DE2536143A1 - Hydraulische schlagmaschine - Google Patents

Hydraulische schlagmaschine

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DE2536143A1 DE19752536143 DE2536143A DE2536143A1 DE 2536143 A1 DE2536143 A1 DE 2536143A1 DE 19752536143 DE19752536143 DE 19752536143 DE 2536143 A DE2536143 A DE 2536143A DE 2536143 A1 DE2536143 A1 DE 2536143A1
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percussion piston
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percussion
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Nikolaj R Petrenko
Wasilij B Potozkij
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Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/06Means for driving the impulse member
    • B25D9/12Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B1/00Percussion drilling
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Description

  • HYDRAULISCHE SCHLAGMASCHINE Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Schlagmaschine, geeignet zum Zerstören formloser Massen> zum Schmieden von Teilen, zum Einrammen von Pfählen u.dgl., und wenn sie durch eine Bohrstange von einem Drehwerk angetrieben wird, so kann man sie zum Abteufen von Bohrlöchern und Tiefbohrungen beim Abbau nutzbarer Mineralien, ferner im Tunnelbau und u. a.
  • bei verschiedenen Bauarbeiten/verwenden.
  • Bekannt ist eine hydraulische Schlagmaschine, in deren Gehäuse Kanäle zum Durchgang der Druckflüssigkeit vorgesehen sind und ein in Axialrichtung sich hin- und herbewegender er Stufenschlagkolben angeordnet ist, der mit seinem größeren Durchmesser an den Kopfteil der Maschine anstößt. Der Schlagkolben ist durch ein elastisches Element in Richtung des Maschinenkopfteils angedruckt und bewegt sich unter der Wirkung der Druckflüssigkeit hin und her und dabei Arbeits- und Beerhübe aut<führt>. Bei den Arbeitshüben schlägt der Kolben auf einen Amboßehes Werkzeugs, welches im Gehäuse seitens des Kopfteils der Maschine angeordnet ist. Die hydraulische Schlagmaschine hat ein auf den Schlagkolben aufgesetztes ringförmiges Stufendifferentialventil, welches sich gleichfalls hin- und herbewegt und dabei die Druckflüssigkeit abwechselnd in den unteren Schlagkolbenraum des Gehäuses und in die Außenluft verteilt (s.Patentschrift der UdSSR, Nr. 365 4551 Der Stufenschlagkolben ist in dieser bekannten hydraulischen Schlagmaschine ungeteilt d.h. seine Stufen von verschiedenem Durchmesser als ein ganzer Körper ausgeführt sind2 wobei dessen kleinere Stirnfläche des hititSchlagk0lbenraums sich im Hohlraum des hinteren Teils des Gehäuses befindet, welcher mit emerDruckrohrleitung dauernd verbunden ist. In der äußeren Vorderstellung des Ringverltils, in Richtung zum Werkzeug sind dessen Kanäle mit den Kanälen des Gehäuses verbunden, durch welche der vordeeschlagkolbenraum mit der Druckrohrleitung verbunden ist. Die Druckflüssigkeft dringt in den vorder Schlagkolbenraum ein und bewirkt einen Leerhub des und Schlagkolbens /drückt dabei eine Feder zusammen, welche zwischer der oberen Stirnfläche der großen Stufe des Schlagkolbens und dem ringförmigen Vorsprung des Gehäuses angeordnet ist. Am weg Ende des Leerhubs, in Richtung vom Werkzeug/, streift der Schlagkolben mit seinem ringförmigen Außenvorsprung den ringförmigen Innenvorsprung des Ventils und löst das Ventil vom Amboß, wonach das Ventil infolge der Stirnflächendifferenz unter der Wirkung der DruckSlussigkeit sich in Richtung vom weg (Auslaßkanäle) Arbeitswerkzeug/rückwärts bewegt und die Auspuffkanäle/ öffnet.
  • Dabei werden die Ventilkanäle durch die seitlichen Zylindervwände vordere des Gehäuses überdeckt, und der/Schlagkolbenraum wird von der Druckrohrleitung getrennt, wodurch über dem Schlagkolben und in hydraulischer der c-2 der Druckrohrleitung ein. Druckschlag erfolgt. Unter/dieses hy -draulischen Schlairkungund des Überdrucks der Flüssigkeit auf die Stirnfläche der kleinen Stufe des Schlagkolbens sowie durch die Wirkung der sich spreizenden Druckfeder vollzittder Schlagkolben einen Arbeitshub, indem er die Druckflüssigkeit aus dem unteren Schlagkolbenraum nach außen verdrängt. Am Ende dieses Arbeitshubs verstellt der Schlagkolben in die äußere Vorderstellung, in Richtung zum Werkzeug,<das Ventil>,wobei .es die Auspuffkanäle schließt undEeinen Schlag>dem mit dem Arbeitswerkzeug verbundenen Amboß,versetzt. Durch Anhalten des Schlagkolbens erfolgt in der Rohrleitung ein zweiter Druckschlag, der Wirkung unter dessen Wirkung sowie/des Uberdrucks der Flüssigkeit der Schlagkolben seinen Leerhub wiederholt und der Vorgang von neue beginnt.
