Schlagwerkzeug mit frei fliegendem Schlagkolben Die Erfindung bezieht
sich auf ein Schlagwerkzeug mit frei fliegendem Kolben, dessen Arbeitshub durch
die Verbrennungsgase einer in seinem Führungszylinder angeordneten Brennkraftmaschine
mit umlaufenden Schwungmassen und dessen Rückwärtshub durch ein in einer Hilfskammer
vorrätig gehaltenes Druckgas bewirkt wird. Bei einem bekannten Schlagwerkzeug dieser
Art ist der Kolben der Brennkraftmaschine zweistufig ausgebildet und der unterhalb
des frei fliegenden Schlagkolbens befindliche Raum des Führungszylinders durch einen
Zylinderboden beginnenden Kanal mit dem Hubraum des Brennkraftmaschinenkolbensverbunden.
Diese Einrichtung hat den Zweck, beim Verdichtungshub des Brennkraftmaschinenkolbens
dem letzteren den Schlagkolben entgegenzutreiben. Bei einem anderen bekannten Schlagwerkzeug
ist der Schlagkolben gleichzeitig der Arbeitskolben der Brennkraftmaschine und stufenartig
ausgebildet, so daß in beiden Hubrichtungen des Kolbens Gaskissen gebildet werden.
Bei diesem Werkzeug sind keine umlaufenden Schwungmassen vorgesehen. Das während
des Verbrennungshubes der in Zweitakt arbeitenden Brennkraftmaschine wirksame Gaskissen
hat hierbei nur die.Aufgabe, den Schlagkolben in seine Anfangsstellung zurückzubringen.
Dieses Gaskissen hat allerdings notwendigerweise auch eine dämpfende Wirkung.Impact tool with free-flying percussion piston The invention relates
on an impact tool with a free-flying piston, whose working stroke is through
the combustion gases of an internal combustion engine arranged in its guide cylinder
with rotating centrifugal masses and its backward stroke through one in an auxiliary chamber
pressurized gas held in stock is effected. In a known impact tool this
Art, the piston of the internal combustion engine is designed in two stages and the one below
of the free-flying percussion piston located space of the guide cylinder through a
Cylinder bottom beginning channel connected to the displacement of the internal combustion engine piston.
The purpose of this device is during the compression stroke of the internal combustion engine piston
to counteract the latter with the percussion piston. In another known impact tool
the percussion piston is at the same time the working piston of the internal combustion engine and is stepped
designed so that gas cushions are formed in both stroke directions of the piston.
No rotating centrifugal masses are provided for this tool. That during
of the combustion stroke of the two-stroke internal combustion engine effective gas cushion
has only the task of returning the percussion piston to its starting position.
However, this gas cushion necessarily also has a dampening effect.
Erfindungsgemäß ist bei einem Schlagwerkzeug der eingangs bezeichneten
Art der frei fliegende Schlagkolben in an sich bekannter Weise ebenfalls zweistufig
ausgebildet und steht der in dem Führungszylinder für die größere Stufe um die kleinere
Stufe gebildete Ringraum durch Öffnungen mit der Hilfskammer in Verbindung, die
auch durch einen zweckmäßig mit einem Ouerschnittsregler versehenen Kanal mit dem
Zylinderraum auf der freien Seite der größeren Schlagkolbenstufe verbunden ist.
Des weiteren sind die beiden Kolbenflächen der größeren Stufe verschieden groß,
und zwar derart bemessen, daß der Druck des in der Hilfskammer enthaltenen Gases
durch Differentialwirkung die Rückwärtsbewegung des Schlagkolbens nach dem Schlage
bewirkt. Infolge der Anwendung von Schwungmassen ist ein Gaskissen zum Zurückbewegen
des Arbeitskolbens nicht 'erforderlich. Unter gewöhnlichen Arbeitsbedingungen braucht
auch das Gaskissen für den Schlagkolben in dem Zylinder der größeren Schlagkolbenstufe
nicht wirksam zu werden. Dagegen wird dieses Gaskissen in dem Führungszylinder der
größeren Schlagkolbenstufe entstehen und zur Wirkung kommen, wenn das Werkzeug keinen
oder nur einen sehr geringen Widerstand findet. In dem Falle wird durch das Gaskissen
eine Zerstörung durch den Schlagkolben verhindert.According to the invention, the one indicated at the beginning is in a striking tool
Type of free-flying percussion piston in a manner known per se, also in two stages
formed and stands in the guide cylinder for the larger level to the smaller
Annular space formed by openings with the auxiliary chamber in connection with the stage
also through a channel which is expediently provided with a cross-section regulator
Cylinder space is connected on the free side of the larger percussion piston stage.
