Hydraulisch betätigbares Gerät zum mechanischen Zerlegen von Gestein
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum mechanischen Zerlegen von Gestein mit einem Zylinder, in dem ein
hydraulisch betätigbarer Kolben mit einer Kolbenstange längsbeweglich angeordnet ist, und mit einem durch
die Kolbenstange verschiebaren Gleitkeil, der auf in Bohrlöcher einsetzbare, seitlich beschränkt verschiebbare
und mittels verstärkter Kopfstücke lösbar mit dem Zylinderblock oder mit einem an diesem lösbar
angeordneten Zylinder-Unterteil verbundenen Druckbacken
mit einer der Neigung des Gleitkeils entsprechenden Schrägung einwirkt, wobei die Druckbacken im
Zylinderblock oder Zylinder-Unterteil auf diametral
angeordneten Querbolzen eingehängt und mit Federelementen
elastisch fixiert und zentriert sind.
Derartige Geräte sind allgemein bekannt (DE-AS 12 54 562; DE-PS 17 83 155). Mit derart ausgebildeten, relativ
handlichen Geräten können Kräfte in der Größenordnung von 300 t und mehr erzeugt werden. Die Verwendung
von Sprengstoffen ist zum Herauslösen von Gesteinsbrocken oder Zerlegen derselben nicht mehr erforderlich.
Problematisch ist bei den bekannten Geräten, insbesondere
bei dem Gerät nach der DE-PS 23 11 723, das Auswechseln der Druckbacken, das immer dann erforderlieh
ist, wenn nach erfolgtem Aufsprengen des Gesteins od. dgl. ein weiteres Aufweiten des gebildeten Spaltes
erwünscht ist oder wenn eine beschädigte Druckbacke ersetzt werden muß. Das Auswechseln erfolgt in der
Regel an der Baustelle oder im Steinbruch und sollte aus diesem Grunde einfach und rasch durchzuführen
sein.
In der bereits erwähnten DE-PS 23 11 723 wird zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen, am unteren Ende
__ des Zylinderblocks oder an dem mit diesem verbundenen
Zylinder-Unterteil einen die Kopfstücke der Druckbacken
untergreifenden Quersteg einen Durchbruch vorzusehen, durch den die Kopfstücke entgegen der Arbeitsrichtung der Kolbenstange hindurchführbar und durch
on Verdrehen hinter dem Quersteg verriegelbar sind. Da-
durch wird zwar erreicht, daß die Druckbacken von unten her in den Zylinderblock bzw. einen an diesem
angebrachten Zylinder-Unterteil eingeführt und durch
Verdrehen verriegelt werden können und umgekehrt. Es ist jedoch erforderlich, den Gleitkeil am freien
Ende der Kolbenstange periudnd zu befestigen, so daß
er nach beiden Seiten hin verschwenkt und so eine Druckbacke nach der anderen durch Verdrehen verriegelt
bzw. entriegelt werden kann (vgl. Fig. 1 der DE-PS 23 11 723). Unabhängig davon, daß das Wegschwenken
c des Gleitkeils sowie das Einführen bzw. Herausziehen
ο
und Verdrehen der Druckbacken beim Einsetzen oder Entfernen relativ viel Geschicklichkeit erfordert,
ist bei der bekannten Lösung auch noch nachteilig, daß nur Druckbacken verwendet werden können, die re-,Q
lativ schmal ausgebildet sind. Bei Verwendung von im Bereich des freien Endes flachen und relativ breiten
Druckbacken würde der Gleitkeil ein Verdrehen und damit ein Verriegeln oder Entriegeln der Druckbacken
stark behindern oder gar unmöglich machen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Gerät der genannten Art zu schaffen, das gegenüber den bekannten Konstruktionen noch einfacher
bzw. leichter handhabbar ist, und zwar sowohl ^n hinsichtlich der Montage bzw. Demontage als auch hinsichtlich
der Bedienung beim Losbrechen von Gesteinsbrocken oder Zerlegen derselben.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen beschri eben.
Dadurch, daß die Druckbacken bei dem erfindungsgemäßen
Gerät auf den Querbolzen seitlich verschiebbar gelagert sind und die Querbolzen in Bolzenlängsrichtung vern
setzbar angeordnet sind zwischen einer äußeren Druckbackenfreigabestel1ung
und einer inneren Druckbackeneinhängestellung derart, daß in ersterer die Druckbacken
nach unten aus dem Zylinderblock oder Zylinderunterteil
ohne Drehung um ihre Längsachsen oder Verschwenken herausziehbar sind und umgekehrt, ist das
o o
Austauschen von Druckbacken äußerst einfach. Die Druck-
ο £. ί. υ S
backen brauchen beim Auswechseln nur noch in Druckbackenlängsrichtung
bewegt zu werden. Ein Wegschwenken des Gleitkeils und ein Verdrehen der Druckbacken zum
Verriegeln bzw. Entriegeln entfallen.