  • Ein Mangel dieser hydraulischen Schlagmaschine besteht darin, daß die Stufen ihres Schlagkolbens miteinander starr verbunden sind und einen ungeteilten Körper bilden , wodurch große Energieverluste der Druckschläge in der Druckrohrleitung entstehen und daher ein besonderer Kompensator (Resonator) zur Dämpfung der Druckschläge im Hochdruckschlauch bzw. in der Rohr. ßaule, welche <Druckflüssigkeit> dieserMaschinK zuführen, erforderlich ist. Im Kompensator geht jedoch ein Teil der Energie der Druck schläge verloren. Außerdem kompliziert Konstruktion die Gegenwart eines Kompensators die / der hydraulischen Schlagmaschine und setzt ihre Betriebsstabilität herab.
  • Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Mängel.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Schlagmaschine zu schaffen, welche durch entsprechende Änderung einzelner Teile des Schlagnechanismus einen höheren Wirkungsgrad aufweist.
  • Dementsprechend wird eine hydraulische Schlagmaschine vorne schlagahin deren Gehäuse, welches Kanäle zum Durchgang von Druckflüssigkeit enthält, folgende Teile angeordnet sind: Ein Stufenschlagkolben, der sich axial bewegen kann, dessen größere Stufe an den Kopfteil der Maschine elastisch angedrückt ist und unter der Wirkung der Druckflüssigkeit sich hin- und her-und bewegt, um Arbeits- und Leerhübe auszuführen /welcher währen der Arbeitshübe auf tnenAmboß schlägt, der mit dem Werkzeug verbunden ist und im Gehäuse an der Kopfteilseite der Maschine angeordnet ist, sowie ein auf den Schlagkolben aufgesetztes ringförmiges Stufendifferentialventil, welches gleichfalls zum Verteilen der Druckflüssigkeit abwechselnd in den oberen Schlagkolbenraum und nach außen sich hin - und herbewegt. Erfindungsgemäß ist der Schlagkolben aus zwei Teilen mit verdem schiedenen Durchmessern ausgeführt, wovon der Teil mit/größeren benteil *)bildettAem Durchmesser den eigentlichen 'chlagl-ol-/ während der mlt/kleineren Durchmesser als Kolben gestaltet ist, und zwischen diesen beiden Teilen <> ein elastisches Element angeordnet<istA Es ist zweckmäßig, im geteilten Schlagkolben an der, Stirnseite, die dem hinteren Ende der Maschine zugewandt ist in seiner Längsachse einen axialen Zylinderraum auszuvordere führen, dessen Querschnitt kleiner als die / Arbeitsfläche des Schlagkolbens ist, im Gehäuse des hinteren Teils der Maschine auszubilden einen axialen Zylinderraum/und den Kolben als Hohlkörper aus zuaufweist führen, der an einer Seite einen Hohlzylinder / , welcher so angeordnet ist, daß er im genannten Zylinderraum des Schlagkolbens sich axial verstellen kann, und an der anderen Seite einen Hohlzylinder, der sich gleichfalls,im genannten Hohlraum des Gehäuses<'axiar>bewegen kann, dessen Querschnitt kleiner als die en Fläche der vorder/ Schlagkolbenseite ist, wobei die Stirnfläche des Hohlzylinders, welcher im Hohlraum des Gehäuses angeordnet die ist ist, großer als/Stirnfläche des Hohlzylinders auszuführen/, der im Zylinderraum des Schlagkolbens angeordnet ist.
  • Eine derartige technische Lösung ermöglicht die Übertragur.
  • der Druckschläge durch einen direkten Strom vonDruckflüssigeit auf den Boden der axialen Zylinderkammer des Schlagkolbens und durch den Kolben auf das elastische Element, wodurch der Wirkungsgrad der hydraulischen Schlagmaschine grobe: wird und die Notwendigkeit der Anwendung eines Kompensators zum *) weiterhin immer als "Schlagkolben" bezeichnet Dämpfen der bruck schläge in der an die Maschine angeschlossenen Druckrohrleitung entfällt. Außerdem bietet diese technische Lösung die Möglichkeit, die Maschine mit kleineren Längenmaßen aus zuführen.
