrenzt. Die Verstellung der Steuerhülse erfolgt dabei ausschließlich hydraulisch, so daß keine mechanischen Rückstellelemente verwendet werden müssen. Die Steuerhülse hat durch die unterschiedlich großen Stirnflächen, auf die der gleiche Druck einwirkt, eine Vorzugsstellung. Der Druck in der Steuerleitung ist allein entscheidend dafür, ob diese Vorzugsstellung eingehalten wird oder ob die Steuerhülse sich in die entgegengesetzte Endlage t ^'bt.

Alternativ kann die Steuerhülse auch durch eine Feder ir Richtung auf eine Absperrung der vom Arbeitszylinder kommenden Leitung gegen die Rücklaufleitung vorgespannt sein, wobei diese Leitung über die Steuerhülse mit der Druckleitung in Verbindung steht.

Ein weiteres Problem, das durch die Erfindung gelöst wird, besteht in der Regelung des Umkehrpunktes des Arbeitskolbens. Bei einem bekanntere Schlagwerkzeug (CH-PS 5 34 567) führt die Steuerleitung in Form mehrerer Zweigleitungen, die sich anschließend vereinigen, aus dem Arbeitszylinder heraus. Die Zweigleitungen, die in axialer Richtung gestaffelt angeordnet sind, sind durch einen Steuerschieber blockierbar. Durch Freigabe der einzelnen Zweigleitungen kann man den oberen Umkehrpunkt des Arbeitskolbens bei jedem Hub festlegen, indem diejenige Kolbenstellung bestimmt wird, bei der Druckflüssigkeit aus dem Arbeitszylinder durch eine nicht gesperrte Zweigleitung hindurch zu dem Steuerkolben gelangt und diesen in diejenige Position treibt, die eine Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens bewirkt. Die Festlegung des oberen Umkehrpunktes des Arbeitskolbens und damit des Kolbenhubs ist für eine möglichst gute Umsetzung der zur Verfügung stehenden ImTgIC in SchlugcnLTgic notwendig. Ik¹I tlciii bekiinnieri Schlagwerk/eng scizl die Umsiuuvriing des criH sioüariig ein, wenn öiu unicru Kolben die erste nicht abgesperru· Zweigleitung er reicht. Das plötzliche Umsteuern des Steuerkolbens Inn eine ebenso plötzl'':he Druckiimkehr am Arbcit!>kolben /uv Folge. Dieser wird schlagartig abgebremst und ruft entsprechende Rcaktionskräflc an dem Arbeitszylinder bzw. an dem Gehäuse der Schlagvorrichtung hervor. Sämtliche Teile werden daher bei Beendigung des Rückhubs einer hohen Belastung ausgesetzt. Die Erfindung schafft ein Schlagwerkzeug, bei dem der Riickhub des Kolbens zwar einstellbar ist, seine endgültige Position aber nicht stoDartig, sondern unter stetiger Abschwächung seiner Geschwindigkeit erreicht. Dies geschieht dadurch, daß in di<: Steuerleitung mindestens ein den Strömungsquerschnitt wählbar veränderndes einstellbares Drosselelement eingesetzt ist.

Durch das Einsetzen des Drosselelements in die Steuerleitung erreicht man, daß der Steuerkolben nicht sioßartig, sondern glatt umgesteuert wird, wenn der Arbeitskolben die öffnung der Stcu rleitung freigibt. Infolge der Drosselstelle kann der im Inneren des Arbeitszylinders herrschende hohe Druck sich nicht stoßartig auf den Steuerkolben übertragen, sondern baut sich hier erst langsam auf. Der Steuerkolben bewegt sich daher mit einer gewissen Verzögerung, wodurch auch der Arbeitskolben entsprechend langsam abgebremst wird* bis sich schließlich bei vollzogener Umsteuerung der volle Gegendruck aufbaut. Dadurch, daß die Wirkung des Drosselelemeiits einstellbar ist, läßt sich die Verzögerung, mit der die Umsteuerung erfolgt, nachdem die Ringkante des Kolbens die Steuerleitung passiert hat, leicht verändern.

in vorteilhafter Ausi· staining der Erfindung v/eist die Steuerleitung, wie an sich bekannt, mehrere entlang des Kolbenweges aus dem Arbeitszylinder austretende und sich anschließend vereinigende Zweigleitungen auf, wobei in jeder der Zweigleitungen ein einstellbares Drosselelement vorgesehen ist. Bei einem Rückhub des Arbeitskolbens werden zunehmend mehr Zweigleitungen freigelegt und damit wirksam. Die Drosselwirkung verringert sich damit progressiv, und der den Steuerkolben versteilende Druck steigt entsprechend an, bis die Umsteuerung vollzogen ist.