Vorzugsweise sind die Querbolzen im Zylinder-Unterteil
eingeschraubt und die äußeren Stirnflächen der Querbolzen jeweils mit Schlitzen, Kerben od. dgl. für
den Eingriff eines Schraubwerkzeuges versehen.
Eine besonders bevorzugte konstruktive Weiterbildung
zeichnet sich dadurch aus, daß die Steigung des Gewindes der beiden Querbolzen entgegengesetzt ist,
so daß beispielsweise durch eine die beiden Querbolzen
miteinander koppelnde Handhabe, z.B. ein Bügel, beide
Querbolzen gleichzeitig nach innen in die Druckbacken-Einhängestellung
oder umgekehrt bewegbar sind, wobei die beiden Schenkel des erwähnten Bügels zu diesem
Zweck elastisch biegbar ausgebildet sein sollten. Die Entriegelung bzw. Freigabe der Druckbacken erfolgt
dann durch bloßes Verschwenken des mit den Querbolzen verbundenen Bügels und umgekehrt.
Da der Zylinderblock und/oder Zylinder-Unterteil aus
Gewichtsgründen vorzugsweise aus Aluminium besteht, 25
Aluminium jedoch nicht besonders verschleißfest ist,
sind die Querbolzen vorzugsweise in einer auswechselbar angeordneten Lagerbüchse aus Lagerwerkstoff, wie
rostfreiem Stahl oder Sintermetall, gelagert. Die Lagerbüchse kann einstückig oder zweiteilig ausgebildet
sein. Vorzugsweise wird sie im Zylinderblock bzw.
Zylinder-Unterteil eingeschrumpft.
Die Steigung des Gewindes der Querbolzen ist vorzugsweise
relativ ^roß und so gewählt, daß bei einer Drehung um etwa 60° bis 100°, vorzugsweise 90°,die Querbolzen
von ihrer Druckbacken-Freigabestellung in die
- 12 Druckbacken-Einhängestellung
gelangen und umgekehrt.
Das Querbolzen-Gewinde wird vorteilhafterweise durch
eine etwa wendelförmig verlaufende Umfangsnut gebildet, c in die ein im Zylinderblock oder Zylinder-Unterteil
angeordneter Führungsstift eingreift, wobei die Druckbacken-Freigabestellung
und Druckbacken-Einhängestellung jeweils festlegende Anschläge und ggf. Mittel
(Kugelraste) zur Arretierung des Querbolzens in diesen
,Q Stellungen vorgesehen sind.
Zur Zentrierung der Druckbacken sind Federelemente vorgesehen, die aus wenigstens zwei diametral im Zylinder-Unterteil
angeordneten, durch Druckfedern gegen die Außenseiten der Druckbacken gedrückten Druckbolzen
bestehen können, die gleichzeitig d-er Führung der Druckbacken sowie des zwischen diesen angeordneten
Gleitkeils dienen. Die Druckfedern sind dabei so dimensioniert,
daß die Druckbolzen sich beim Einsetzen on oder Entfernen der Druckbacken leicht zurückdrängen
1assen.
Die Federelemente zur Zentrierung der Druckbacken können auch in an sich bekannter Weise (DE-AS 24 03 317)
aus wenigstens zwei quer zur Längserstreckung der Druckbacken im Zylinder-Unterteil angeordneten, gegen
die Wirkung von vorgespannten Federn verschiebbaren Zentrierbolzen mit abgebogenen Enden bestehen, welche
unter der Wirkung der Federn jeweils auf der Außen-„0
seite einer Druckbacke aufliegen, wobei die derart ausgebildeten Zentrierbolzen um ihre eigene Achse
verdrehbar sind, so daß deren abgebogene Enden zur Freigabe der Druckbacken etwa parallel zu diesen gelegen
sind und wobei die Verdrehung der Zentrierbolzen
in erfindungsgemäßer Weiterbildung durch Zusammenwirkung
der abgebogenen Enden mit entsprechend ausgebildeten Steuerabschnitten an den Druckbacken beim Heraus-
rf. <■
ziehen oder Einführen derselben aus bzw. in den Zylinder-Unterteil
selbsttätig erfolgt.
Die Steuerabschnitte an den Druckbacken sind vorzugsweise
an den Außenseiten der Druckbacken angeordnete Ausnehmungen, in die die abgebogenen Enden der Zentrierbolzen
seitlich hineinragen, wobei die den freien Stirnflächen der abgebogenen Enden der Zentrierbolzen
jeweils zugewandten Seiten der Ausnehmungen Nocken-
1q flächen sind mit einem vom kopfseitigen Ende der Druckbacken
ausgehend flachen Abschnitt und einem sich daran anschließenden tieferen Abschnitt, der in Richtung
zum freien Ende der Druckbacken hin durch eine sich etwa quer zur Druckbackenlängsrichtung erstrekkende
Anschlagfläche für das abgebogene Ende des zugeordneten Zentrierbolzens begrenzt ist.
