DE3315145A1 - Schlagend arbeitende kompressionsvakuummaschine - Google Patents

Schlagend arbeitende kompressionsvakuummaschine

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DE3315145A1
DE3315145A1 DE19833315145 DE3315145A DE3315145A1 DE 3315145 A1 DE3315145 A1 DE 3315145A1 DE 19833315145 DE19833315145 DE 19833315145 DE 3315145 A DE3315145 A DE 3315145A DE 3315145 A1 DE3315145 A1 DE 3315145A1
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Jurij Petrovič Solnečnogorsk Moskovskaja oblast' Ganenko
Vitold Adolfovič Daugavpils Kezik
Jurij Nikitovič Moskva Kolgan
Anatolij Ivanovič Munrikov
Ivan Andreevič Ivanteevka Moskoskaja oblast' Prochorov
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06Means for driving the impulse member
    • B25D11/12Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism
    • B25D11/125Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism with a fluid cushion between the crank drive and the striking body

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • J3e schreibung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die 8autechnik, und betrifft elektrische Hfimmer und Bohrhämmer, die ein Kompressionsvakuum-Schlagwerk besitzen und im bau zur Zerstörung von festen Gesteinen und Baustoffen verwendet werden.
  • Gegenwärtig sind mehrere typen von schlagend arbeitenden Kompressionsvakuummaschinen bekannt. Bekannt ist beispielsweise eine Maschine, die ein Gehäuse mit einem Antrieb, einen im Gehäuse feststehend angebrachten bylinder enthält, dessen Wände mit dem gehäuse einen zwischen raum bilden und in welchem Zylinder aufeinanderfolgend ein Schlagkörper und ein hin- und herbewegbarer Antriebskolben angeordnet sind, die durch ein Luft kissen voneinander getrennt sind, wobei zum Druckausgleich in der Maschine ein System zur Koulpensation von Luftverlusten vorhanden ist, das als axiale Nuten an der Innenfläche des Zylinders in der kontaktzone des Schlagkörpers mit dem Arbeitswerkzeug ausgebildet ist, deren Länge größer als die Höhe des kolbenteils des Schlagkörpers ist, der aur eine solche Weise angeordnet ist, daß im Augenblick des Vorbeilaufens desselben an den erwähnten Nuten die Ar-Deitskammer mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt wird.
  • Sin Nachteil dieser Einrichtung ist eine erhebliche Streuung energetischer Earameter wegen Änderung der Rücksprunggröße des Schlagkörpers vom Arbeitswerkzeug beim Arbeiten mit Stoffen unterschiedlicher Festigkeit. Dies erklärt sich dadurch, daß für eine normale Arbeit eine er beträchtliche Durchgangsquerschnittsfläche der axialen Nuten erforderlich ist. Bei einer änderung der Rücksprunggröße des Schlagkörers ändert sich die Zeit, in welcner die Arbeitskammer geöffnet wird,und die Vakuumhöhe beim Leerhub des Kolbens hat eine erhebliche Streuung, was beim Arbeitshingang des kolbens die Beschleunigungsgröße des Schlagkörpers und folglich seine Schl;energie destabilisiert.
  • Bekannt sind fernersschlagend arbeitende Kompresaionsvakuummaschinen, die einen Antrieb und einen Zylinder, die im Gehäuse angeordnet sind, enthalten, in dem ein mit dem Antrieb verbundener Kolben und ein Schlagkörper untergebracht sind, der vom Kolben durch ein Luftkissen getrennt ist, in denen ein System zur Kompensation von tuftverlusten aus dem Luftkissen vorhanden ist, das als Längskanal an der Innenwand des Zylinders ausgebildet ist, der mit seinem Querschnitt das Luftkissen während eines Teils des Schlagkörperhubs, beginnend vom Augenblick der Beruhrung des Schlagkörpers mit dem Arbeitswerkzeug an, mit der Atmosphäre in Verbindung setzt.
  • Ein Nachteil dieser htinrichtung ist ihre geringe Zuverlässigkeit, die dadurch bedingt ist, daß scharfe Kanalkanten die Dichtungselemente des Schlagkörpers rasch zum Verschleiß bringen.
  • zzin weiterer Nachteil ist eine instabile Schlagarbeit wegen des anziehens der elastischen Abdichtung in die Kanalzone und der hierdurch bewirkten Änderung der Durchgangsquerschnittsfläche des Kanals.