Die Drosseieleme.ue können in den Zweigleitungen in ihrer Stärke gestaffelt sein u.id in Richtung zur Kolbenrückzugsstellung abnehmen. Bei einem Rückhub gelangt die Ringkante des Kolbens zunächst an die Zweigleitung mit der stärksten Drosselung, so daß die auf die Steuerhülse einwirkende Umsteuerkraft zunächst sehr langsam ansteigt Beim Passieren der nächsten Zweigleitung steigt die Umsteuerkraft immer mehr usw. Durch diese gestaffelte Dämpfung erreicht man eine sanfte und stetige Umsteuerung. Durch Ver stellung der Drosselelemente kann die Endsteilung des Kolbens sehr leicht eingestellt werden! Als' Drosselelemente können Gewindestifte od. dgl. vervendet werden, die sich besonders gut für Einstellzwecke eignen.

Bei Bohrhämmern, bei denen eine Spülleitung durch das an den Amboß anschließende Bohrgestänge hindurchgeht, führt zwctkmäßigerweise durch eine Längsbchrung des Arbeitskolbens ein an dem Arbeitszylinder befestigtes Spülrohr hindurch, wobei zwischen der Wand der Längsbohrung und dem Spülrohr ein Luftraum vorhanden ist. Der Luftraum sorgt für einen druckausgleich während der hin- und hergehenden Kolbenbewegung. Auf diese Weise werden Druckstaus

vermieden, und durch die siiindigc l.uftbewegiing im Inneren des Kolbens wird für eine gleichmäßige Abkühlung gesorgt. Durch Lecköl wird in der im Arbeitszylinder befindlichen Lud ein feiner .Sprühnebel er zeugt, der für eine zusätzliche Schmierung sämtlicher Teile sorgt. Auch wenn kein Spülrohr vorhanden ist. kann ein Kolben mit Längsbohrung verwendet werden, um die stoßdämpfende und energieabsorbierende Wirkung von Luftpolstern zu vermeiden.

Bei einem Schlagwerkzeug, bei dem an die Drucklcitung ein eine Membran enthaltender hydropneumatischer Zweikammer-Druckspeicher angeschlossen ist. ist in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die zu dem Druckspeicher führende Leitung ein druckabhängig schaltendes Absperrventil enthält, das diese Leitung absperrt, wenn der Druck an der Druckleitung unter einen Grenzwert, der oberhalb des normalen Betriebsdruckes liegt, absinkt. Zwar ist der Einsät/ eines Drosselventils in die Druckleitung vor dem Druckspeicher bekannt (DT-OS 20 24 501). jedoch hat bei dem bekannten Gerät das Drosselventil die Aufgabe, bei einer Reduzierung des Druckes den Flüssigkeitszustrom und damit die Schlagzahl zu erniedrigen. Das erfindungsgemäß zu verwendende Absperrventil ist dagegen während des normalen Betriebes überhaupt nicht wirksam. Erst wenn die hydraulische Druckzufuhr von der Pumpe beim Abschalten des Geräts abgebrochen wird, scnließt das Absperrventil und verhindert somit eine zu schnelle Entlastung des Druckspeichers. Plötzliche Entlastungen des Druck-Speichers sind deshalb gefährlich, weil die in den Druckspeichern enthaltenen Membranen mit großer Energie schlagartig gegen die Wand des Druckbehälter und gegen die Auslaßöffnung geschleudert werden und dabei, wie die Praxis gezeigt hat, häufig zu Bruch gehen. Durch das Absperrventil wird erreicht, daß der Druck in dem Druckspeicher nach einem Abschalten der Vorlaufleitung zunächst erhallen bleibt und sich langsam durch Leckströme abbaut. Dabei ist die Membran nicht gefährdet.