Das abgebogene Ende des Zentrierbolzens ist aus einer
Stellung quer zur Druckbackenlängsrichtung in eine
2Q Stellung zum freien Ende der Druckbacken hin um einen
Winkel von etwa 50° bis 70°, vorzugsweise 60°, verschwenkbar,
wobei es in die letztgenannte Stellung beim Herausziehen der zugeordneten Druckbacke aus
dem Zylinder-Unterteil bzw. Zylinderblock durch den
2g flachen Nockenabschnitt der erwähnten Ausnehmung bringbar
und umgekehrt beim Einführen der Druckbacke in den Zylinder-Unterteil bzw. Zylinderblock von der
ebenfalls erwähnten Anschlagfläche des tieferen Nockenabschnitts
erfaßbar und in die Stellung quer zur Druck-
QQ backenlängsrichtung zurückschwenkbar ist. Das Zurückschwenken
des abgebogenen Endes des Zentrierbolzens
in eine Stellung quer zur Druckbackenlängsrichtung
wird durch einen entsprechenden Anschlag begrenzt. Das selbsttätige Verdrehen des Zentrierbolzens beim
Einführen oder Herausziehen der Druckbacken in bzw. aus dem Zylinderblock bzw. Zylinder-Unterteil erleich-
tert zusätzlich die Handhabung des erfindungsgemäßen
Gerätes. Die Zentrierbolzen brauchen nicht, mehr gesondert
von einer Entriegelungs- in eine Zentrierstellung
und umgekehrt mittels eines gesonderten Werkzeuges gebracht zu werden.
Eine weitere konstruktive Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkeil in an sich bekannter Weise mit der KoI-benstange
über einem sowohl sie als auch den Gleitkeil durchgreifenden, von außen ausschlagbaren Haltebolzen
verbunden ist, wobei der Bolzen in der Kolbenstange durch einen Federbügel gehalten ist, der in eine entsprechende
Ringnut des Haltebolzens eingreift.
Für die Handhabung im Betrieb ist es besonders vorteilhaft,
wenn zur Verstellung des Arbeitskolbens und damit des Gleitkeils der Arbeitszylinder ein hydraulisches
Steuergerät vorgeschaltet wird, mittels dem das zum Vorschub des Arbeitskolbens dienende Druckmittel
vibrierend (Druckimpulse) in den Arbeitszylinder
auf der dem Gleitkeil abgewandten Seite des Arbeitskolbens einführbar ist. Das Steuergerät umfaßt vorzugsweise
einen in einem Steuergehäuse drehbar gelagerten Drehkolben, der mit einem äußeren Drehan-
trieb koppeTbar ist.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausführungsform
weist das Steuergehäuse einen Druckmitteleinlaß sowie
einen Druckmittelaus!aß auf, wobei der Druckmitteleinlaß
in mindestens zwei, vorzugsweise drei, Einlaßkanäle unterteilt ist, diese Einlaßkanäle jeweils
mit einer auf dem Umfang des Drehkolbens angeordneten Ringnut kommunizieren und die Ringnuten jeweils mindestens
eine seitliche Aussparung aufweisen, über die eine Fluidverbindung mit zum Druckmittelaus!aß
führenden Auslaßkanälen herstellbar ist. Die Anzahl
der Auslaßkanäle entspricht zwangsläufig der Anzahl
der Einlaßkanäle, es sei denn, daß z.B. zwei Ringnuten
miteinander f1uidverbunden sind.
Die Drehzahl des Drehkolbens und die Anzahl der Ringnuten sowie seitliche Aussparungen sind so gewählt,
daß das in den Arbeitszylinder eingeführte Druckmittel
mit einer Frequenz von mindestens etwa lOOOHz pulsiert. Entsprechend pulsierend wird der Arbeitskolben und damit Gleitkeil vorangetrieben bzw. die
in ein Bohrloch eingesetzten Druckbacken auseinandergespreizt. Versuche haben gezeigt, daß auf diese Weise
äußerst exakte Bruchflächen bei geringerem Ausgangs-
,_ druck erzielt werden, wobei auch die Bruchzeiten sich
ι ο
dadurch erheblich reduzieren lassen. Besonders hohe Spaltleistungen erhält man dann, wenn die Druckmittelpulsation
im Resonanzbereich des zu spaltenden Gesteins liegt. Die Druckmittel-Frequenz kann dabei
sehr einfach durch Änderung der Drehzahl des Antriebes des Drehkolbens variiert werden.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Gerätes anhand der beigefügten Zeichnung
näher beschrieben. Es zeigen:
25
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Steinspaltgerätes
nach der Erfindung im Längsschnitt, teilweise in Ansicht,
Fig. 2 das Steinspaltgerät nach Fig. 1 im Querschnitt
Längslinie A-A bei ausgefahrenem Gleitkeil,
Fig. 3 das Steinspaltgerät gemäß Fig. 1 im Querschnitt
längs Linie A-A bei eingefahrenem Gleitkeil,
Fig. 4 einen Teil des Steinspaltgerätes nach Fig.1
in Schnitt Längslinie B-B mit entriegelter,
jedoch noch in Einbaulage befindlicher Druckbacken ,
Fig. 5 einen Teil des Steinspaltgerätes nach Fig.l
im Schnitt- Längslinie B-B beim Einführen einer
Druckbacke mit automatischer Mitnahme des abgebogenen Endes eines Zentrierbolzens,
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform eines Steinspaltgerätes
im Längsschnitt entsprechend Fig. 1,
c Fig. 7 das Steinspaltgerät nach Fig. 6 im Schnitt
Längslinie A-A,
Fig. 8 eine Einzelheit des Steinspaltgerätes nach
den Fig. 6 und 7 in vergrößertem Maßstab und Schnitt entsprechend Fig. 6,
Fig. 9 ein im Arbeitszylinder des Steinspaltgerätes
nach den Fig. 1 bis 8 vorschaltbares hydraulisches Steuergerät im Längsschnitt,
Fig.10 das Steuergerät nach Fig. 9 im Querschnitt,
und
Fig.11 einen hydraulischen Schaltplan für den hydrau-1
i sehen Antri eb
den Fig. 1 bis 8.