  • Bekannt sind ferner schlagend arbeitende Kompressionsvakuummaschinen(beispielsweise nach der DE-PS Nr. 2550725), die ein Gehäuse mit einem Antrieb, einen im Gehäuse untergebrachten, in der axialen Richtung unbeweglichen Zylinder, dessen Wände mit dem Gehäuse einen Zwischenraum bilden, sowie, im Zylinder aufeinanderfolgend angeordnet, einen Schlsgkörper und einen mit dem Antrieb verbundenen Kolben enthalten, die durch ein Luftkissen voneinander getrennt sind, in denen zum Druckausgleich ein System zur Kompensation von Luftverlusten aus der Arbeitskammer vorhanden ist, das eine Bohrung im feststehenden Zylinder darstellt, die das Luftkissen mit dem Zwischenrawn zwischen dem feststehenden Zylinder und dem Gehäuse in Verbindung setzt.
  • Sin Nachteil dieser Sinrichtung ist ein erschwertes Anlassen des Scnlagoetriebs aus der Lage des schlagfreien Leerlaufs beiliaschinen mit kommut at örmotorantrieb, der eine weiche Drehmomentkennlinie besitzt. Im belastungsfreien Leerlauf besitzt dieser Antrieb eine erheblich hohe Drehzahl. Im Augenblick der Überführung der t;aschine aus der Leerlauflage in den Schlag betrieb besitzt der Kolben eine frequenz der hin- und hergehenden Bewegungen, die der Frequenz dieser Bewegungen beim Leeilauf gleich ist. Die geringe Fläche der erwähnten Bohrung, die für den Schlag betrieb erforderlich ist, gewährleistet nicht bei erhöhter Frequenz der hin- und hergehenden Kolbenbewegungen einen rechtzeitigen Austritt der überschüssigen Luft aus der Arbeitskamuer. Hierbei vermindert die erwähnte überschüssige Luft die Vakuumstärke beim Leerrückhub des Kolbens und erschwert die Mitnahme des Schlagkörpers, was bei eventueller Abweichung (Zunahme) der Speisenetzspannung von der orm, wenn die Drehzahl des motors weiter ansteigt, besonders spürbar ist.
  • Eine Vergrößerung der Fläche der erwähnten Bohrung verbessert das Anlassen der Maschine im Ubergangszustand, setzt aber zugleich die Energie eines Einzelschlags herab. Im stationären Schlag betrieb führt die vergrößerte Bohrungsquerschnittsfläche zur Minderung des Vakuum beim Rückhub des Kolbens. Hierbei erfolgt der Aufwärtsgang des Schlagkörpers auf eine geringere Höhe, wodurch der Beschleunigungsweg des Schlagkörpers beim Hingang des Kolbens verkürzt wird. Die verminderte Beschleunigung des Schlagkörpers für den auszuführenden Schlag bewirkt eine Abnahme der Schlagenergie desselben.
  • Das Ziel der vorliegenden erfindung ist die Beseiti-67ung der erwähnten Nachteile der vorstehend beschriebenen schlagend aroeitenden Kompressionsvakuummaschinen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe u,runde, die Arbeitsstabilität im Ubergangszustand vom schlagfreien Betrieb (Leerlauf) zum Schlagoetrieb (Arbeitszustand) in schlagend arbeitenden Kompressionsvakuummaschinen zu erhöhen, die einen Antrieb mit weicher Drehmomentkennlinie haben.
  • Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer schlagend arbeitenden Kompressionsvakuummaschine, die ein Gehäuse mit einem Antrieb und einem Arbeitswerkzeug, einen im Gehäuse angeordneten, in der axialen Richtung unbeweglichen Zylinder, dessen Wände mit dem Gehäuse einen Zwischenraum bilden, sowie, im Zylinder aufeinanderfolgend angeordnet, einen Schlagkörper und einen mit dem Antrieb verotindenen Kolben enthält, die durch ein Luftkissen voneinander getrennt sind, in der zum Druckausgleich ein System zur Sozpensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen vorhanden ist, erfindungsgemäß das System zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen zwei längs des Zylinders mit einem Abstand angeordnete, in der Seitenwand desselben ausgebildete Bohrungen darstellt, die jeweils in der Nähe einander zugekehrter Stirnflächen des Kolbens und des Schlagkörpers liegen, wenn der letztere mit dem AIbeitswerkzeug in Berührung steht, und das Luftkissen mit dem Zwi-, schenraum zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder in Verbindung setzen.