Das Absperrventil kann aus einer federgespannten Hülse mit unterschiedlich großen Stirnflächen bestehen, die in der Öffnungsstellung voll in der Druckleitung liegt und in der Schließstellung die seitlich ankommende Druckleitung von der ebenfalls seitlich ankommenden Stichleilung zu dem Druckspeicher trennt.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. I zeigt eine schematische Abbildung eines Schlagwerkzeuges nach der Erfindung im Längsschnitt, und

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausbildung der Steuerhülse und des zugehörigen Zylinders bei einem Schlagwerkzeug, das im übrigen demjenigen der Fig.! entspricht.

In dem Arbeitszylinder 10 ist der Arbcitskolbcn 11 längsverschiebbar angeordnet. Er schlägt periodisch auf den Amboß 12, der beispielsweise mit einem Bohrgestänge verbunden sein kann.

Durcli eine Vorlaufleitung 13 wird Hydraulikmedium. das unter einem Pumpendruck von etwa 80 bar steht, in das Gerät eingeführt. Es gelangt über ein Absperrventil 14 in die Druckleitung 15. Die Druckleitung 15 ist ständig an die untere Kammer 16 des Zylinders 20 angeschlossen, so daß der Hydniulikdruck stets auf die klei- ⁽>ί nc Ringflüche 17 de¹. Arbeitskolbens Il einwirkt und diesen nach oben zu treiben bestrebt ist.

Die obere Kummer 18 des Zylindprs ist über eine Leitung 19 mit dem Steuerventil 20 verbunden. Dieses verbindet die Leitung 19 wechselweise mit der Druck leitung 15 und mit der Rücklatifleiiiiiig 21. Die obere Kummer 18 wird von der großen Ringfliichc 22 des Arbeitskolbens begrenzt. Wenn daher der volle Druck sowohl auf die untere Ringfliichc 17 als auch auf die obere Ringfläche 22 einwirkt, wird der Arbeitskolben nach untei getrieben. Wenn dagegen das Druckmedium nur auf die kleinere Ringfläche 17 einwirkt und Leitung 19 mit der drucklosen Rücklaufleitung 21 verbunden ist. führt der Arbeitskolben seinen Rückhub durch, indem er sich aufwärts bewegt.

Die Steuerung des Steuerventils 20. das bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. I aus einer unter Federspannung stehenden Ventilhülse 23 besteht, erfolgt über die Slcuerleitung 24. die sich kammarlig in mehrere Zweigleitungen aufspaltet und über jede der Zweigleitungen 25.26.27.28 mit der unteren Kammer 16 in Verbindung steht. Die Steuerleitung 24 mündet in den Steuerzyünder 55 ein. und zwar so, daß ihr Druck stets an der Rückseite eines Kragens 56 der Steuerhülse 23 angreift. Der Kragen 56 bildet mit seiner Vorderseite die untere Stirnfläche 57 und mit seiner Rückseite die Steuerfläche 58 der Steuerhülse. Die Innenweite der Steuerhülse ist mit Ausnahme einer Abstützung für die Federn durchgehend konstant. Die rückwärtige Stirnfläche 30 ist zusammen mit der rückwärtigen Fläche des Kragens

56 genau so groß wie die vordere Stirnfläche 57.

Die Steuerhülse 23 ist in ihrem rückwärtigen Bereich mit einer breiten Ringnut 29 versehen, die die in Längsrichtung gegeneinander versetzten Bohrungen der Leitungen 19 und 21 miteinander verbinden kann. In der anderen Endstellung, die in der Zeichnung dargestellt ist. wird die Verbindung zur Rücklaufleitung 21 durch die Steuerhülse abgesperrt, während die Bohrung zur Leitung 19 freiliegt und damit mit dem Inneren der durchgehenden Steuerhülse und mit der Druckleitung 15 in Verbindung steht.

