DE2643483B2

DE2643483B2 - Hydraulischer Schlagapparat

Info

Publication number: DE2643483B2
Application number: DE2643483A
Authority: DE
Inventors: Pekka Tampere Salmi (Finnland)
Original assignee: Tampella Oy AB
Current assignee: Tampella Oy AB
Priority date: 1975-10-20
Filing date: 1976-09-27
Publication date: 1980-02-07
Also published as: GB1516566A; SE7611592L; AT348967B; JPS5250901A; ATA726776A; FR2328547B1; FI752909A; FI56430C; SE411431B; US4070949A; CH597776A5; DE2643483A1; JPS5543866B2; FR2328547A1; DE2643483C3; FI56430B

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schlagapparat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem bereits früher vorgeschlagenen hydraulischen Schlagapparat fließt dann, wenn sich das Steuerventil und der Kolben in ihrer unteren Lage befinden, das Hydraulikmittel von dem unleren /ylinderraum durch den Kanal des Kolbens in den Teil des Stcucrventilraiims, der von dem Gehäuse, dem Kolben und dem unteren Ende des Steuerventils begrenzt ist. Dabei verschiebt sich das Steuerventil in seine obere Lage, und der genannte Teil des Steiierventilraums wird mit Hydratilikmiltcl gefüllt. Wenn sich der Kolben weit genut nach oben bewegt, öffnet sich der aus dem unter dem Steuerventil befindlichen Raum führende Auslaßkanal, wobei das Steuerventil beginnt, sich abwärts zu bewegen und dabei die Druckflüssigkeit vor sich her aus dein genannten Raum in den Auslaßkanal zu verdrängen. Dieses in den AuslaBkanal eintretende Hydraulikmittel wird nicht mehr nutzbringend zum Antrieb des Apparates verwendei, sondern geht verloren. Dadurch ergibt sich für diese vorgeschlagene Konstruktion dann ein wesentlicher Nachteil, wenn mit relativ großen Hydraulikmittelvcrlustcn gerechnet werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, den .Schlagapparat der genannten Art so auszubilden, daß die Menge des zur Bewegung des Steuerventils in Richtung nach hinten benötigten Hydraulikmittels und dementsprechend auch die sonst als verloren anzusehende Menge erheblich vermindert wird, ohne daß dadurch die Funktionsweise des Steuerventils beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs auf vorteilhafte Weise gelöst
Da der von der vorderen Stirnfläche des Sieuerteils

ίο und der hülsenförmigen Verlängerung begrenzte Teil des das Steuerventil aufnehmenden Raumes kleiner ist als der von der vorderen Stirnfläche des Steuerventils und dem einen Kolbenflansch begrenzte Teil des Steuerventilsraums bei der älteren Konstruktion, ist auch die während der Bewegung des Steuerventils von der rückwärtigen in die vordere Lage ausströmende Hydraulikmittelmenge kleiner, so daß im Vergleich zu der bereits früher vorgeschlagenen Konstruktion eine Einsparung an Hydraulikmittelmenge von etwa 10% erreicht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäOen Schlagapparai im Längsschnitt, wobei der Kolben am Ende eines Arbeitsschlages dargestellt ist.

Fig. 2 entsprich: Fig. I, aber hierbei ist der Kolben am Anfang eines Arbcitsschlages dargestellt.

Ein Kolben, dessen Referenznummer 27 ist und der

ίο einen Schaft 5, einen Flansch 4 und eine Verlängerung 18 aufweist, ist hin- und herbeweglich in einem Zylinderraum eines Gehäuses 1 untergebracht, welcher Raum aus einem Zylinderraum vor dem Flansch 4. d. h. einem vorderen Raum 8. und einem Zylinderraum

>■> rückwärts des Flansches 4, d. h. einem rückwärtigen Raum 10, besteht. Wahrem! der Kolben 27 sich hin- und herbewegt, schlägt er gegen ein Werkzeug 2. Wenn das Werkzeug 2 nicht da ist, wird der Kolben 27 in einem Dämpferraum 21 angehallen, den (!er Flunsch 4 in seiner

•»η äußersten Lage schließt, wobei der Druck im Dämpferraum hoch genug ist, um die Bewegung des Kolbens anzuhalten. Ein für die Verlängerung 18 vorgesehener Zylinderraum 17 verbindet über einen Kanal 26 den hinteren Raum 10 mit einem Einlaßkanal 9. wenn sich

ή der Kolben 27 seinem hinteren Wendepunkt nähert.