  • Zweckmäßig ist es auch, an der äußeren Seitenfläche des Schlagkolbens einen Ringvorsprung und an der Innenderart fläche des Gehäuses eine entsprechende Stufe / auszuführen, dEEs beide eine ringförmige Kammer bilden, wobei in der Wandung des Gehäuses auf dieser Stufe Kanäle auszuführen sind, welche die Ringkammer in der vorderen Endstellung dieses Schlagkolbens (in Werkzeugsrichtung) mit der Außenluft verbinden,wobeiiier Schlagkolben bei seinem Leerhub mit dem genannten Ringvorsprung de durch diese Kanäle in die Ringkammer gelangende Luft zusammenpreßt und sie durch den ringförmigen Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Schlagkolben in den Hohlraum zwischen dem Schlagkolben und dem Kolben hineindrückt, wo die Druckluft die Rolle eines elastischen Elements spielt, wodurch ein automatisches Einpressen der Druckluft in den genannten Hohlraum des Gehäuses sowie die Erzeugung eines elastischen Elements ohne zusätzlichen Kompensator unter dem Schlagkolben erreicht wird, was zu einer Steigerung des Wirkungsgrads der Maschine führt sowie die Möglichkeit bietet, die Druckfeder, eine ein welche/relativ kurze Lebensdauer hat, durch/elastisches Element zu ersetzen, das praktisch nicht versagen kann.
  • Man kann auch das zwischen dem Schlagkolben und dem Kolben angeordnete elastische Element als Druckfeder erweise ausführen, welche in denjenigen Fällen zweckmäßig anzuwenden ist, wo der Einsatz von Druckluft Schwierigkeiten bereitet, beispielsweise bei der Verwendung der hydraulischen Schlagmaschi ne als Tauchgerät zum Abteufen von Tiefbohrungen, welches sich während der Arbeit in einem ersoffenen Bohrloch befindet.
  • Die Erfindung gibt eine an bet@riebssichere hydraulische Schlagmaschine/, welche sich im Vergleich zu den bekannten hydraulischen Maschinen der gleichen Art durch ihre einfache Eonstruktion, gerin£es Gesamtgewicht und ihren höheren Wirkungsgrad auszeichnet. Diese erfindungsgemäße hydraulische Schlagmaschine arbeitet effektiv als hydraulischer Hammer (Bruchsteinschläger) sowie als Hydroschläger zum Abteufen von Bohrlöchern und Tiefbohrungen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen Fig. 1 eineerfindungsgemäße hydraulische Schlagmaschine im Längsschnitt; einen Fig. 2/Schnitt nach der Linie II-II der Fig .1; Fig. 3 die erfindungsgemäße hydraulische Schlagmaschine, in welcher die Stirnfläche ihres Kolbens, z evandt dem hinteren Endteil der Maschine, bei den Arbeits- und Leerhüben des Kolbens <->an das Gehäuse<nicht> angedrückt ist; Fig. 4 eine erfindungsgemäße Schlagmaschine als hy -draulischer Schlaghammer (Brechsteinschläger) im Längsschnitt; Fig. 5 die Baugruppe "A" in Fig. 4, vergrö3ert; Fig. 6 die Baugruppe "B" in Fig. 4, vergrößert.
  • Die in Fig. 1,2 und 3 dargestellte hydraulische Schlagmaschine kann beim Einsatzdin ihrem KopSteip eines entsprechenden Werkzeugs als hydraulischer Schlaghammer (Brechsteinschläger) und als hydraulischer Schlager zum Abteufen von Bohrlöchern und Tiefbohrungen mit Hilfe eines das Werkzeug antreibenden Drehwerks verwendet werden.
  • Diese hydraulische Schlagmaschine hat ein am Kopfteil anliegendes Stufengehäuse 1 und ein an ihrem hinteren Endteil anliegendes Gehäuse 2, wobei diese beiden Gehäuse miteinander verbunden sind.
  • In den Gehäusen 1 und 2 sind axialverstellbar ein Sdiagkolben 3 von größerem Durchmesser lm Kopfteil der Maschine sowie ein Kolben 4 von kleinerem Durchmesser 1m hinteren Endteil der Maschine angeordnet.
  • Zwischen dem Schlagkolben 3 und dem Kolben 4 ist eine zylir drische Druckfeder 5 angeordnet.
  • Im Gehäuse 1 <seitens des Maschinenkopfteils> ist <-> ein Amboß 6 angeordnet, welcher mit einem Arbeitswerkzeug 7 zum Abteufen von Bohrlöchern und Tiefbohrungen verbunden ist.
  • Während der Arbeit der Maschine übt der Schlagkolben 3 mit seiner dem Maschinenkopfteil zugewandten Stirnfläche auf den Amboß 6 einen Schlag aus, welcher durch das Werkzeug 7 den Schlag auf den zu zerstörenden Gè g stand überträgt.