Zur Erläuterung des Betriebs des Schlagwerkzeuges sei von der in der Zeichnung dargestellten Position der Teile ausgegangen, wobei die Steuerhülse 23 die Leitung 19 mit der Druckleitung 15 verbindet und die Verbindung zur Rücklaufieitung 21 absperrt. Da der voiie Druck sowohl an der oberen großen Ringfläche 22 als auch an der unteren kleineren Ringfläche 17 herrscht, wird der Arbeitskolben 11 nach unten beschleunigt. Dabei trennt er nacheinander die Zweigleitungen 25, 26. 27 und 28 von der unter dem vollen Druck stehenden unteren Kammer lfi ab. Da die Steuerleitung 24 schließlich vollständig von der Druckversorgung abgeschnitten ist, baut sich der in ihr herrschende Druck ab. so daß die an der Rückseite des Kragens 56 der Steuerhülse 23 wirkende Kraft sich verringert. Unter dem Druck der auf die größere Stirnfläche 57 einwirkenden Kraft wird der Steuerkolbcn 23 entgegen der Feder 31 nach oben verschoben. Der Steuerkolbcn liegt dabei zunächst mit seiner unteren Stirnfläche voll an dem Sitz 32 an, so daß der Druck der Druckleitung 15 eventuell nur zum Teil wirksam werden kann. An der Stirnseite

57 sind jedoch Einbuchtungen 33 vorgesehen, in die das Druckmedium eindringen kann. Außerdem wirkt auf die Steuerhülse 23 eine aufwärtsgerichletc Feder 34 ein, die mit einer Halterung 35 an dem Gehäuse befestigt ist. Diese Feder hat lediglich die Aufgabe, das Abheben der Stcucrhülse von dem Sitz 32 zu erleichtern, so daß sichergestellt ist, daß der volle Flüssigkeitsdruck an der unteren Stirnseite 57 ansetzen kann. Bei der Weilcrbewegung greift die Feder 34 nicht mehr an der

Stcucrhülse an. Die Feder 31 v. <.\ dagegen zunehm :nd zusammengedrückt, bis die obei j Stirnfläche 30 andichtend an dem Gehäuse anliegt. Der Flüssigkeitsstrom durch die Steuerhülse 23 hindurch ist damit unterbrochen, während Leitung 19 über die Ringnut 29 mit der Rücklaufleitung 21 verbunden ist. Die obere Kammer 18 ist somit drucklos, so daß der Arbcitskolben Π wieder nach oben getrieben wird. Seine untere Ringkante 17 legt dabei zunächst die unterste Zweigleitung 28 frei, in die ein Drosselelement in Form eines relativ dicken Drosselstifts 36 eingesetzt ist. Die Zweigleitung 28 hat daher nur einen sehr kleinen wirksamen Querschnitt. Dennoch strömt eine kleine Flüssigkeitsmenge in die Steuerleitung 24 hinein, so daß sich zunächst sehr lang

die Sicherhtellung einer Schmierung an sämtlichen Stellen, weil die ständig in Bewegung befindliche Luft Lecköl in Form von Sprühnebel enthält. Dieses Öl gelangt gleichmäßig an alle Stellen, an denen Reibung auftreten könnte. Schließlich wird durch den Pumpvorgang die Ausbildung von Luftkissen vermieden, die einen Teil der Schlagenergie aufzehren würden.

Bei dem dargestellten Schlagwerkzeug 'st die Vorlaufleitung 13 in bekannter Weise an einen hydropncumanschen Druckspeicher 43 angeschlossen. Dieser besteht aus einer Kammer, die Gas unter hohem Druck enthält und einer zweiten Kammer, die direkt mit der Vorlaufleitung bzw. der Druckleitung in Verbindung steht. Beide Kammern sind durch eine Gummimem-

sam der Druck an der Rückseite des Kragens 26 wieder ,₅ bran 44 voneinander getrennt. Der Druckspeicher hat

die Aufgabe, in denjenigen Zykluszeiten, in denen zur Verstellung des Kolbens nur wenig Druckflüssigkeit benötigt wird, die von der Pumpe kommende überschüssige Druckflüssigkeit aufzunehmen und in denje-

Drosselstift 38 eingesetzt. Die letzte Zweigleitung 25 ist im Querschnitt nicht verringert.
Während des Rückhubes des Arbeitskolbens 11 wird

aufbaut.