n lischen Antrieb des Steinspaltgerätes nach
Das in Fig. 1 dargestellte hydraulische Gerät zum mechanischen Zerlegen von Gestein umfaßt einen Zylinder
1 aus Aluminium, in dem ein hydraulisch betätigbarer, nicht dargestellter Kolben mit einer Kolbenstange 3 längsbeweglich angeordnet ist, wobei die
Kolbenstange 3 in einem in den Zylinder 1 eingeschraubten
Zylinder-Unterteil 2 1ängsverschieblich geführt
ist. Zum Zwecke der Führung der Kolbenstange 3 im Zylinder-Unterteil 2, der ebenfalls vorzugsweise aus
Aluminium besteht, ist am freien unteren Ende der Kolbenstange 3 eine Führungshülse 5 aus verschleißfestem
Lagerwerkstoff angeordnet. Die Arretierung der Lagerhülse 5 am freien unteren Ende der Kolbenstange
3 erfolgt mittels eines Haltestiftes 31 und einer Schraubenfeder 6.
Am freien unteren Ende der Kolbenstange 3 ist ein Gleitkeil 18 mittels eines sowohl ihn als auch die
Kolbenstange 3 durchgreifenden Haltebolzens 4 befestigt. Der Gleitkeil 18 wirkt auf in Bohrlöcher
einsetzbare, seitlich beschränkt verschiebbare und
mittels verstärkter Kopfstücke 32 lösbar mit dem Zylinder-Unterteil
2 verbundene Druckbacken 17 ein, die eine der Neigung des Gleitkeils entsprechende
2Q Schrägung aufweisen. Die Druckbacken 17 sind auf diametral
im Zylinder-Unterteil 2 angeordneten Querbolzen
10 eingehängt und mit noch näher zu beschreibenden Federelementen 13, 14, 24 elastisch fixiert
und zentriert. Die seitlich beschränkte Verschiebbar-
„,_ keit der Druckbacken wird dadurch erreicht, daß sie
Zo
auf den Querbolzen 10 verschiebbar gelagert sind,
und zwar auf den jeweils innenliegenden Abschnitten
20 der Querbolzen 10, die bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 einen etwas geringeren Durchmesser aufweisen als die äußeren Abschnitte 21, die als Gewinde-
und Lagerteil dienen. Die Querbolzen 10 sind in Bolzenlängsrichtung
versetzbar angeordnet zwischen einer äußeren Druckbacken-Freigabestellung (in Fig. 1 unten)
und einer inneren Druckbacken-Einhängestellung (Fig.
g5 1 oben) derart, daß in ersterer die Druckbacken 17
nach unten - in Fig. 1 nacn rechts - aus dem Zylinder-
Unterteil 2 ohne Drehung um ihre Längsachsen oder seitliches Verschwenken herausziehbar sind und umgekehrt.
Wie die Fig. 1 sehr deutlich erkennen läßt, sind die
beiden Querbolzen 10 im Zylinder-Unterteil nach Art
einer Schraube zwischen Druckbacken-Freigabeste11ung
und Druckbacken-Einhängestel1ung bewegbar, wobei am
Umfang der jeweils äußeren Querbolzenabschnitte 21
jQ größeren Durchmessers eine etwa wendelförmig verlaufende
Nut 23 eingefräst ist, in die ein Führungsstift
11 eingreift, wobei die Drehbewegung der Querbolzen 10 durch die stirnseitigen Enden der Nut 23 begrenzt
ist. Die Arretierung der Querbolzen 10 in der Drucket backen-Freigabestel1ung oder Druckbacken-Einhängestellung
erfolgt jeweils durch eine Kugelraste 7, 8, 9, deren federbelastete Druckkugel 9 in entsprechende
Ausnehmungen am Umfang der Querbolzen 10 eingreift. Die Vorspannung der die Rastkugel 9 belastenden
2Q Feder 8 kann durch einen auf das der Kugel 9 entgegengesetzte
Ende der Feder 8 einwirkenden Gewindestift 7 variiert werden. Der sich radial in die Umfangsnut
23 hineinerstreckende Führungsstift 11 ist auswechselbar
im Zylinder-Unterteil 2 bzw. in der Lagerhülse
19 für die Querbolzen 10 angeordnet. Die Lagerhülse
19 für die Querbolzen 10 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet
und besteht aus einem hochverschleißfesten Lagerwerkstoff, z.B. korrosionsbeständigem Stahl oder einem
OQ Sinterwerkstoff. Die Lagerhülse 19 ist im Zylinder-Unterteil
2 eingeschrumpft.