Furthermore, the two piston surfaces of the larger stage are of different sizes,
and so dimensioned that the pressure of the gas contained in the auxiliary chamber
the backward movement of the percussion piston after the impact due to the differential effect
causes. As a result of the use of flywheels, a gas cushion can be moved backwards
of the working piston is not required. Needs under normal working conditions
also the gas cushion for the percussion piston in the cylinder of the larger percussion piston stage
not to take effect. In contrast, this gas cushion is in the guide cylinder of
larger percussion piston stage and come into effect when the tool does not
or finds very little resistance. In that case it is through the gas cushion
prevents destruction by the percussion piston.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der
Zeichnung teilweise in Ansicht, teilweise in axialem Schnitt dargestellt.
In
der "Zeichnung ist i der Kolben einer Brennkraf tmaschine, vorzugsweise eines Verpuffungsa-notors.
Dieser Kolben ist mittels einer Pleuelstange 2 mit der Kurbel 3 einer Kurbelwelle
5 verbunden, auf der ein Schwungrad 4 sitzt. Der Motor ist in der üblichen Weise
mit Vergaser, Zündkerze und Auslallventil versehen. Diese Einzelheiten sind bis
auf das Auslaßventil in der Zeichnung nicht dargestellt. 6, 7 ist der in an sich
bekannter Weise zweistufig ausgebildete Schlagkolben, dessen kleinere Stufe 6 in
dem Zylinder 15 des Motors geführt ist. Die untere größere Stufe 7 ist in einem
zylindrischen Raum 8 geführt und besitzt eigen zapfenförmigen Fortsatz 9, welcher
in bekannter Weise zur Übertragung der Schlagwirkung auf das in der Zeichnung nicht
dargestellte Werkzeug, beispielsweise einen Gesteinsbohrer, dient. Der Führungszylinder
8 für die größere Stufe; des Schlagkolbens ist durch Öffnungen io und 12 mit einer
Hilfskammer i i verbunden, in der ein Druckgas vorrätig gehalten "wird. Dieses Druckgas
kann beispielsweise dem Verdichtungsraum 15 des -Motors entnommen werden, wobei
in der Verbindungsleitung ein Reduktionsventil eingeschaltet sein kann. Statt dessen
kann auch die Kammer i i mit einer besonderen Luftpumpe verbunden sein. Es muß lediglich
dafür Sorge getragen werden, daß der Druck in der Kammer i i annähernd unverändert
aufrechterhalten wird. Die eine Verbindungsöffnung io ist in der Nähe des oberen
Endes des Führungszylinders 8 für die Schlagkolbenstufe 7 angeordnet, so daß gegen
Ende des Aufwärtshubes des Schlagkolbens die Öffnung io freigegeben wird und eine
Verbindung zwischen der Kammer r i und dem Führungszylinder 8 herstellt, während
beim Abwärtshub der um die kleinere Stufe 6 in dem Führungszylinder 8 gebildete
Ringraum 17 mit der hlilfskammer i i in Verbindung gebi acht wird. Der Ringraum
17 steht außerdem noch durch ein Rückschlagventil 16 mit der Kammer i i in
Verbindung, und zwar derart, daß bei Entstehung eines Überdruckes in dein Ringraum
17 das darin eingeschlossene Gas in die Kammer i i zurückströmt. Die Öffnung 12
ist in der Nähe des unteren Endes des Führungszylindern 8 angeordnet. Der Querschnitt
dieser Öffnung ist mittels eines in einem Gehäuse 1.1 gelagerten Ventils 13 regelbar.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing partly in view, partly in axial section. In the drawing, i is the piston of an internal combustion engine, preferably a deflagration fan. This piston is connected by means of a connecting rod 2 to the crank 3 of a crankshaft 5 on which a flywheel 4 is seated. The engine has a carburetor in the usual way These details are not shown in the drawing with the exception of the exhaust valve 7 is guided in a cylindrical space 8 and has its own peg-shaped extension 9, which is used in a known manner to transfer the impact effect to the tool not shown in the drawing, for example a rock drill Openings io and 12 connected to an auxiliary chamber ii in which a pressurized gas is kept in stock. This compressed gas can, for example, be taken from the compression chamber 15 of the engine, it being