Auch in die zweite Zweigleitung 27 ist ein Drosselstift 37 eingesetzt. Dieser hat einen kleineren Durchmesser als der Drosselstift 36 und bewirkt daher einen

etwas schnelleren Druckaufbau in der Steuerleitung 24. ₂₀ nigen Zykluszeiten, in denen der Flüssigkeitsbedarf des Schließlich ist in die dritte Zweigleitung 26 ebenfalls ein Kolbens groß ist, diese Flüssigkeit bereitzustellen. Bei

Verwendung eines derartigen Druckspeichers braucht die Pumpenleistung nicht dem benötigten Maximalwert angepaßt zu sein, sondern muß lediglich dem Miitel-

der Druckaufbau in der Steuerleitung 24 zunehmend 25 wert zwischen hohem und geringem Flüssigkeitsbedarf beschleunigt, je mehr Zweigleitungen mit der unter entsprechen. Druck stehenden Kammer 16 verbunden v/erden. Die
Drosselstifte bewirken einen verzögerten Aufbau des
Druckes in der Steuerleitung 24. Dieser erreicht

schließlich eine solche Höhe, daß er ausreicht, um die 30 44 von dem unter hohem Druck stehenden Gas schlag-Steuerhülse 23 wieder in die gezeichnete Position zu artig gegen die Behälterwand geschleudert wird und verschieben, in der Leitung 19 über das Hülseninnere
an die Druckleitung 15 angeschlossen und von der
Rücklaufleitung 21 getrennt ist. Infolge des langsamen
Druckaufbaus in der Steuerleitung 24 hebt die Steuer- 35
hülse bei ihrer Abwärtsbewegung sanft ab, so daß Leitung 19 nicht schlagartig mit Druck beaufschlagt wird.
Dies hat zur Folge, daß der Arbeitskolben U langsam
und stetig abgebremst wird und nicht etwa schlagartig
auf ein inkompressibles hydraulisches Kissen schlägt.

Im Prinzip würde es schon genügen, wenn nur ein einziges Drosselelement in der Steuerleitung 24 vorhanden wäre, »veil auch hierdurch ein verzögerter Druckaufbau am Kragen der Steuerhülse 23 erzeugt

würde. Die gestaffelte Anbringung mehrerer Zweiglei- 45 imstande ist, der Feder 47 entgegenzuwirken. Der Nortungen 25,26,27,28 mit unterschiedlich starken Dämp- maldruck im Druckspeicher 43 beträgt 50 bar. fungen hat sich jedoch in der Praxis als besonders gün- In der öffnungsstellung der Steuerhülse 45 ist die

slig erwiesen, um auch den oberen Umkehrpunkt des Vorlaufleitung 13 über das Innere der Steuerhülse mit Kolbens genau einstellen zu können. Je stärker man die dem Druckspeicher 43 und mit der Druckleitung 15 Dämpfung an den Zweigleitungen macht, um so höher 50 verbunden. Sinkt der Druck in der Druckleitung 15 un-Hegt der obere Umkehrpunkt des Kolbens. Die Regu- ter 70 bar, dann sinkt die Steuerhülse herab und trennt

Eine Schwierigkeit bei derartigen Druckspeichern besteht darin, daß beim Abschalten der Pumpe, wenn also die Vorlaufleitung 13 drucklos wird, die Membran

^V m ν - ^2 ^J ^J ^^

dabei zu Bruch geht. In der Praxis ernsteren tatsächlich die Membranrisse fast immer beim Abschalten der Druckpumpe.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist das Absperrventil 14 in Form einer federgespannten Hülse 45 vorgesehen. Die Hülse besitzt an ihrem unteren Ende einen Kragen 46, dessen Rückseite mit der drucklosen Rücklaufleitung 21 verbunden ist. Die Feder 47, die die Steuerhülse nach unten treibt, ist so bemessen, daß der auf die untere Stirnfläche 48 einwirkende Druck die Steuerhülse 45 normalerweise nach oben treibt. Die Steuerhüise sinkt erst dann ab, wenn der Druck :n der Druckleitung z. B. 70 bar unterschreitet und nicht mehr

lierung erfolgt durch Vorteilen der Schraubstifte 36, 37, 38, die quer zur Steuerleitung 24 axial in die senkrecht davon abstehenden Zweigleitungen 26 bis 28 hin-

die drei genannten Leitungen voneinander. Der in dem Druckbehälter herrschende Druck kann sich jetzt nicht schlagartig entspannen, sondern nur durch die der unteren Stirnfläche der Steuerhülse vorgesehenen Einbuchtungen 49 hindurch, also sehr langsam. Dies dient der Scnonung der Membran 44.

In der Zeichnung sind außerdem die die Enden des Arbeitskolbens gegen das Gehäuse abdichtenden Dich-

einragen.