Zur Zentrierung der beiden an den Schrägflächen des
Gleitkeils 18 anliegenden Druckbacken 17 sind Feder-
gc elemente vorgesehen, die z.B. aus zwei im unteren
Bereich des Zylinder-Unterteils 2 angeordneten, durch
Druckfedern gegen die Außenseiten der Druckbacken 17 gedrückten Druckbolzen bestehen können, die gleichzeitig
der Führung der Druckbacken 17 sowie damit des dazwischenliegenden Gleitkeiles 18 dienen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen
die Federelemente zur Zentrierung der Druckbacken 17 aus zwei quer zur Längserstreckung der Druckbacken
17 im Zylinder-Unterteil 2 angeordneten, gegen die
Wirkung von vorgespannten Federn 14 verschiebbaren Zentrierbolzen 13 mit abgebogenen Enden 24, welche
unter der Wirkung der Federn 14 jeweils auf der Außenseite einer Druckbacke 17 aufliegen, wobei die derart
ausgebildeten Zentrierbolzen 13 um ihre eigene Achse
verdrehbar sind, so daß deren abgebogene Enden 24 zur Freigabe der Druckbacken 17 etwa parallel zu diesen
gelegen sind (vgl. Fig. 2 bis 5). Den Fig. 2 und 3 kann entnommen werden, daß die Zentrierbolzen 13 die
Druckbacken 17 stets in Anlage an die beiden Schrägflächen des Gleitkeiles 18 halten.
Die Verdrehung der Zentrierbolzen 13 erfolgt bei der
dargestellten Ausführungsform (siehe insbesondere
Fig. 4 und 5) durch Zusammenwirkung der abgebogenen
Enden 24 mit entsprechend ausgebildeten Steuerabschnitten an den Druckbacken 17 beim Herausziehen
oder Einführen derselben aus bzw. in den Zylinder-Unterteil
2. Die Steuerabschnitte an den Druckbacken 17 sind an den Außenseiten der Druckbacken 17 ange-OQ
ordnete Ausnehmungen 25, in die die abgebogenen Enden 24 der Zentrierbolzen 13 seitlich hineinragen (siehe
Fig. 2 und 3), wobei die den freien Stirnflächen der
abgebogenen Enden 24 der Zentrierbolzen 13 jeweils zugewandten Seiten der Ausnehmungen 25 Nockenflächen
sind, die definiert sind durch einen vom kopfseitigen Ende der Druckbacken 17 ausgehend flachen geradlinigen
Abschnitt 26 und einen sich daran anschließenden tieferen
Abschnitt 27, der in Richtung zum freien Ende der Druckbacken 17 hin durch eine sich etwa quer zur
Druckbackenlängsrichtung erstreckende Anschlagfläche
p- 28 für das abgebogene Ende 24 des zugeordneten Zentrierbolzens
13 begrenzt ist (Fig. 4 und 5). Die Nokkenflächen 25, besitzen etwa die Kontur eines Kranhakens
.
Wie die Fig. 4 und 5 erkennen lassens ist das abgebogene
Ende 24 des Zentrierbolzens 13 aus einer Stellung
quer zur Druckbacken-Längsrichtung in eine Stellung
zum freien Ende der Druckbacken 17 hin um einen Winkel von etwa 60° verschwenkbar, wobei es in die
letztgenannte Stellung beim Herausziehen der zugeord-15
neten Druckbacke 17 aus dem Zylinder-Unterteil 2 durch
den flachen Nockenabschnitt 26 bringbar ist. Dabei ragt der freie Abschnitt des abgebogenen Endes 24
des Zentrierbolzens 13 noch etwas in den Druckbacken-
Aufnahmeraum 33 hinein, so daß es beim Einführen einer 20
Druckbacke in den Zylinder-Unterteil 2 bzw. in diesen
Aufnahmeraum 33 von der Anschlagfläche 28 des tieferen
Nockenabschnitts 27 erfaßbar und in die Stellung quer zur Druckbackenlängsrichtung zurückschwenkbar ist
von einer Lage in Fig. 5 in eine Lage nach Fig. 4. 25
Das Zurückschwenken des abgebogenen Endes 24 in eine
Lage nach Fig. 4 wird durch einen entsprechenden Anschlag in der Zentrierbolzen-Lagerung 12 begrenzt.
Gemäß Fig. 3 wird die Zentrierfeder 14 in der Zentrier-30
bolzen-Lagerung 12 durch eine Scheibe 15 und Schraube
16 gehalten .