  • Das Gehäuse 1 ist mit einem Deckel in Form einer Schlitzmutter 8 verschlossen, welche den Amboß 6 aufnimmt. In der Schlitzmutter 8 und im Amboß 6 sind Auspuffkanäle 9 vorgesehen. Im Gehäuse 1 sind Kanäle 10 und 11 sowie eine ringförmigc Nut 12 ausgeführt.
  • Im Gehäuse 2 sind Kanäle 13,14,15, ein Hohlraum 16 und ein Stutzen 17 vorgesehen, welche, mit Ausnahme des Kanals 15, in Verbindung mit dem Kanal 11 und der Ringnut 12 für die Zufuhr der Druckflüssigkeit in den hiStrenbzw.vorderen Schlagkolbenraum der Maschine dienen.
  • Der Kanal 15 verbindet<mit der AußenlufQ den hinteren ringförmigen Schlakolbenraum 15a des Gehäuses 2, welcher der Wir -kung der Druckflüssigkeit nicht ausgesetzt ist, Dadurch ist die Bildung eines Wasserpolsters im genannten Hohlraum infolge Durchsickerns der Druckflüssigkeit aus dem Maschineninnern durch die Dichtungsmanschettenl(auseschlossenY, welches die Bewegung des Schlagkolbens 3 bei seinem Leerhub (in Richtung vor weg Werkzeug/) bremsen könnte, < - >.
  • Das Maschinengehäuse 2 wird durch den Rohrstutzen 17 mit der Rohrsäule (in den Zeichnungen nicht dargestellt) ver bunaen , durch welche die Druckflüssigkeit der Maschine zugefuhrt wird. Mit Hilfe einer Rohrxäule wird die hydraulische Schlagmaschine von einem besonderen Drehwerk (in den Zeichnungen nicht dargestellt), welches an der Mündung des abzuteufenden Bohrlochs angeordnet ist, gedreht.
  • Beim Einsatz der Maschine als hydraulischer Hammer zum Einrammen von Pfählen, für Freiform- und Gesenkschmiedearbeiten, zum Zerschlagen formloser Massen ist kein Drehwerk erforderlich, und in diesen Fällen wird der Rohrstutzen 17 mit der Druckrohrleitung durch einen Spezialpanzerschlauch (nicht dargestellt) verbunden. Im Gehäse 1 ist auf dem Schlagkolben 3 ein ringförmiges Differentialventil 18 mit einem inneren exzentrischen Ringvorsprung 19 und mit Kanälen 20 angeordnet, welche zum Durchgang der Druckflüssigkeit in den vorderen Schlagkolbenraum der Gehäuse 1 und 2 zum Ausrühren eines Leerhubs in Richtung vom Werkweg zeug/bestimmt sind.
  • weist Der Schlagkolben 3 / in seinem Kopfteil einen ßingvorsprung 21 und im hinteren Endteil eine axiale zylindrische Kamauf mer 224 deren Querschnitt kleiner als der Querschnitt seiner voi deren Schlagkolben-Arbeitsfläche ist.
  • Im Gehäuse des hinteren Endteils der Maschine ist ein axialer Zylinderraum 16 ausgeführt. Der Kolben 4 ist als Hohlkörper ausgeführt und hat an einer Seite einen Hohlzylinder 4a, der so angeordnet ist, daß er sich im Zylinderraum 22 des Schlagkolbens 3 axial bewegen kann, und an der anderen Seite einen Hohlzylinder 4b, der ebenfalls so angeordnet ist, daß er sich im Hohlraum 16 des Gehäuses axial bewegen kann.
  • diese Der Querschnitt des Hohlraums 16 ist kleiner alsvordereSchlag kolbenfläche, wobei die Fläche der Stirnseite 4c des Hohlzylinders 4b, welcher im Hohlraum 16 des Gehäuses 2 angeordnet ist, die Fläche der Stirnseite 4d des Hohlzylinders 4a übersteigt, welcher im zylindrischen Hohlraum 22 des Schlagkolbens 3 angeorc net ist.
  • Bei einer derartigen Konstruktion der Maschine entfällt die Notwendigkeit der Verwendung eines besonderen Geräts (eines Resonators) zum Dämpfen der Druck schlage, welches gewöhnlich der in einer gewissen Entfernung von der Schlagmaschine ir/Rohrleitung zur Zufuhr der Druckflüssigkeit in die maschine angeordnet wird. Dabei steigt der Wirkungsgrad der Maschine, da die Druckschläge bei den Arbeits- und Leerhüben des Schlagkolbens 3 ihre Energie durch den Kolben 4 auf die Feder 5 übertragen, welche ihrerseits diese Energie auf den Schlagkolben 3 bei dessen Arbeitshub effektiv überträgt.