possible for a reduction valve to be switched on in the connecting line. Instead, the chamber ii can also be connected to a special air pump. It only has to be ensured that the pressure in the chamber ii is maintained approximately unchanged. One connection opening io is arranged in the vicinity of the upper end of the guide cylinder 8 for the percussion piston stage 7, so that the opening io is released towards the end of the upward stroke of the percussion piston and establishes a connection between the chamber ri and the guide cylinder 8, while during the downward stroke the around the smaller step 6 in the guide cylinder 8 formed annular space 17 with the auxiliary chamber ii in connection gebi eight. The annular space 17 is also connected to the chamber ii through a check valve 16 in such a way that when an overpressure is created in your annular space 17, the gas enclosed therein flows back into the chamber ii. The opening 12 is arranged in the vicinity of the lower end of the guide cylinder 8. The cross section of this opening can be regulated by means of a valve 13 mounted in a housing 1.1.
Die Wirkungsweise dieses Schlagwerkzeuges ist folgende: Beim Verdichtungshub
des Motorkolbens i bewegt sich dieser gegen den Schlagkolben 6, 7. Hierbei bleibt
der letztere unbeweglich in der oberen Endstellung stehen, da die Hilfskammer ii
durch die Öffnung io mit dem Führungszylinder 8 für die größere Schlagkolbenstufe
7 in Verbindung steht und außerdem der Ringraum 17 allseitig abgeschlossen ist,
wodurch beim Abwärtsgang in dem letzteren ein Unterdruck entstehen würde. Durch
den bei der Explosion in dein Führungszylinder 13 entstehenden großen Druck werden
die auf. den Schlagkolben wirkenden Gegenkräfte überwunden, so daß der Schlagkolben
nach unten geschleudert wird. Dabei bewegt sich die Stufe 7 des Schlagkolbens an
der Öffnung io vorbei, so daß ' das in der Hilfskammer i i enthaltene Druckgas in
den Ringraum 17 einströmen kann und die Entstehung eines Unterdruckes in diesem
Ringraum verhindert. Während des Schlaghubes wird zunächst das unter der Schlagkolbenstufe
7 in dem Führungszylinder 8 befindliche Druckgas in die Kammer i i zurückgeförde-t,
und -zwar so lange, bis der zapfenförmige Fortsatz 9 des Schlagkolbens gegen das
eigentliche Werkzeug anstößt. Für den Fall, daß das Werkzeug keinen Widerstand findet,
wird die Öffnung 12 durch die Stufe Z des Schlagkolbens abgeschlossen, so daß sich
unter der Stufe 7 ein Gaskissen bildet, das ein schädliches Aufschlagen des Schlagkolbens
auf die untere Stirnwand des Führungszylinders 8 verhindert und, nachdem der Schlagkolben
.zur Ruhe gekommen ist, dessen Rückhub unterstützt. Etwa im gleichen Augenblick
beginnt auch der Saughub des Motorkolbens i, so daß auf die Stufe 7 des Schlagkolbens
das durch die Offnung 12 aus der Hilfskammer i i in den Führungszylinder 8 einströmende
Druckgas einen erheblichen Überdruck ausübt. Der während des Rückhubes auch in dem
Ringraum herrschende Druck des in der Kammer i i enthaltenen Gases verzögert die
Rückhubgeschwindigkeit nur wenig, weil dieser Druck auf eine erheblich kleinere
Fläche wirkt als unterhalb der Stufe 7 des Schlagkolbens. Sobald während des Rückhubes
die Öffnung to durch die Stufe 7 des Schlagkolbens abgeschlßssen ist, wird das in
(lern Ringraum 17 enthaltene Gas zusammengedrückt, so daß auch der Rückhub durch
ein Gaskissen abgedämpft wird. Kurz vor Beendigung des Rückhubes öffnet sich das
den Ringraum 17 mit der Hilfskammer ii verbindende Rückschlagventil 16, so daß das
Druckas aus dem Ringraum 17 in die Hilfskammer i i zurückgefördert wird.The mode of action of this impact tool is as follows: During the compression stroke
of the motor piston i, it moves against the percussion piston 6, 7. This remains
the latter are immovable in the upper end position, since the auxiliary chamber ii
through the opening io with the guide cylinder 8 for the larger percussion piston stage
7 is connected and also the annular space 17 is closed on all sides,