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 besitzen die
Umfangsnuten 23 der beiden Querbolzen 10 jeweils eine
35
Steigung in gleicher Richtung. Die Betätigung bzw.
Drehbewegung der Querbolzen 10 erfolgt mittels eines Schraubenziehers, der in eine entsprechende Ausnehmung
56 an den äußeren Stirnseiten der beiden Querbolzen einsetzbar ist.
Wie oben dargelegt, ist die Steigung der beiden Umfangsnuten
23 vorzugsweise entgegengesetzt gerichtet, so daß die äußeren Stirnseiten der beiden Querbolzen
10 mittels eines Bügels 22 miteinander gekoppelt und
damit beide Querbolzen durch Schwenkbewegung des Bügels 22 um die gemeinsame Querbolzenmittelachse gleichzeitig
in die innere Druckbacken-Ei nhä'ngestel 1 ung
oder äußere Druckbacken-Freigabestellung bewegt werden
können. Die beiden Schenkel des Bügels 22 sind biege-
jc elastisch ausgebildet, so daß sie der Translationsbewegung
der beiden Querbolzen 10 ungehindert folgen können .
Die Ausführungsform gemäß den Fig. 6 bis 8 unterschei-2Q
det sich von der gemäß den Fig. 1 bis 5 lediglich durch die Aufhängung des Gleitkeils 18 am unteren
Ende der Kolbenstange 3, so daß sich die Beschreibung auf dieses Detail beschränken kann. Für sämtliche
bereits anhand der Fig. 1 bis 5 beschriebenen Konstruktionsdetails
sind in den Fig. 6 bis 8 dieselben Bezugsziffern verwendet wie in den Fig. 1 bis 5.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 8 erfolgt
die Verbindung des Gleitkeils 18 mit der Kolbenstange
QQ 3 über einem sowohl diese als auch den Gleitkeil 18
durchgreifenden, von außen ausschlagbaren Haltebolzen
30, wobei der Haltebolzen 30 in der Kolbenstange 3 durch einen etwa U-förmig gebogenen Federbügel 34
gehalten ist, der in eine entsprechende Ringnut des
Haltebolzens 30 eingreift. Die Ringnut ist in Fig. 8 mit der Bezugsziffer 56 geKenρzeichnet.
Die Fixierung des Federbügels 34 in der Kolbenstange 3 erfolgt in einem sich in Kolbenstangenlängsrichtung
erstreckenden Schlitz 57, dessen Querschnitt etwa U-förmig ist in Anpassung an die Form des Federbügels
34 (Fig. 8), wobei der Federbügel 34 im Schlitz 57 durch einen Querbolzen 58 gesichert ist, der sich
etwa parallel zum Haltebolzen 30 erstreckend an der dem Haltebolzen 30 abgewandten Seite des Steges des
Federbügels 34 in der Kolbenstange 3 angeordnet ist.
Zur Demontage des Gleitkeiles 18 wird die Kolbenstange
3 vollständig ausgefahren, so daß der Haltebolzen 30 auf die Höhe einer Verschlußschraube 59 im Zylinder-Unterteil
2 kommt (Fig. 7). Die Verschlußschraube
, r- 59 wird entfernt. Dann kann der Haltebolzen 30 ohne
lb he.» mit einen
Schwierigkeiten von der gegenüberliegenden Seite/durch
eine Bohrung 60 im Zylinder-Unterteil 2 h i η d u r c $ eafuushgret-e n WerKzeL
schlagen werden.
2Q Zur Verstellung des nicht dargestellten Arbeitskolbens
und damit des Gleitkeils 18 wird dem Arbeitszylinder
vorzugsweise ein hydraulisches Steuergerät 35 vorgeschaltet,
dessen Funktion nachstehend anhand der Fig. 9 bis 11 näher dargelegt werden soll. Durch das hy-
„c draulische Steuergerät 35 soll erreicht werden, daß
das zum Vorschub des Arbeitskolbens dienende Druckmittel
vibrierend in den Arbeitszylinder auf der dem
Gleitkeil 18 abgewandten Seite des Arbeitskolbens eingeleitet bzw. eingeführt wird. Gemäß den Fig. 9
g0 und 10 umfaßt das Steuergerät 35 einen in einem Steuergehäuse
37 drehbar gelagerten Drehkolben 36, der an einen nicht dargestellten äußeren Drehantrieb anschließbar
ist, wobei der Anschluß in Fig. 9 mit der Bezugsziffer 61 gekennzeichnet ist.
Das Steuergehäuse 37 weist einen Druckmitteleinlaß 38 auf,
dasin drei Einlaßkanäle 40, 41 und 42 unterteilt ist.