  • Eine der Ausführungsformen der Erfindung sieht vor, daß die Bohrung, die nahe der Stirnfläche des Schlagkörpers liegt, sich in unmittelbarer Nähe des letzteren befindet', während die Bohrung, die in der Nähe der Stirnfläche des Kolbens liegt, von der erwähnten Stirnfläche des Schlagkörpers in einem Abstand von 1,5 R bis 2,0 R angeordnet ist, wo R die Häirte eines der Solbenhübe bedeutet Diese-konstruktive Ausführung gestattet es, eine stabile Arbeit im Ubergangszustand vom Leerlauf zum Arbeitszustand der schlagend arbeitenden Kom'pressionsvakuummaschinen zu gewahrleisten, die einen Antrieb mit weicher Drehmomentkennlinie haben, insbesondere bei einem Speisespannungsanstieg.
  • Das Grundprinzip der vorliegenden erfindung besteht darin, daß das System zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen in Gestalt von zwei in der Zylinder hintereinanderliegenden wand mit einem Abstand Bohrungen ausgebildet ist, was ihre Funktionen aufzuteilen und eine effektive Arbeit der Maschinen in verschiedenen Betriebszuständen zu gewährleisten erlaubt. Hierbei verhält es sich so, daß je weiter von der Stirnfläche des Schlagkörpers die Bohrung liegt, desto mehr Zeit verläuft biszur Oberdeckung derselben durch den Schlagkörper bei des sen Rückbewegung, wenn die Bohrung das Luftkissen mit dem Zwischenraum zwischen dem Zylinder und dem Gehäuse in Verbindung setzt. Im Schlagbetrieb geschieht die Kompensation der Luftverluste aus dem Luftkissen vorwiegend durch die Bohrung, die sich in der Nähe der Kolbenstirnfläche befindet, während die Bohrung, die sich in unmittelbarer Nähe der Szirnfläche des Schlagkörpers befindet, auf die Bewegung des Schlagkörpers und letztlich auch auf die Schlagenergie desselben keinen Einfluß ausübt, da die Zeit in der diese Bohrung das Luftkissen mit dem Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder in Verbindung setzt (Zeit, während der der Schlagkörper den zweig von der berührungslage mit dem Arbeitswerkzeug bis zur Überdeckung dieser Bohrung zurücklegt)gering und deren Anteil an der Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen unbedeutend ist. Zugleich sind im Augenblick der Uberführung der Maschine aus dem Leerlauf in den Schlagbetrieb, wenn der Schlagkörper oei fehlenden Rücksprung vom Arbeitswerkzeug auf dem letzteren abgestützt liegt, die beiden Bohrungen stets geöffnet und beteiligen sich an der Luftüberstromung in zeitlicher Hinsicht in gleichem Maße. Hierbei reicht die Summenfläche der beiden Bohrungen zum rechtzeitigen Ablassen der überschüssigen Luft aus dem Luftkissen bei einer in bezug auf den stationären Betriebszustand erhöhten i'reguenz der Kolbenbewegungen, die in lQlaschiner zu verzeichnen ist, welche einen Antrieb mit weicher Drehmomentkennlinie haben, der eine starke Abhän-,igkeit seiner Drehzahl vom Widerstandsmoment aufweist, aus. Das rechtzeitige Ablassen der überschüssi- gen Luft aus dem Luftkissen beim eingang des Kolbens gestattet es, ein sicheres- Vakuum im Luftkissen beim Rückhub desselben und demzufolge auch das biachziehen des Schlagkörpers aus seiner Berührungslage mit dem Arbeitswerkzeug zu gewährleisten, was ein sicheres ueberführen -der Maschine in den Schlagbetrieb ermöglicht.
  • Die Verwendung der Erfindung ermöglicht es, die schlagend arbeitende Kompressionsvakuummaschine störungsfrei in allen möglichen Betriebsweisen zu oetreiben, ein sicheres Überführen der Maschine aus dem Leerlauf in den Schlagbetrieb bei einem Anstieg der Speisenetzspannung um 20% und mehr über den Nennwert zu, gewährleisten, wenn die Maschine beispielsweise einen Komiiiutatormotorantrieb hat.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung der Bohrungen in der Zylinderlänge setzt zur zuverlässigen Korn-.pensation von LuStverlusten aus dem Luftkissen einen sehr geringen Durchmesser -dieser Bohrungen voraus, was die Zuverlässigkeit von Dichtungselementen, die am Schlagkörper angebracht sind, in günstiger Weise oeeinflußt.
  • Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung und den eiliegenden Zeichnungen verständlich, in den Zeichnungen zeigt: i'ig. 1 - eine schlagend arbeitende Sompressionsvakuummaschine im Schnitt, bei der Lage des Kolbens im unteren 'l'otpunkt (Lage des oberen Totpunktes ist durch gestrichelte Linie angedeutet); Fig. 2 - das Diagramm eines Schlagarbeitszyklus; es bedeutet: die Nolbenbewegung (zeitlich durch eine Sinusoide beschrieben); X - einen halben kolbenhub (in dieser Variante dem Eurbelhalbmesser gleich); lo - die Größe des ursprünglichen Luftkissens (Abstand zwischen Kolben und Schlagkörper in ihren unteren Endlagen); ß - den Kurbeldrehwinkel; SSchl.; SSch1.; SSchl.2 - die Verschiebung des Schlagkörpers bei verschiedenen konstruktiven Parametern der schlagend arbeitenden Maschine; SSch1. ; SSchl.1¹; SSchl.2¹ - die Verschiebungen des Schlagkörpers, die den Bewegungsbahnen SSchl., SSchl.1, SSch.2 entsprechen, bei einer 1o-Versetzung nach oben (vereinigte Diagramme der Kurve 5 und der Bewegungsbahnen der Schlagkörper); 11 - den Abstand zwischen der Stirnfläche des Schlagkörpers und der oberen Bohrung; l2 - den Abstand zwischen der Stirnfläche des Schlagkörpers und der unteren Bohrung; t1 - die Bewegungszeit des Schlagkörpers beim Rückhub des KolDens bis zum Augenblick der Oberdeckung der oberen Bohrung durch den Schlagkörper; t2 - die Arbeitszeit der schlagend aroeitenden Maschine beim geschlossenen Luftkissen; t - die Bewegungszeit des Schlagkörpers zum -3 Schlag beim Hingang des Kolbens beim über die obere bohrung geöffneten Luftkissen; t4 - die Bewegungszeit des Schlagkörpers beim Rückhub des Kolbens bis zum Augenblick der überdeckung der unteren Bohrung durch den Schlagkörper; SSchl1(SSchl 1) - die Bewegsunsgsbahn des Schlagkörpers, die ein Schneiden mit der Kurve so im vereiniguen Diagramm im Punkt 5 gewährleistet, der Punkt 5 entspricht und von der Stirnfläche des Schlagkörpers in einem Abstand liegt, der einem vollen holDenhub entspricht und gleich 2R ist; SSchl.2(Sschl.2 ) - die Bewegungsbahn des Schlagkörpers, die ein Schneiden mit der Kurve im vereinigten Diagramm im Punkt 61 gewährleistet, der Punkt 6 entspricht und von der Stirnfläche des Schlagkörpers in einem Abstand liegt, der einem halben Kolbenhub entspricht und gleich R ist.
  • Die schlagend arbeitende Kompressionsvakuummaschine (Fig. 1) gemäß der Erfindung enthält ein Gehäuse 1 mit einem Antrieb 2, der eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens 3 gewährleistet. Im Gehäuse n ist ein feststehender Zylinder4angeordnet, dessen Wände mit dem Gehäuse 1 einen Zwischenraum 5 bilden. Innerhalb des feststehenden Zylinders 4 befindet sich ein frei schwimnender Schlagkörper 6, der mit dem Kolben 3 durch ein geschlossenes Luftkissen 7 verbunden ist. In der Wand des feststehenden Zylinders 4 sind eine Bohrung 8 und eine Bohrung 9 ausgebildet, die das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 zwischen den Wänden des feststehenden Zylinders zu rs 4 und dem Gehäuse 1 in Verbindung setzen. Hierbei liegt die Bohrung 8 in der Zone der Arbeitsstirnfläche 10 des Kolofens 3 bei dessen Lage im unteren Totpunkt, und die Bohrung 9 liegt in der Nähe der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6, wenn dieser mit einem Arbeitswerkzeug 12 in Berührung steht. Der Schlagkörper 6 und der kolben 3 sind jeweils mit elastischen Dichtungselementen 13 und 14 versehen.