  • Der innere Ringvorsprung 19 des Ventils 18 ist exzentrisch zur Längsachse der Maschine ausgeführt, und sein Innendurchmesser übersteigt den Durchmesser des Ringvorsprungs 21 des Schlagkolbens 3 um SpaltZbreite bei Laufsitzanordnung.
  • Diese Ausführung ist dazu vorgesehen, dala das Ventil 18 durch den Ringvorsprung 21 auf den verjüngten Teil des Schlagkolbens 3 außerhalb der Maschine aufgesetzt werden kann, jedoch ohne von diesem Teil des Schlagkolbens in der zusammengebauten Maschine während ihrer Arbeit abgleiten zu können, da es mit seinem Vorsprung 19 am Vorsprung 21 des Schlagkolbens anstößt und dadurch angehalten wird. Dank der Ausführung des Ventils 18 mit einem exzentrischen Vorsprung trennt der Schlagkolben weg 3 am Ende seines Leerhubs (in Richtung vom Werkzeug d das Ventil 18 vom Amboß 6.
  • Die in Fig. 4,5 dargestellte hydraulische Schlagmaschine kann nur als hydraulischer Hammer (Brechsteinschläger) zum Zerstören formloser Massen (Brechgut), ferner für Metallschmiedearbeiten, zum Einrammen von Pfählen u.dgl. verwendet werden. Die Schläge auf den zu zerstörenden Körper bewirkt diese Maschine mit der Stirnfläche des Kopfteils des Schlagkolbens 3.
  • Nach seiner Bauart unterscheidet sich der hydraulische Hammer nur wenig von der in Fig. 1 bis 3 dargestellten hy -draulischen Schlagmaschine.
  • Im exzentrischen Ringvorsprung 19 des Differentialventils 18 des hydraulischen Hammers sind zusätzliche Ranäle 23 für den Durchgang der Druckflüssigkeit vorgesehen. Der Schlagkolben 3 ist mit einem zusätzlichen Ringvorsprung 24 und zusätzlichen Dichtungsmanschetten 25,26 und das Gehäuse 2 ist mit einer ihm entsprechenden zusätzlichen Stufe 27 ausgeführt und hat Saugkapaaren näle 28. Zwischen den Gw.simanschetten/ 29 und 30 der Außen und Innenfläche des Schlagkolbens 3, welche zwei verschiedene Medien (Flüssigkeit und Druckluft) abdichten, sind Ringnuten 31 und 32 hergestellt, welche untereinander und mit der Außenluft durch Kanäle 33,34,35,36 verbunden sind. Diese Ausführungsart dient zur Ableitung der durch die Manschetten 29a, 29, 30a, 30 nach außen durchgesickerten Flüssigkeit, damit sie in den Aufnahmeraum 37<nichi gelangen kann, welcher mit Druckluft gefüllt ist, die aus der Atmosphäre mit Hilfe des Ringvorsprungs 24 des Schlagkolbens 3 eingepreßt wird, der sich mit der Manschette 25 im ringförmigen Hohlraum 38 der zusätzlichen Stufe 27 des Zylinders 2 bewegt.
  • Das Einpressen von Druckluft erfolgt beim Leerhub des Schlagkolbens 3 durch einen Ringspalt 38a (Fig. 5) zwischen dem Gehäuse 2 und dem Schlagkolben 3 und weiter durch die Manschette 26, welche mit ihren Rändern dem Aufnahmeraum 37 zugewandt ist und als Rückschlagventil dient. Im Gehäuse 2 ist an der Stelle seines Aufnahmevrawns 37 ein Rohrstutzen 39 vorgesehen, welcher ein Sicherheitsventil (eine Entlastungsklappe) 40 enthält, das auf einen bestimmten Druck der Preßluft im Hohlraum 37 durch die Mutter 41 mit dem Kanal 42 eingestellt und fixiert werden kann. Der Deckel 43 wird mit Hilfe eines Bolzens 44 geschlossen. In diesem Bolzen ist eine Durchgangsöffnung 45 vorgesehen, welche zur Befestigung eines Seils (nicht dargestellt) dient, an dem der hydraulische Hammer während der Arbeit ausgehängt wird.
  • Im Deckel 8 des Gehäuses 1 ist vor dem Ventil 18 ein Ringvorsprung 46 (Fig. 4,6) ausgeführt, welcher von außen einen dem Werkzeug zugewandtenvorderen Vorsprung 47 des Ventils 18 umfaßt und zwischen seiner inneren Oberfläche und der äußeren Seitenfläche des vorderen Vorsprungs 47 des Ventils 18 einen Ringspalt 48 zum Durchgang der Flüssigkeit bildet. Dadurch kann das Ventil zu Beginn seines Rücklaufs in der Richtung des hinteren Endteilsder Maschine so lange arbeiten, bis die Kanäle 20 bei einem beliebig gröberen Querschnitt der Auspuffkanäle 9 und maximalem Druck der Preßluft im Aufnahme raum 37 überdeckt werden, wodurch der Wirkungsgrad und die Betriebssicherheit der Maschine ansteigen. Der Wert "h" der Erhebung des Vorsprungs 46 über der Anl.agefläche des Ventils 18 sm den Deckel 8 soll gleich bzw. 1,5 bis 2,mal größer als die lichte Weite der Offnungen 20 des Ventils 18 sein. Die Querschnittsfläche des Ventils 18 ist an der Stelle seines Vorsprungs 47 größer als seine Querschnittsfläche im hinteren Endteil.