Da das beschriebene Schlagwerkzeug für Bohreinrichtungen verwendet wird, ist ein in Längsrichtung
durch den Arbeitszylinder und den Arbeitskolben hindurchgehendes Spülrohr 40 vorgesehen, das abdichtend

durch die obere Zylinderwand hindurchgeführt ist. Der 60 tungen 50 dargestellt sowie Leckleitunsen 51, die in die

Arbeitskolben U hat eine Längsbohrung 41, durch die Rücklaufleitung 21 einmünden und das den Kolbenen-

das Spülrohr 40 hindurchgeht. Die Längsbohrung 41 ist den trotz der Dichtungen noch anhaftet abführen. Eine

jedoch weiter als das Spülrohr, so daß zwischen beiden Leckleitung 52 führt außerdem aus dem Mittelbereich

ein ringförmiger Luftraum vorhanden ist. Bei der Hin- des Arbeitszylinders heraus, in dem der Arbeitskolben

und Herbewegung des Arbeitskolbens wird ständig 65 aus Gründen der geringeren Reibung verjüngt ausge-

Luft in dem Arbeitszylinder durch die Längsbohrung 41 bildet ist.

hindurchgepumpt. Dies bewirkt einmal eine'Kühlung In Fig.2 ist eine weitere AusfUhrungsform der

im Inneren des Arbeitskolbens und zu τι anderen auch Steuerhülse 23' dargestellt, die eine geringfügige Abän-

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derung des Sleucr/.ylinders bedingt. Die Stcuerhulse 23' besitz! einen umlaufenden Kragen 56', der einen größeren Durchmesser aufweist als die ständig dem Hochdruck ausgesetzte vordere Stirnfläche 57. Die vordere Begrenzung des Kragens 56' wird von einer Schrägfläche 59 gebildet. Diese begrenzt einen Ringraum des Steuerzylinders, der über eine Leitung 60 mit der Rücklaufleitung 21 verbunden ist.

Bei dieser Steuerhülse erfolgt die Steuerung ausschließlich hydraulisch, d.h. ohne Federkräfte od.dgl. »Der Hochdruck wirkt ständig sowohl auf die größere Stirnfläche 57 als auch auf die gegenüberliegende kleinere Stirnfläche 30 ein. Ist der Druck in der Sleuerleitung 24 gering, dann überwiegt die auf die Stirnfläche 57 einwirkende Kraft, und die Steuerhülse 23' wird nach oben geschoben. Steigt der Druck in der Steuerjeitung 24 an, dann übersteigen die auf die Flächen 30 und 58 einwirkenden Kräfte diejenige Kraft, die auf die /Stirnfläche 57 einwirkt — die Steuerhülse verschiebt !sich nach unten. Man erkennt, daß der von der Steuerileitung 24 her auf die hintere Fläche 58 des Kragens 56' ^einwirkende Druck ausschließlich für die jeweilige Stellung der Steuerhülse maßgebend ist.

An der Stirnfläche 30 können ebenfalls Einbuchtungen vorgesehen sein, durch die sichergestellt ist, daß der Hochdruck an der Stirnfläche 30 angreift und die Steuerhülse aus ihrer Endposition abheben kann.

Diejenigen Teile, die bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 gegenüber demjenigen der F i g. 1 unverändert sind, sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Sie werden an dieser Stelle nicht noch einmal ausführlich erläutert.
Der Vorteil des Ausführungsbeispiels der F i g. 2 besteht darin, daß keinerlei Federn zur Erzielung einer Vorspannung oder zum Abheben der Steuerhülse benötigt werden. Die Herstellung ist daher einfacher und der Verschleiß geringer. Beide Steuerhülsen 23 und 23' bieten den Vorteil, daß die Verstellbewegung über eine

ro einzige Leitung, nämlich die Steuerleitung 24, eingeleitet wird. Diese Leitung hat k^ine Verzweigungen und führt nur an e'i.-er einzigen Stelle in den Steuerzylinder hinein. Die Kolbenflächen der Steuerhülse sind mit Ausnahme der hinteren Kragenfläche 58 stets vom gleichen Druck beaufschlagt, wodurch man eine einfache Leitungsführung erreicht und die Anzahl der in den Arbeitszylinder hineinführenden Steuerleitungen auf eine einzige beschränkt. Auch die Steuerhülse selbst ist einfach herstellbar, denn sie besitzt nur eine einzige

to Durchgangsbohrung, die geradlinig ist.