  • In der Wand des Zylinders 4 sind ferner Leerlaufbohrungen 15 vorgesehen, die durch den Schlagkörper 6 in dessen Berührungslage mit dem Arbeitswerkzeug 12 überdeckt sind.
  • Die Sinrichtung arbeitet folgenderweise. Bei der Bewegung des Kolbens 3 aus der Lage des unteren Totpunktes aufwärts (Rückhub des Kolbens) bewegt das im Luftkissen 7 zwischen dem Kolben 3 und dem Schlagkörper 6 entstehende Vakuum den letzteren dem Kolben 3 folgend aufwärts. ßeim Arbeitsgang (Hingang) des Kolbens 3 drückt dieser, indem er sich zum Scalagkörper 6 . beliegt, das Luftkissen 7 zusammen, und unter der Sinwirkung des entstandenen Uberdruckes ändert der Schlagkörper 6 seine dewegungsrichtuL, indem er sich nun zum Schlag mit dem Arbeitswerkzeug 12 oeweut. Danach wiederholt sich der Zyklus.
  • Während der Vakuumbildung in der Lone vom Punkt 1* bis Punkt 2 in Fig. 2 gelangt in das Luftkissen 7 aus dem Zwischenraum 5 durch die Sitzspalte eine bestimmte Luftmenge, und beim Zussmmendrücken in der Zone vom Punkt 2 bis Punkt 4 wird eine bestimmte Luftmenge aus dem Luftkissen 7 abgeführt. Für einen normalen Betrieb der schlagend arbeitenden Glaschine-uß ein Gleichgewicht während eines Schlagzyklus zwischen der in das Luftkissen 7 eintretenden Luftmenge und der aus ihm abgeführten gewährleistet sein.
  • Bei geschlossenen, Luftkissen 7 wird dieses Gleichgewicht während eines Schlagzyklus nicht erzielt, weil der Druck beim Zusammenpressen des Luftkissens 7 in diesen Maschinen mehrere Atmosphären erreicht, das Druckgefälle im Vakuum aber kann eine Atmosphäre nicht übersteigen, vorausgesetzt, daß im Zwischenraum 5 atmosphärischer Druck besteht. Hierbei gewährleistet das größere Druckgefälle auch höhere Ausströmungsgeschwindigkeiten, weshalb beim Zusammendrücken des Luftkissens 7 eine größere Luftmenge aus ihm entweicht, als ihm während der Vakuumwirkung zugeführt wird.
  • Dies führt dazu, daß von Zyklus zu Zyklus in dieser Maschine das Luftvolumen im Luftkissen 7 abnimmt und aer Schlagkörper 6 allmählich dem Kolben 3 näher kommt, während die Schläge des Schlagkörpers 6 auf das Arbeit werkzeug 12 aufhören.
  • Zur Gewährleistung des erwähnten Gleichgewichts ist in der erfindungsgemäBen lhaschine ein System zur Kompensation von Luftverlusten aus dem Luftkissen 7 in Gestalt von zwei längs des Zylinders 4 mit einem Abstand angeordneten, in der Zylinderwand in der Nähe einander in Fig. 2 ist der Bezeichnung der Positionspunk-te ein "m." vorangestellt zugekehrter Stirnflächen 10 und 11 jeweils des Kolbens 3 und des Schlagkörpers 6 ausgeführten Bohrungen d und 9 vorgesehen.
  • Die Maschine mit dem erwähnten System zur Kompensation von Luft verlust en arbeitet folgenderweise. Beim Rückhub des Kolbens 3 (die Bewegungsbahn SK. in Sig. 2) bewegt sich der Schlagkörper 6 unter der einwirkung des im Luftkissen 7 entstehenden Vakuums hinter dem Kolben 3 (s. die Bewegungsbahn SSChl in Eig. 2). Durch die Bohrung 8 gelangt hierbei in das Luftkissen 7 eine bestimmte Luftmenge. Nach Verlauf einer Zeit t1 überdeckt der Schlagkörper 6 bei seiner Bewegung, nachdem er einen Weg 11 is zur bohrung ö (Punkt 2 in Fig. 2) zurückgelegt hat, diese Bohrung und der Luftzutritt zum Luftkissen durch die Bohrung d wird abgebrochen. Danach erfolgt die Bewegung des Schlagkörpers 6 vom Punkt 2 bis zum Punkt 3 während einer Zeit t2 beim geschlossenen Luftkissen 7 so lange, bis er seine Bewegungsrichtung unter der Einwirkung des beim hingang des Kolbens 3 entstandenen Druckes ändert. Bei der Bewegung zum Schlag bis zum Punkt 4 durchläuft der Schlagkörper die Bohrung 8 im Punkt 3, wobei der Zwischenraum 5 mit dem Luftkissen 7 in Verbindung gesetzt wird, aus dem während einer Zeit t3 unter Druckeinwirkung durch die Bohrung 8 ein Teil der Luft abgeführt wird. Die Fläche der Bohrung d wird so gewählt, daß die in das Luftkissen 7 während der Zeit t1 eintretende und die aus ihm während der Zeit t3 abgeführte Luft menge ausgeglichen wären und die Buftverluste aus dem Luftkissen 7 durch die Sitzspalte hierdurch kompensiert würden.