  • Im Deckel 43 (Fig. 4) des Gehäuses 2 ist eine zusätzliche Stufe 49 ausgeführt, in welche ein zusätzlicher Ringvorsprung 50 des Hohlkolbens 4 eingeht. Die durch Druck nichtlrompensierte Fläche des Ringvorspruags 50 befindet sich im ringförmiger Hohlraum 51 des Deckels 43, welcher durch die Kanäle 52 mit der Außenluft verbunden ist. Die zusätzliche Stufe 49, der Vorsprung 50 sowie der Hohlraum 51 mit den Kanälen 52 sind nur im Falle des Ersetzt der Feder durch Druckluft bzw. durch einen anderen gasförmigen stoff erforderlich, dessen Druck immer kleider ner als/Druck der Arbeitsflüssigkeit sein muß, damit man den Schlagkolben 3 bei seinem Leerhub in Richtung des hinteren Endteils der Maschine zurückführen kann, und darum muß die Stirnfläche des Hohlkolbens 4, welche sich unter der Wirkung von Druckluft bzw. eines anderen Gases befindet, größer als die Flächendifferenz seiner Stirnseiten sein, die sich unter der Wirkung der Druckflüssigkeit befinden, da nur unter dieser Bedingung der Kolben 4 in den Zeitabschnitten zwischen den Druck schlägen sich in der Endstellung halten kann, welche in Fig. 4 gezeigt wird und für ein normalesArbeiderMaschine erforderlich ist.
  • Für die Beschreibung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Maschine wird als Anfangsstellung die in Fig. 1 dargestellte Position angenommen.
  • In dieser Lage ist das Ventil 18 an den Amboß 6 angedrückt, wodurch die Auspuffkanäle 9 geschlossen sind, die Kanäle 20 liegen gegenüber der Ringnut 12; darum ist der vordere Schlagkolbenraum der beiden Gehäuse 1 und 2 durch die Kanäle 20, die Ringnut 12, die Kanäle 11, 13, 14 mit den zylincirischen £fohlräumenl6 und 22 und der Druckrohrleitung (der Rohs säule bzw. des Panzerschlauchs) verbunden.
  • Aus der Druckrohrleitung (nicht dargestellt) durch den Rohrstutzen 17 gelangt Druckflüssigkeit in die zylindrischen Hohlräume 16, 22 sowie durch die Kanäle 14, 13, 11, 12, 20 in den vordere Schlagkolbenraum der beiden Gehäuse 1 und 2, zieht den SchLgkolben 3 zurück (nach rechts in der Zeichaung), da die Flächen seiner von der Druckflüssigkeit umspülten Stirnseiten nicht gleich sind: Die voruereStirnfläche des Schlagkolbens ist größer als die hintere,vuelche der Querschnittsfläche der Axialkammer 22 entspricht. Dabei bewirkt der Schlagkolben 3 einen Leerhub und drückt die Feder 5 zusammen.
  • Sobald der Schlagkolben 3 die vorgegebene Strecke zurückgelegt hat, streift er mit seinem Ringvorsprung 21 den inneren exzentrischen Ringvorsprung 19 des Ventils 18, trennt das Ventil vom Amboß 6 und öffnet die Auspuffkanäle 9.
  • Daraufhin setzt das Ventil 18 seine Rückwärtsbewegung selbständig unter der Wirkung der Druckflüssigkeit fort, welche aus dem vorderaz Schlagkolbenraum infolge der Flächendifferenz des Schlagkolbens der entgegengesetzten Stirnflächen/ausfließt, eie der der Wirkung der Druckflüssigkeit nicht zusCesetzten Fläche des Ventils 18 entspricht, die sich im ringförmigen Zwischenraum 18a des Gehäuses 1 befindet, der seinerseits durch die Kanäle 10 mit der Außenluft. verbunden ist.
  • wärts Zu Beginn des Rüc angs des Ventils 18 verstellen sich seine Kanäle 20 gegenüber der Ringnut 12 und werden schnell durch die zylindrische Wandung des Gehäuses 1 überdeckt, der Schlagkolben hält an, und über ihm sowie in der DruckrohrleitunL erfolgt ein Druck schlag, welcher auf den Schlagkolben 3 durch die großereStirnfläche 4c des Kolbens 4 und die Feder 5 sowie direkt durch den Boden seiner Axialkammer 22 auf den Schlagkolben 3 übertragen wird.