Diese drei Einlaßkanäle kommunizieren jeweils mit
einer Ringnut 43, 44, 45 längs des Umfanges des Drehkolbens 36. Die Ringnuten 43, 44, 45 weisen jeweils
seitliche Aussparungen 46, 47 bzw. 48, 49 bzw. 50, 51, 52 auf, durch die eine pulsierende Fluidverbindung
zwischen den Ringnuten 43, 44, 45 mit zum Druckmittelauslaß 39 führenden Auslaßkanälen 53, 54, 55 herstellbar
ist. Jeder Ringnut 43, 44, 45 sind, wie Fig. 10
!O erkennen läßt, vier gleichmäßig über dem Umfang verteilt
angeordnete Aussparungen zugeordnet, wobei die Aussparungen der einzelnen Ringnuten so zueinander
versetzt angeordnet sind, daß der Winkelabstand zwischen
sämtlichen Aussparungen gleich ist. Auf diese
!5 Weise wird bei der Ausführungsform nach den Fig. 9
und 10 der Druckmittelstrom bei einer Umdrehung des
Drehkolbens 36 in 12 Teilströme unterteilt. Bei einer Umdrehung des Drehkolbens 36 erhält man also 12 Druckimpulse
am Druckmittelauslaß 39.
Gemäß Fig. 11 wird das hydraulische Steuergerät (Impulsgenerator)
35 so angeordnet, daß der Druckmittelauslaß 39 mit dem der Kolbenstange 3 des Arbeitskolbens
gegenüberliegenden Zylinderraum f1uidverbunden ist.
Der Druckmitteleinlaß 38 des Steuergerätes bzw. Impulsgenerators
35 ist über eine Leitung 62, 63 mit dem Hochdruckteil 64 einer Hydraulikpumpe 66 fluidverbunden.
Das Steuergerät 35 ist umgehbar durch eine Bypass-Leitung
67, in der ein druckgesteuertes Ventil 68 angeordnet ist.
Der Arbeitskolben ist im Arbeitszylinder 1 zweiseitig
beaufschlagbar, wobei der der Kolbenstange 3 zugewandte
Zylinderraum über eine Leitung 69 mit dem Niederdruckteil 63 der Druckmittelpumpe 66 oder je nach Schaltung
eines in dieser Leitung angeordneten Mehrwegeventils
71 mit dem Druckmittel-Reservoir 70 f1uidverbindbar
ist.
In den der Kolbenstange 3 abgewandten Zylinderraum c mündet noch eine weitere Leitung 72, die über ein
hydraulisch geschaltetes Rückschlagventil 73 unmittelbar
mit dem Reservoir 70 in Verbindung steht. Die parallel dazu angeordnete Leitung 62 ist ebenfalls
über ein hydraulisch geschaltetes Rückschlagventil
in 74 unmittelbar mit dem Reservoir 70 fl uidverbindbar,
wobei das hydraulisch geschaltete Rückschlagventil
74 in der Verbindungsleitung zwischen dem Reservoir 70 und der mit dem Hochdruckteil 74 der Druckmittelpumpe
66 in Verbindung stehenden Hochdruckleitung 62, 63 angeordnet ist.
Zwischen der Hochdruckleitung 63 und der vorerwähnten
zum Reservoir 70 führenden Verbindungsleitung 75 sind
noch zwei weitere Fluidverbindungen vorgesehen, wobei
on in der einen ein Sicherheitsventil 76 und in der ande-
ren ein Schaltventil 77 angeordnet sind, das in der Hochdruck-Phase geschlossen und in der Niederdruck-Phase
geöffnet wird. Damit kann in der Niederdruck-Phase der Hochdruckteil 34 der Druckmittelpumpe 66
o_ unverändert weiterarbeiten. Das unter Hochdruck stehende
Druckmittel wird dann über das Schaltventil 77 unmittelbar in das Reservoir zurückgepumpt. Das
Sicherheitsventil 76 öffnet bei 400 bar.
or> Der zwischen dem Mehrwege-Ventil 71 und dem Nieder-
ou
druckteil 63 der Druckmittelpumpe 66 liegende Abschnitt
der Leitung 69 ist über eine Leitung 78 unmittelbar mit dem Reservoir 70 fluidverbindbar, wobei in der
Verbindungsleitung 78 ein druckgesteuertes Ventil
__ 79 angeordnet ist, derart, daß es während der Hoch-
druck-Phase geöffnet wird. Dann kann während der Hoch-
druck-Phase, also beim Vorschub des Arbeitskolbens
bzw. der Kolbenstange 3 in Richtung des Pfeiles P, der Niederdruckteil 63 der Druckmittelpumpe 66 unverändert
weiterarbeiten. Das Niederdruck-Druckmittel
wird dann über die Leitung 78 unmittelbar in das Reservoir 70 zurückgepumpt.
In der Niederdruckleitung 69 sowie Hochdruckleitung
63 sind Meßstellen Ml und M2 vorgesehen zur Ermittlung
von Defekten in der Hydraulik. Bei Niederdruck wird mit etwa 30 bar gearbeitet, während der· Betriebsdruck
vorzugsweise 350 bar beträgt.
Die Funktionsweise der Hydraulik ist ruin wie folgt.