  • Die Bohrung 9, die von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 in einem wesentlich kleineren Abstand (l2 in Fig. 2) als die Bohrung 8 liegt, übt einen unsedeutenden Einfluß auf die Funktion des Systems zur kompensation von Luft verlusten aus dem Luftkissen 7 im Schlag betrieb der maschine aus, weil die Zeit t4, in der das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 in Verbin-,dung steht, auch gering ist.
  • In der Leerlaufstellung der lYIaschine, bei der das Gehäuse 1 angehoben ist, während das Arbeitswerkzeug, 12 zusammen mit dem Schlagkörper abwärts verschoben sind, setzen die Leerlauf bohrungen 15 das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 in Verbindung. Die Fläche der Bohrungen 15 ist ziemlich groß und gewährleistet eine freie Luftzirkulation zwischen dem Luftkissen 7 und dem Zwischenraum 5 ohne Erzeugung eines Druckgefälles zwischen ihnen. Der Kolben 3 führt dabei eine Hin- und Herbewegung mit der Leerlauffrequenz aus, während der Schlagkörper 6 unbeweglich bleibt.
  • Beim Überführen der Li'aschine aus dem Leerlauf in den Arbeitszustand stößt der Kolben 2 beim Absenken des gehäuses 1 in dem Augenblick, wenn der Schlagkörper 6 die Leerlaufbohrungen 15 überdeckt, durch die Bohrungen 8 und 9 unabhängig von der Lage des Kolbens 3 im Augenblick der Überdeckung der Bohrungen 15 durch den Schlagkörper 6 eine ausreichende Luftmenge hinaus, damit bei seinem Rückgang, Vakuum erzeugt, danach der Schlagkörper 6 aufwärts bewegt und letzten feindes die Maschine denSchlagbetrieb beginnt. Hieroei ist zur Abführung der überschüssigen Luft aus dem Luftkissen 7 beim Anlassen im Schlagbetrieb aus dem Leerlauf die Fläche der beiden bohrungen d und 9 gleich wichtig, wenn man berücksichtigt, daß der Schlagkörper 6 in diesem Augenblick unbeweglich ist.
  • Da die Arbeit der fdaschine im Schlagbetrieb von der Bohrung 9 unbedeutend beeinflußt wird, kann die Fläche der letzteren zur Gewährleistung einer sicheren Abführung aus dem Luftkissen 7 jeweils in jedem konkreten Fall einer entsprechenden Luftmenge und im Endergebnis zur Gewährleistung eines sicheren Uebergangs der i;.aschine aus dem Leerlauf in den Arbeitszustand variiert werden.
  • Dieser Umstand ist in dem all von großer Bedeutung, wenn die Maschine einen Antrieb mit weicher Drehmomentkennlinie hat. Diese Kennlinie besitzt beispielsweise ein Kommuta£orotorantrieb, bei dem eine starke Abhän;igkeit der Ankerdrehzahl vom Widerstandsnoment an seiner Welle besteht. Im Leerlauf, wenn das Ankerumlaufwidersandsmoment gering ist, hat dieser antrieb eine erheblich höhere BrvRuenz der Hin-und Heibewegungen des Kolbens 3 als im Schlagbetrieb.