  • Unter der Wirkung des brust schlags und des Überdrucks der Flüssigkeit auf den Boden der Kammer 22 sowie unter der Wirkung der sich spreizenden Feder 5 schnellt der Schlagkolben 3 vorwärts (nach links in der Zeichnung), verdrängt die Flüssigkeit aus dem V°rdetnSchlagkolbenraum der beiden Gehäuse 1 und 2 nach außen durch den geöffneten Ring spalt zwischen dem Gehäuse 1 und dem AmboB 6 und weiter durch die Auspuffkanäle 9.
  • Dabei stößt der Schlagkolben 3 auf das unter dem Druck der austretenden / slüssigkeit sich ihm entgegen bewegende Ventil 18, zieht es mit sich, schlägt auf den Amboß 6, welcher mit dem Arbeitswerkzeug 7 verbunden ist, drückt das Ventil 18 an den Amboß 6 an, wodurch das Verdrängen der Flüssigkeit aus dem vorderen Schlagkolbenraum der beiden Gehäuse 1 und 2 nach außen unterbrochen wird, und in der Druckrohrleitung erfolgt v;ieder ein Druckschlag, welcher durch die Kanäle 20 des Ventils 18 in den vorderen Schlagkolbenraum der Zylinder 1 und 2 iibertragen wird.
  • Unter der Wirkung des Druckschlags und des Überdrucks ht der Flüssigkeit vollzie/ der Schlagiolben 3 wieder einen Leerhub und der Vorgang wiederholt sich von neuem.
  • Die in Fig. 3 dargestellte hydraulische Schlagmaschine ist ebenso, wie diednach Fig. 1>obenbeschriebene Maschine<->wingerichtet und wirkt nach dem gleichen Arbeitsprinzip, mit nicht dem Unterschied, daß die Feder 5 (Fig. 3)/en Kolben 4/an den hinteren Endteil des Gehäuses beim Arbeits- und Leerhub des Schlagkolbens 3, auch in der hinteren äußeren (in Richtung vom Werkzeu; ztellung des Schlagkolbens 32 herandrückt, wodurch der Kolben 4 einen freien Rücklauf hat, welchen er gemeinsam mit dem Schlagkolben 3 und der Feder 5 beim Leerhub des Schlagkolbens ausführt. Nur in den außeren Endstellungen des Schlagkolbens 3, wenn Druck schlage entstehen, spielt der Kolben 4 mit der Feder 5 die Rolle eines Kompensators zum Dämpfen der Ibucischläge. Die gedämpfte Energie der Druckschläge wird durch die Feder 5 auf den Schlagkolben 3 übertragen, welcher sie auf den Amboß 6 überträgt, gleichzeitig mit der Energie der Druck schläge und des Überdrucks der Flüssigkeit, welche durch den Boden der Kammer 22 übertragen werden.
  • Der Wirkungsgrad sowie andere Faktoren der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante weiReAkeine Vorzüge im Vergleich zu den Kennwerten der in Fig. 1 dargestellten Maschine auf. Sie läßt sich<zweckmäßig?nur in den Fällen<erwenden, wo die Maschine mit einem kleinem Querschnitt zwn äußerst Abteufen von Bohrlöchern mit/geringem Durchmesser (etwa 70-80 mm) ausgeführt ist.
  • In diesem Falle ist die vordere Fläche des Schlagkolbens 3 nur etwas größer als dessen hintere Fläche, und darum kann die Druckkaft der Flüssigkeit, welche auf den Schlagkolben 3 bei evtuell seinem Leerhub einwirkt,/nicht ausreichen, um den Widerstand der nach dem in Fig. 1 dargestellten Prinzip angeordneten Feder zu überwinden. Infolgedessen ist es gegebenenfalls zweckmäßig, die Anordnung des Kolbens 4 ohne dessen Andrücken durch die Feder 5 an den hinteren Teil des Gehäuses 2 auszuführen und eine bestimmte Strecke für seinen freien Rücklauf vorzusehen, welche die Hub länge des Schlagkolbens 3 übersteigt, d.h. so, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.
  • Die in Fig. 4 dargestellte hydraulische Schlagmaschine arbeitet nach dem gleichen Prinzip, wie die in Fig. 1 und 3 dargestellte Maschine, mit dem Unterschied, daß der Schlagkolben 3 Schläge auf das zu zerstörende Objekt unmittelbar mit seiner vorderen Stirnseite ausübt, vährend die in der Maschinenvariante gemäß Fig. 1 und 3 vorgesehene Druckfeder 5- in der Ausführung laut Fig. 4 durch Druckluft ersetzt ist, welche durch den Schlagkolben 3 bei seinem Leerhub in den über dem Schlagkolben liegenden Aufnahmeraum 37 des Gehäuses 2, der mit der Druckflüssigkeit nicht in Berührung kommt, automatisch hineingepreßt wird.