Bei pulsierendem Vorschub des Arbeitskolbens bzw.
der Kolbenstange 3 im Arbeitszylinder 1 sind die
Schaltventile 68 und 77 geschlossen, während das Ventil
79 geöffnet ist. Ferner ist der Antrieb des Drehkolbens des Steuergerätes 35 in Betriebs Das Mehrwege-Ventil
71 ist so geschaltet, daß die Leitung 69 über
die Leitung 75 mit dem Reservoir 70 verbunden ist. Hochdruck-Druckmittel wird dann durch den Hochdruckteil
64 der Druckmi ttel pumpe 66 über die Leitung 63, 62 in den Druckmitteleinlaß 38 des Steuergerätes 35 eingeleitet.
Es gelangt pulsierend vom Druckmittelauslaß
39 des Steuergerätes 35 in den Arbeitszylinder auf
der der Kolbenstange 3 abgewandten Seite des Arbeitskolbens. Der Arbeitskolben wird dann pulsierend in
Richtung des Pfeiles P bewegt. Das sich; auf der anderen Seite des Arbeitskolbens befindliche Druckmittel
Wird über die Niederdruckleitung 69, das Mehrwege-Ventil
71 und Leitung 75 in das Reservoir 70 abgeführt. Wird der Druck in der Hochdruckleitung 63 zu hoch,
öffnet das Sicherheitsventil 76 und schafft eine unmittelbare
Verbindung zum Reservoir 70.
Soll der Gleitkeil 18 bzw. die Kolbenstange 3 wieder
zurückbewegt werden in ihre Ausgangsstellung, werden
die Ventile 68 und 77 geöffnet, das Ventil 79 geschlossen. Das Hochdruck-Druckmittel gelangt über
r- das Schaltventil 77 unmittelbar zurück in das Reo
servoir 70. Das Mehrwege-Ventil 71 wird zugleich so
geschaltet, daß die vom Niederdruckteil 63 der Druckmittel
spumpe 66 kommende Leitung 69 mit dem der Kolbenstange 3 zugewandten Teil des Arbeitszylinders 1 in
Fluidverbindung steht, so daß mit Niederdruck der Arbeitskolben zurückbewegt werden kann. Da die Zurückbewegung
sehr schnell erfolgen soll, muß das Druckmittel auf der der Kolbenstange 3 abgewandten Seite
schnell aus dem Arbeitszylinder entweichen können.
Dies erfolgt über die Bypass-Leitung 67 sowie die 15
zusätzliche Leitung 72, wobei die Rückschlagventile
73, 74 jeweils hydraulisch geöffnet sind. Über die beiden Leitungen 67, 72 sowie die zum Reservoir führende
Leitung 75 kann das Druckmittel auf der der Kolbenstange 3 abgewandten Seite sehr schnell aus
dem Arbeitszylinder abgeführt werden.
Während des Rück-hubes des Gleitkeiles bzw. des Arbeitskolbens
wird der Antrieb für den Drehkolben des __ Steuergerätes 35 ausgeschaltet.
Um zu vermeiden, daß der Niederdruckteil 63 der Druckmittelpumpe
66 bei Öffnung des Sicherheitsventils
76 versehentlich mit Hochdruck beaufschlagt wird über das Mehrwege-Ventil 71 und die Leitung 69, ist in
-s η
letzterer ein Rückschlagventil ,^«angeordnet, das
einen Rückfluß in der Niederdruckleitung 69 zum Niederdruckteil
63 der Druckmittelpumpe 66 verhindert.
oc Es sei noch erwähnt, daß die freien Stirnsteiten der
ob
abgebogenen Enden 24 der Zentrierbolzen 13 in der
sich senkrecht zu der durch den abgebogenen Zentrierbolzen definierten Ebene gekrümmt ausgebildet sind,
Verklemmen beim . _ ... ,-, ■ . j
um ein/ hinfuhren der Druckbacken 17 zwischen den abgebogenen Enden 24 und der Anschlagfläche 28 zu
c vermeiden. Die gekrümmten Stirnflächen der abgebogenen
Enden 24 der Zentrierbolzen 13 sind in den Fig. 4
und 5 mit der Bezugsziffer 80 gekennzeichnet. Es wird
durch diese Ausbildung der freien Stirnflächen der abgebogenen Enden 24 der Zentrierbolzen 13 gewährleistet,
daß diese beim Einführen der Druckbacken 17 in den Zylinder-Unterteil bzw. in den Druckbacken-Aufnahmeraum
33 im Zylinder-Unterteil 2 an der sich
quer zur Druckbacken-Längsrichtung erstreckenden Anschlagfläche 28 problemlos abgleitet.
noch
Rein vorsorglich sei auch /darauf hingewiesen, daß, wie die Fig. 2 bis 5 sehr deutlich erkennen lassen,
die Ausnehmung 25 an den Außenseiten der Druckbacken 17 jeweils nach drei Seiten hin offen ist, nämlich
am kopfseitigen Ende, an der Außenseite und an der
den Zentrierbolzen 13, 24 zugewandten Seite. Die Ausnehmung
25 stellt praktisch eine herausgetrennte Ecke am kopfseitigen Ende der Druckbacke 17 dar.
Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden
als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln
oder in Kombination gegenüber dem Stand der Techni k neu sind.