Der Schlagapparat ist von einem Spülrohr 23 durchzogen, das Spülmittel in eine im Werkzeug 2 befindliche Bohrung leitet. Ein Driickschlauch, der dem Apparat Druckflüssigkeit zuführt, kann an eine Verscliraiibung 24 und ein Aiislulischlauch entsprechend an eine Verschraubung 25 angeschlossen werden. An der Verschraubung 24 fängt im Gehäuse 1 des Schlagapparates der EinlaUkanal 9 an. der zu dem vorderen Raum 8 und dem hinteren Raum 10 sowie zu einem Druckakkii-

os nullator 19 führt. Zweck des Akkumulators ist es, die Strömtingsmcngen und Driickabwcichungcn auszugleichen. Der Einlaßkanal 9 steht in kontinuierlicher Verbindung mit dem vorderen Kaum 8 und über ein Steuerventil 34 und einen Zylinderraum 17 der

Mi Verlängerung 18 und dein Kanal 26 mit dem hinteren Kaum 10. Im Kolben 27 ist die ständig unter Druck liegende Unterfläche des Flansches kleiner bemessen als die Oberfläche. Wenn Druckflüssigkeit in den hinteren Kaum 10 fließt, bewegt sich der Kolben 27 nach

h5 vorn. Wenn der hintere Raum 10 zu einem Auslaß offen ist, bewegt sich der Kolben 27 nach hinten.

Das hülsenförmige Steuerventil, dessen Referenzntimmer 34 ist, bewegt sich in einem Raum, der sich in

dem Gehäuse 1 unmittelbar neben den Teilen der Zylinderräume 8,10 befindet, in denen sich der Flansch 4 des Kolbens 27 bewegt. Zu dem Steuerventil 34 gehören ein Steuertei! 35 und eine an dessen vorderem Ende fest angeschlossene hülsenförmige Verlängerung 36. Der Innendurchmesser der hülsenförmigen Verlängerung 36 entspricht dem Innendurchmesser des Steuerteils 35, aber ihr Außendurchmesser ist kleiner als der AuGendurchmefier des vorderen Endes des Steuerteils 35. Dabei besteht die einem Druck ausgesetzte Fläche des vorderen Endes des Steuerteils 35 aus einer ringföimigen vorderen Fläche 44, deren Innendurchmesser ebensogroß ist wie der Außendurchmesser der hülsenförmigen Verlängerung 38 und deren Außendurchmesser ebensogroß ist wie der Außendurchmesser des vorderen Endes des Steuerteils 35. Ein Raum 37 des Steuerteils 35 des Steuerventils 34 und der vordere Raum 8 befinden sich in dem Gehäuse 1, so daß zwischen ihnen eine Enge 38 bleibt. Die zylindrische Außenfläche 41 der hülsenförmigen Verlängerung 36 des Steuerventils gleitet an der zylindrischen Innenfläche 42 der Enge 38 entlang. Die hü!s:nförmige Verlängerung 36 ist so lang, daß sie unabhängig von der Lage des Steuerventils 34 immer mit der zylindrischen Innenfläche42 der Enge38 in Berührung ist.

Die Zusammenarbeit des Steuerventils 34 und des Kolbens 27 funktioniert prinzipiell gleich wie bei dem genannten alteren Schlagapparat.