Claims (4)

  1. PATEN TANSP RUCHE
    0 Hydraulische Schlagmaschine, in deren Gehäuse, welches Kanäle zum Durchgang von Flüssigkeit aufweist, axial beweglich (angeordnet sind) an Stufenschlagkolben, der mit er seiner größ/en Stufe an den Kopfteil der Maschine elastisch angedrückt ist und unter der Wirkung von Druckflüssigkeit <-> hin- und berbewegvbar ist <zu Arbeits- und Leerhüben> und bei den Arbeftahüben auf einen Amboß schlägt, der mit einnArbeftswekzeug verbunden ist, das im Gehäuse am Kopfteil der Maschine angeordnet ist, sowie ein auf den Schla.gventil <-2 kolben aufgesetztes ringförmiges Stufendifferential /, welches bar ist gleichfalls hin- und herbeweg/, um Druckflüssigkeit in den unteren Schlagkolbenraum bzw. nach außen zu lassen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schlagkolben in zwei Teile mit verschiedenem Durchmesser geteilt ist, von denen der eine Teil mit größerem Durchmesser dei eigentlichen / Schlagkolben (3) bildet und der andere mit kleinerem aus- ist, daß Durchmesser als Kolben (4)/geataltet/ und/zwischen ihnen ein elastisches Element angeordnet ist.
  2. 2. Hydraulische Schlagmaschine nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Schlagkolben (3) seitens der dem hinteren Endteil der Maschine zugewandten Stirnfläche in seiner Längsachse ein axialer Zylinderraum (22) ausgeführt ist, dessen Querschnittsfläche klei-und ner als die vcrdem Arbeitsfläche des Schlagkolbens ist,zim Gehäuse (2) des hinteren Endteils der Maschine ein zylindrias gebildet ist scher Axialraum (16)/und der Kolben (4) als Hohlkörper ausgefuhrt ist und an der einen Seite einen Hohlzylinder (4a)aufweist der <angeordnet ist) im Zylinderraum (22) des Schlagkolbens (3) axial verstellbar <-> und an der anderen Seite einen Hohlzylinder (4b), ter.im axialen Zylinderraum (16) des Gehäuses (2)'Roleichfnlls axial verstellbarS angeordnet ist, dessen Querschnittsfläche kleiner als die vorderc- Fläche des Schlagkolbens ist, wobei die Fläche der Stirnseite(4c)des Hohlzylinders (4b), welcher im axialen angeordnet ist, Zylinderraum (16) des Gehäuses (2)/größer als die Fläche der Stirnseite (4d) des Hohlzylinders (4a) ist, der im Zylinderraum (22) des Schlagkolbens (3) anbeordnet ist.
  3. 3. Hydraulische Schlagmaschine nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an der seitlichen Außenfläche des getrennten Schlagkolbens (3) ein Ring-Vorsprung (24) und an der Innenfläche des Gehäuses (2) eine entsprechende Stufe (27) ausgeführt sind, welche gemeinsam eine Ringkammer (38) bilden, wobei in der Wandung des Gehäuses (2) auf dieser Stufe (27) Kanäle (28) ausgerührt sind, welche die Ringkammer (38) mit der Außenluft in der äußeren vorderen -in Richtung zum Arbeitswerkzeug Stellung des Schlagkolbens (3) verbinden, der bei seinem Leerhub mit Hilfe des Ringvorsprungs (24) die durch die Kanäle (28) in die Ringkamme: C38) eingedrungene Luft komprimiert und sie durch den Ringspalt (38a) zwischen dem Gehäuse (2) und dem Schlagkolben (3) in den Hohlraum (37) des Gehäuses (2) zwischen dem Schlagkolben (3) und dem Kolben (4) hineinpreßt.
  4. 4. Hydraulische Schlagmaschine nach Anspruch n oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das zwischen dem Schlagkolben (3) und dem Kolben (4) angeordnete elastische Element als Druckfeder (5) ausgeführt ist.
    L e e r s e i t e
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0047944A1 (de) * 1980-09-11 1982-03-24 Alfred Paikert Schlag- und Bohrvorrichtung

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GB460633A (en) * 1935-07-31 1937-02-01 John Holloway Improvements in or relating to power hammers or the like
US2624177A (en) * 1945-02-08 1953-01-06 Charles F Warren Jr Hydraulic impact tool
SU365455A1 (ru) * 1970-07-02 1973-01-08 Гидроударник

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