DE539988C - Impact tool with free-flying impact piston - Google Patents

Impact tool with free-flying impact piston

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DE539988C
DE539988C DER78052D DER0078052D DE539988C DE 539988 C DE539988 C DE 539988C DE R78052 D DER78052 D DE R78052D DE R0078052 D DER0078052 D DE R0078052D DE 539988 C DE539988 C DE 539988C
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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
    • B25D9/10Means for driving the impulse member comprising a built-in internal-combustion engine

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Description

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.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Schlagwerkzeug mit frei fliegendem Schlagkolben, 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, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagkolben (6, 7) in an sich bekannter Weise zweistufig ausgebildet ist und der in dem Führungszylinder (8) für die größere Stufe (7) um die kleinere Stufe (6) gebildete Ringraum durch C)ffnungen (io) und der Zylinderraum auf der freien Seite der größeren Kolbenstufe (7) durch einen zweckmäßig mit einem ®uerschnittsregler (13) versehenen Kanal (i2) mit der Hilfskammer (i i) in Verbindung stehen und daß die beiden Kolbenflächen der größeren Stufe (7) verschieden groß sind. PATENT CLAIMS: i. Impact tool with free-flying impact piston, its working stroke through the combustion gases one arranged in its guide cylinder Internal combustion engine with rotating centrifugal masses and its backward stroke through a compressed gas held in stock in an auxiliary chamber is effected, characterized in that that the percussion piston (6, 7) is designed in two stages in a manner known per se and that in the guide cylinder (8) for the larger step (7) by the smaller step (6) Annular space formed by C) openings (io) and the cylinder space on the free Side of the larger piston stage (7) by an appropriately with a cross-section regulator (13) provided channel (i2) are in communication with the auxiliary chamber (i i) and that the two piston surfaces of the larger stage (7) are of different sizes. 2. Schlagwerkzeug nach Anspruch i. Jadurch -gekennzeichnet, daß der Kanal (12) in einem derartigen Abstande von dem Ende des Führungszylinders (8) der größeren Kolbenstufe (7) angeordnet ist, daß beim wirksamen Schlagwerkzeug der Kanal (i) nicht oder nur kurz vor Beendigung des Arbeitshubes des Schlagkolbens geschlossen wird, so daß das in an sich bekannter Weise vorgesehene Gaskissen zum Abfangen des Schlagkolbens mir beim Leergang des Schlagwerkzeuges oder bei geringem Arbeitswiderstand gebildet wird. 2. Impact tool according to claim i. Yes - denotes that the channel (12) in such a Distances from the end of the guide cylinder (8) of the larger piston stage (7) is that the effective percussion tool the channel (i) not or only shortly before termination the working stroke of the percussion piston is closed, so that in itself known Way provided gas cushions to intercept the percussion piston me when the idle Impact tool or with low working resistance is formed. 3. Schlagwerkzeug nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet. daß der um die kleinere Stufe (6) des Schlagkolbens in dem Führungszylinder (8) der größeren Stufe gebildete bingraum (17) außer durch die von der größeren Stufe gesteuerten öffnungen (io) noch durch ein zweckmäßig in der Stirnwand des Ringraums angeordnetes Rückschlag entil (16) mit der Hilfskammer (i i) in Verbindung steht, so daß beim Rückwärtshub des Schlagkolbens (6, 7) das noch nach Abschluß der Öffnungen (io) in dem Ringraum enthaltene Gas in die Hilfskammer (ii) zurückgefördert wird.3. Impact tool according to claims i and 2, characterized. that the one around the smaller level (6) of the percussion piston in the guide cylinder (8) of the larger stage formed ring space (17) except through the openings (io) controlled by the larger step a non-return valve (16) expediently arranged in the end wall of the annular space is in communication with the auxiliary chamber (i i), so that on the return stroke of the percussion piston (6, 7) the gas still contained in the annular space after the openings (io) have been closed is returned to the auxiliary chamber (ii).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1283768B (en) * 1962-02-05 1968-11-21 Atlas Copco Ab Striking tool with a built-in combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1283768B (en) * 1962-02-05 1968-11-21 Atlas Copco Ab Striking tool with a built-in combustion engine

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