Um es möglich zu machen, daß, wenn der Kolben 27 in seiner vorderen Lage oder danach ist, die ω Druckflüssigkeil in den Teil des Raums 37 des Steuerteils des Steuerventils fließen kann, der von dem Gehäur.e 1, der vorderen Fläche 44 des Stcin-rtcils und der hülsenförmigen Verlängerung 36 begrenzt ist, sind in der Verlängerung 36 öffnungen 40 ausgeformt r> worden. Zu demselben Zweck ist in dem Flansch 4 des Kolbens ein Kanal 43 ausgeformt worden, der ringförmig ist, damit die Druckflüssigkeil aus dem vorderen Raum 8 dem Kanal 43 entlang durch die öffnungen 4'.' in den Raum 37 fließen kann, wenn der w Kolben 27 in seiner vorderen Lage ist, und unabhängig davon, daß der Kolben 27 sich frei um seine Längsachse drehen kann. Wenn die vordere Fläche 44 des Stcucrteils auf die oben erklärte Weise einem vollen Net/druck ausgesetzt wird, der zugleich natürlich auch 4 auf die vordere Fläche 39 de/ hülsenförmigen Verlängerung wirkt, bewegt sich das Steuerventil 34 nach hinten, weil das gesamte Areal der vorderen Flächen 39 und 44 größer ist als das Areal 12 der hinteren Flache des Steu crtcils. Wenn das Steuerventil vi

34 weit genug hinten ist, wie in Fig. 1, kann die Flüssigkeil aus dein hinteren Raum 10 durch die öffnung 15 in dem Steuerventil 34 und den Auslaßkanal II·'/ in den Aiisströmungskanal 3 fließen. Gleichfalls sind die Öffnungen 16 /um Auslaßkanal 11 b geöffnet. M

Fig. I stellt eine Situation dar, wo der Kolben nach Aufschlagen auf das Werkzeug seine Kehrbewegung beginnt. Das .Steuerventil 14 ist in seiner hintersten Lage im Dämpfer 20 angehalten. Die Druckverbindung /wischen dem Finlaßkanal 9 und dem hinteren Raum 10 mi ist vollständig unterbrochen, während die Verbindung /u dem Ausströmungskanal 3 durch die öffnung 15 und den Auslaßkanal ILi offen ist. Der Druck in dem vorderen Raum 8 wirkt auf den Kolben 27 und verschiebt ihn nach hinten. Der Raum 37 des Steuerteils h^r>

35 des Steuerventils steht über die Kanäle 43 in dem Flansch 4 des Kolbens ..tit dem vorderen Raum 8 in Verbindung.

Anfangs beschleunigt sich die Geschwindigkeit der Kehrbewegung des Kolbens, wenn die Flüssigkeit durch den Kanal 15 und den AuslaQkanal 11 a aus dem hinteren Raum 10 in den Auslaßkanal 3 fließt Die Beschleuni gung nimmt ab, und schließlich wird die Bewegung des Kolbens langsamer, wenn eine hintere Kante 29 des Flansches 4 des Kolbens die Strömung in die öffnung 15 zu drosseln anfängt, wobei der Druck in dem hinteren Raum 10 zu steigen anfängt Ein Teil 33 der Verlängerung 18 des Kolbens öffnet die Verbindung von dem hinteren Raum 10 zum Einlaßkanal 9 durch den Kanal 26, wenn eine vordere Kante 30 des Teils 33 der Verlängerung eine vordere Kante 32 des Kanals 26 erreicht. Damit der Druck im hinteren Raum 10 den durchschnittlichen Druck auf der Druckseite des Schlagapparaies nicht weit übersteigt, geschieht dies schon ein wenig, bevor der Flansch 4 des Kolbens die Verbindung zum Kanal 15 vollständig unterbricht, welches geschieht, wenn eine hintere Kante 29 des Flansches 4 des Kolbens eine hinf-e Kante 31 der öffnung !5 erreicht.

Wenn die öffnung 15 geschlossen wird, hört der Auslaß zum Auslaßkanal lla auf, und der Kolben 27 bewegt sich weiter mit abnehmender Geschwindigkeit. Die Flüssigkeit, die der Schlagkolben wahrend seiner Bewegung beseitigt, strömt durch den Kanal 26 in j-.-n Einlaßkanal 9 und wird in dem Akkumulator 19 gespeichert.