  • dieser Umstand führt dazu, daß beim ueberführen der Maschine aus dem Leerlauf in den Schlag betrieb im ersten Zeitmoment beim Überdecken der Leerlaufbohrungen 15 durch den Schlagkörper 6 die Maschine deinSchlagbetrieb beginnt, während die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens noch erheblich höher als im stationären Arbeitslauf ist. Die infolge des genannten Umstandes erhöhte Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 3 oei dessen Eingang bietet keine Möglichkeit für den Austritt der überschüssigen Luft aus dem Luftkissen 7 durch die Bohrungen 8 und 9, deren Fläche ausgehend von der Bedingung einer sicheren Arbeit im Schlagbetrieb gewahlt wurde. Dadurch wird beim Rückhub des Kolbens 3 im Suftkissen 7 kein zum Heben des Schlagkörpers 6 ausreichendes Vakuum erzeugt und demnach auch der Schlag betrieb nicht sichergestellt. Da jedoch die Abhängi6keit des Schlagbetriebs von der Ausführung der Bohrung 9 unbedeutend ist, kann der genannte Nachteil durch eine Vergrößerung der Fläche der letzteren ohne Schwierigkeiten beseitigt werden.
  • Der genannte Umstand gewinnt an besonderer Bedeutung bei einem Anstieg der-Speisespannung über den Nennwert, da der kommutatormotorantrieb in diesem Fall die Ankerdrehzahl ebenfalls vergrößert, wodurch der Ubergangszustand noch stärker beeinträchtigt wird.
  • Auf diese Weise werden die Funktionen der Bohrungen d und 9 in den Arbeitsprozessen aufgeteilt. Die erste, die von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 in einem größeren Abstand liegt, gewährleistet den Schlaz-betrieb, während die zweite, die in unmitWelbarer Nähe der Stirnfläche 11 liegt, einen sicheren Übergang aus dem Leer- lauf in den Aroeitszustand gewährleistet, ohne daß dabei die Parameter des stationären Schlagbetriebs verschlecht ert werden.
  • Von einer sehr großen Bedeutung ist dabei die genaue Lage der Bohrungen d und 9. Da die Bohrung 9 die Parameter des Schlag betriebs nicht wesentlich ändern soll, wird sie zweckmäßigerweise so nahe wie möglich der Stirntläche 11 des Schlagkörpers 6 angeordnet. Hierbei wird die Zeit t4, in der. der Schlagkörper 6 den Weg 12 zurücklegt, minimal sein, während die Parameter des Schlagbetriebs in weiten Anderungsbereichen der Fläche der Bohrung 9 unverändert bleiben.
  • Zu einer sicheren Arbeit der Dichtungselemente 13 und 14 sowie zur Gewährleistung der Unabhängigkeit der Schlagbetriebsparameter von der Änderung der Rücksprunggroße des Schlagkörpers 6 vom Arbeitswerkzeug 12 seim Arbeiten mit Stoffen unterschiedlicher Festigkeit muß die Bohrung 8 so weit wie mögiich entfernt von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 liegen. Hierbei nimmt die Zeit t1, in der das Luftkissen 7 mit dem Zwischenraum 5 in Verbindung steht, zu, und zum Ein- und Ablassen aus dem Luftkissen 7ein und derselben Luftmenge ist eine geringere Fläche der Bohrung 8 notwendig. Zugleich muß dieser Abstand 11 begrenzt und nicht gröBer als der Abstand von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 ois zum Punkt 2 sein, der dem Schnittpunkt 21 der Rewegungabahnen zu und SSCh1 im vereinigten Diagramm entspricht. In diesem Punkt gelangt unter der Vakuumeinwirkung in das Luftkissen 7 durch die Bohrung 8 eine oest imm te Luftmenge, und bei seiner weiteren Bewegung drückt der Kolben 3 das vergrößerte Volumen des geschlossenen Luftkissen 7 zusammen. Das vergrößerte Volumen des Luftkissens 7 in der Zone seiner maximalen Zusammendrüc.kung vom Punkt 2 bis zum Punkt 3 gewährleistet einen niedrigeren Arbeitsdruck, was sich auf die Vibrationen des Gehäuses 1 günstig auswirkt. Bringt man die Bohrung 8 weiter von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 als Punkt 2 an, so findet in der Zussmmendrückungszone vom Punkt 2 bis zum Punkt 3 ein Auswurf einer bestimmten iJuftmenge aus dem Luftkissen 7 statt, was zum Druckanstieg zwi- schen dem Kolben 3 und dem Schlagkörper 6 und folglich zur erhöhten Vibration des Gehäuses 1 führen wird.