Die vordere bzw. die hintere Fläche des Kragens der Steuerhülse kann, wie in den Zeichnungen dargestellt, abgeschrägt sein. Für die zur Verstellung der Steuerhülse wirksamen Druckkräfte ist bei der Bemessung dieser Flächen selbstverständlich nicht auf die tatsächliche Größe der Schrägflächen abzustellen, sondern nur auf die radiale Flächenkomponente bzw. auf die Projektion der Flächen 58,59 in axialer Richtung. Dies sind die jeweils wirksamen Flächen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Piilcniiinspriiche:

   I. Schlagvorrichtung mil einem id einem
   zylinder bcwcgbnrcri Arbeiiskolben und einer in einem Sieuerzylindcr bewegbaren, im wesentlichen hohlen Stcuerhülse. bei welcher die Sleuerhiilse, de ren beide unterschiedlich groüc Siirnflilchcn dauernd dem Hochdruck ausgesetzt sind, innerhalb eines Ringraumes des Steuerzylinders. in den eine vom Arbeitszylinder kommende Steuerleitung einmündet, einen Ringkragen aufweist, und bei welcher die Steuerhülse eine wettere vom Arbeitszylinder kommende Leitung abwechselnd an den Hochdruck und an eine im wesentlichen drucklosc Rücklaufleitung anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einet hydraulisch betriebenen Schlagvorrichtung die größere Stirnfläche (57) des Steuerkolbens (23) der Steuerfläche (58) des Ringkragens (56) entgegen gerichtet und höchstens so groß ist wie die wirksame einzige Steuerfläche (58) und die kleinere Stirnfläche (30) zusammengenommen, und daß eine Ringfläche (17) des Arbeitskolbens (11), wie an sich bekannt, ständig dem Hochdruck ausgesetzt ist.
2. 2. Schlagvorrichtung nach Anspruch I. dadurch "gekennzeichnet, daß die wirksame Steuerfläche (58) zusammen mit der kleineren Stirnfläche (30) größer ist als die große Stirnfläche (57). und daß die vordere Fläche (59) des Ringkragens (56') einen mit der Rücklaufleitung (21) verbundenen Ringraum beigrenzt.
3. 3. Schlagvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (23) durch eine ^:Feder (31) in Richtung auf eine Absperrung der vom Arbeitszylinder kommenden Leitung (19) gegen die Rücklaufleitung (21) vorgespannt ist, wobei diese Leitung (19) über die Steuerhülse (23) mit der Druckleitung (15) in Verbindung steht.
4. 4. Schlagvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerleitung (24) mindestens ein den Strömungsquerschnitt wählbar veränderndes einstellbares Drosselelement (36,37,38) eingeseizt ist.
5. 5. Schlagvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung — wie an sich bekannt — mehrere entlang des Kolbenweges aus dem Arbeitszylinder (10) austretende und sich anschließend vereinigende Zweigleitungen (25 bis 28) aufweist, und daß in mehreren Zweigleitungen jeweils ein einstellbares Drosselelement (36. 37. 38) vorgesehen ist.
6. 6. Schlagvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselelemente (36, 37. 38) in den Zweigleitungen (25 bis 28) in ihrer Stärke gestaffelt sind und in Richtung zur Kolbenrückzugsstellung abnenmen.
7. 7. Schlagvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem an die Druckleitung angeschlossenen, eine Membran enthaltenden hydropneumatischen Zweikammer-Druckspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dem Druckspeicher (43) führende Leitung ein druckabhängig schaltendes Absperrventil (14) enthält, daß diese Leitung absperrt, wenn der Druck in der Druckleitung (15) unter einen Grenzwert, der oberhalb des normalen Betriebsdruckes liegt, absinkt.
8. 8. Schlagvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (14) aus einer (eck'i gespannten llnlsti (45) mn iinlmchictl lieh yniüen Stirnfliiehen besteht, die in der öff ntmt!MiL'\hing voll in der Druckleitung ((5) liegt und in tier SrhliulJülL'Hun^ die seitlich ankommende Druckleitung (15) von der ebenfalls seitlich ankom inenden Stichleiiung /um Druckspeicher (43) trennt.
9. 9. SfhliigviMTicliiunij mich Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dal) eins Sperrventil (14) Lcckdtirchliissc (49) aufweist.