whereby a negative pressure would arise in the latter during downward gear. By
the high pressure created by the explosion in your guide cylinder 13
the on. the percussion piston acting counterforces overcome, so that the percussion piston
is thrown downwards. Step 7 of the percussion piston starts moving
the opening io over, so that 'the compressed gas contained in the auxiliary chamber i i in
the annular space 17 can flow in and the creation of a negative pressure in this
Annular space prevented. During the percussion stroke, the first thing under the percussion piston stage is
7 compressed gas located in the guide cylinder 8 is conveyed back into the chamber i i,
and while so long until the peg-shaped extension 9 of the percussion piston against the
actual tool hits. In the event that the tool finds no resistance,
the opening 12 is closed by the stage Z of the percussion piston, so that
A gas cushion forms below level 7, which can damage the percussion piston
on the lower end wall of the guide cylinder 8 and after the percussion piston
. has come to rest, supports its return stroke. At about the same moment
the suction stroke of the engine piston i also begins, so that on stage 7 of the percussion piston
that flowing through the opening 12 from the auxiliary chamber i i into the guide cylinder 8
Pressurized gas exerts a considerable excess pressure. The during the return stroke also in that
Annular space prevailing pressure of the gas contained in the chamber i i delays the
Return stroke speed only a little, because this pressure is considerably smaller
Area acts as below stage 7 of the percussion piston. As soon as during the return stroke
the opening to is completed by the step 7 of the percussion piston, the in
(Learn annular space 17 contained gas compressed, so that the return stroke through
a gas cushion is dampened. The opens shortly before the end of the return stroke
the annular space 17 with the auxiliary chamber ii connecting check valve 16, so that the
Druckas is conveyed back from the annular space 17 into the auxiliary chamber i i.
Durch Veränderung des Querschnitts der Öffnung 12 mittels des Ventils
13 läßt sich der der Abwärtsbewegung des Schlagkolbens entgegenwirkende Drück in
dem Führungszylinder 8 regeln. Soll die Maschine leer laufen, so wird das Ventil
13 vollständig geschlossen. Hiernach kommt der Schlagkolben mit dem eigentlichen
Werkzeug überhaupt nicht in Berührung.
Wie bereits erwähnt, wird
das Druckgas für die Hilfskammer 'i i vorzugsweise dem Verdichtungsraum des Motors
entnommen. Statt dessen kann auch eine besondere Luftpumpe für diesen Zweck verwendet
werden. Wenn die Kammer i i aus dem Verdichtungsraum des Motors gespeist wird, muß
eine besondere Vorrichtung vorhanden sein, mit -deren Hilfe vor Inbetriebsetzung
in der Kammer i i ein Anfangsdruck erzeugt werden kann. Bevor der Motor angelassen
wird, ist es zweckmäßig, den Schlagkolben mittels des eigentlichen Werkzeuges in
dem Führungszylinder 8 aufwärts zu verschieben, damit sich unter der Stufe 7 des
Schlagkolbens das erwähnte Gaskissen bilden kann.By changing the cross section of the opening 12 by means of the valve
13 can be the downward movement of the percussion piston counteracting pressure in
the guide cylinder 8. If the machine is to run empty, the valve will
13 completely closed. Then comes the percussion piston with the actual one
Tool not in contact at all.
As mentioned earlier, will
the compressed gas for the auxiliary chamber 'i i preferably the compression chamber of the engine
taken. Instead, a special air pump can be used for this purpose
will. If the chamber i i is fed from the compression chamber of the engine, must
a special device must be available with the aid of which before commissioning
an initial pressure can be generated in the chamber i i. Before starting the engine
is, it is advisable to use the actual tool in the percussion piston
the guide cylinder 8 to move upwards, so that under level 7 of the
Percussion piston can form the gas cushion mentioned.