  • Die Berechnungen haben ergeben, daß bei unterschiedlichen Kombinationen von Maschinenparametern der Schlagbetrieb in der Maschine so lange aufrechterhalten wird, bis Punkt 6, dem Punkt 61 im vereinigten Diagramm - dem Schnittpunkt der Bewegungsoahnen SK und SSchl, - entspricht, von der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 in einem Abstand zu liegen kommt, der dem halben Hub des Kolbens 3, d.h. R gleich ist.
  • Die andere Endlage der Bohrung 8 ist im Punkt 5, der dem Punkt 51im vereinigten Diagramm entspricht, und sie kann nicht, wie es aus Sig. 2 ersichtlich ist, größer als 2R, d.h. der Vollhub des Kolbens 3 sein.
  • Also gewährleistet die Anordnung der Bohrung 8 in einem Abstand von 1,5 R bis 2,0 R von der Stirnfläche 11 des Schlagkolbens 6: einen Schlagbetrieb mit hohen Ausgangsparametern, eine geringe Vibration des Gehäuses 1, eine hohe Zuverlässigkeit der Dichtungselemente sowie Unabhängidkeit der Schlagbet riebspar amet er von der Änderung der Rücksprunggröße des Schlagkörpers 6 vom Arbeitswerkzeug 12 beim Arbeiten mit Stoffen unterschiedlicher Festigkeit.
  • Die Anordnung der Bohrung 9 in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche 11 des Schlagkörpers 6 gewährleistet: Unabhängiækeit der Schlagbetriebsparameter bei der änderung der Fläche dieser Bohrung in weiten Bereichen, einen sicheren Ubergang vom Leerlauf in den Arbeitszustand in Maschinen, die einen Antrieb mit weicher Drehmomentkennlinie haben, sowie die Möglichkeit, den erwähnten Übergangszustand bei einem Anstieg der Speisespannung über den Nennwert, je nach dem il'yp des Elektromotors, um 20% und mehr zu verwirklichen.

Claims (2)

  1. SCHLAGEND ARBEITENDE KOMPRESSIONSVAKUUM-MASCHINE P A T E N T A N S P R U C H E Schlagend arbeitende ompressionsvakuummaschine, die ein Gehäuse (1) mit einem Antrieb (2) und einem Arbeitswerkzeug (12), einen im Gehäuse (1) angeordneten, in der axialen Richtung unbeweglichen Zylinder (4), dessen Wände mit dem Gehäuse (1) einen Zwischenraum (5) bilden, im Zylinder (4), aufeinanderfolgend angeordnet, einen Schlagkörper (6) und einen mit dem Antrieb (2) verbundenen Kolben (3), die durch ein Luftkissen (7) voneinander getrennt sind, enthält, in der zum Druckausbleich ein System zur Kompensation von LuStverlusten aus dem Luftkissen (7) vorhanden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das System zur Kompensation von Luftverlusten aus- dem Luftkissen (7) zwei längs des Zylinders (4) voneinander mit einem Abstand angeordnete Bohrungen Cd und 9) in der Seitenwand des letzteren darstellt, die jeweils in der Nähe de einander zugekehrten Stirnflächen (10 und 11) des Rolbens (3) und des Schlagkorpers (6) liegen, wenn der letztere mit dem Arbeitswerkzeug (12) in Berührting steht und das Luftkissen (7) mit dem Zwischenraum (5) zwischen dem Gehäuse (1) und dem- Zylinder (4) in Verbindung setzen.
  2. 2. Schlagend arbeitende Kompressionsvakuummaschine 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 die Bohrung (9), die nahe der Stirnfläche (11) des Schlagkörpers (6) liegt, sich in unmittelbarer Nähe des letzteren befindet, während die Bohrung (d), die in der ähe der Stirnfläche (10) des Kolbens (3) liegt, von der erwähnten Stirnfläche (11) des Schlagkolbens (6) in einem Abstand von 1,5 R bis 2,0 R angeordnet ist, wo R die Hälfte eines Kolbenhubs bedeutet.
DE19833315145 1983-04-27 1983-04-27 Schlagend arbeitende kompressionsvakuummaschine Granted DE3315145A1 (de)

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CH198683A CH661467A5 (de) 1983-04-27 1983-04-13 Schlagbohrhammer.
SE8302169A SE449064B (sv) 1983-04-27 1983-04-18 Slagverk med luftkudde mellan drivkolv och hammarorgan
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