Das Steuerventil 34 fängt an, von semer hinteren in seine vordere Lage sich dann zu bewegen, wenn der Kolben sich so weit nach hinten bewegt hai. daß die Druckflüssigkeit von dem Raum 37 vorwärts der vorderen Fläche 44 durch die öffnungen 40 .Jen Kanal 43 und die Öffnungen 16 in dem Steuer eil in den Auslaßkanal lli> fließen Kann. Die Bewegung des Steuerventils nach vorn auf die oben erklärte Weise ist möglich, weil das ununterbrochen dem 'vollen Druck ausgesetzte Areal der vorderen Mache 3" der hülsenförmigen Verlängerung kleiner ist als das ebenfalls ununterbrochen dem vollen Druck ausgesetzte Are^l des hinteren Endes 12 des Steuerteils. Wenn das Steuerventil 34 in seiner vorderen Lage ist. unterbricht es die Verbindung zwischen den Öffnungen 15 und dem Auslaßkanal 11a und /wischen den Öffnungen 16 und dem Auslaßkanal 1 \b.

In Fig. 2 steht der Kolben 27 im Begriff, ",einen Arbeitsschlag anzufangen. Der hinlere kaum IO wird von dem Einlaßkanal 9 durch den Kanal 26 und den Zylinderraum 17 der Kolbenverlängerung und durch die von dem Steuerventil 14 geöffnete ringförmige öffnung mit der Druckflüssigkeit gefüllt. Wenn der Kolben sich weit genug nach vorn bewegt hat. unterbricht dit,-vordere Kante 30 des Teils 33 der Kolbenverlangerung Ib die Verbindung von dem F.inlaßkanal 9 über den Kanal 26 zu dem hinleren Raum 10. Das Steuerventil 34 ist in seiner vorderen Lage von dem Dämpfer angehalten worden. Während der Kolben 27 sich nach vorn bewegt, öffnet er kurz vor dem Schlag die Verbindung von den vorderen Raum 8 /u dem Raum 37 des Steuerteils des Steuerventils vorwärts der vorderen Fläche 44 durch die Kanäle 43 und die Öffnungen 40. Der Druck rückwärts der vorderen !-'liehe 44 des Steuerteils 35 steigt und treibt das Steuerventil 34 nach hinten. Das Steuerventil 34 unterbricht die Verbindung /wischen dem Einlaß/anal 9 und dem hinteren Raum 10, und die öffnung 15 wird /um Auslaßkanal 11a geöffnet. Das Steuerventil 34 wird im Dämpfer 20 in der in F 1 g. 1 dargestellten Lage angehalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydraulischer Schlagapparat, insbesondere für Bohrhämmer, mit einem Gehäuse, in welches ein Werkzeug einsetzbar und in dem ein Zylinderraum ausgebildet ist, in welchem ein mit einem Flansch versehener Kolben hin- und herbeweglich ist, dem konzentrisch eine die Kolbenbewegung steuernde, mit einem Steuerteil und einer rückwärtigen, hülsenförmigen Verlängerung versehene Ventilhülse umgibt, deren Arbeitsbereich den Längsbewegungsbereich des Kolbenflansches überschneidet, wobei die vordere Zylinderkammer von dem das Steuerventil aufnehmenden Raum durch eine in der Zylinderwand ausgebildete Verengung abgetrennt und ein Längskanal im Flanschbereich des Kolbens vorgesehen ist, durch den im Bereich der vorderen Totpunktstellung des Kolbens eine Verbindung zwischen der vorderen Zylinderkammer und dem das Steuerventil aufnehmenden Raum herstellbar ist, die im Bereich der hinteren Tntpunktstelhing des Kolbens durch den Kolbenflansch unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (35) des Steuerventils (34) vorderseitig gleichfalls mit einer hülsenförmigen Verlängerung (36) versehen ist, deren Stirnfläche (39) kleiner ist als die Stirnfläche (12) der rückwärtigen Verlängerung des Steuerteils (35), deren Außenfläche (41) in allen Stellungen des Steuerventils (34) mit der Innenfläche (42) der Verengung (38) in Kontakt gehalten ist und die radiale Öffnungen (40) aufweist, durch welche im Bereich der vorderen Totpunktstellung des Kolbens (27) die vordere Zyünderka;nmer (8) mit dem Teil elcs das Steuerventil (ü) aufnehmenden Raumes (37) in Verbindung setzbar ist, welcher von der Innenwand des Gehäuses (1), der vorderseiligen Verlängerung (36) und der vorderen Stirnfläche (44) iles Steuerteils (35) begrenzt ist.