DE602005006398T2

DE602005006398T2 - Hydraulikdruckspeicher

Info

Publication number: DE602005006398T2
Application number: DE602005006398T
Authority: DE
Inventors: Anders Wilhelm Lundgren
Original assignee: Atlas Copco Construction Tools AB
Current assignee: Construction Tools PC AB
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2025-03-08
Also published as: JP2007528799A; EP1729934A1; WO2005087444A1; SE0400611L; ES2303675T3; US20070199724A1; DE602005006398D1; SE0400611D0; SE526992C2; US7478648B2; JP4576423B2; EP1729934B1

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem hydraulischen Druckspeicher, der eine Expansionskammer mit einer flexiblen Membran, die ein Druckfluidabteil von einem Gaskissenabteil trennt, und ein bewegliches Membranhalteelement aufweist, das einen die Membran angreifenden Kopf innerhalb des Druckfluidabteils aufweist.
Bei älteren hydraulischen Speichern, die zum Beispiel in der US 4,676,323 und der GB 2 094 888 beschrieben sind, ist es bekannt, dass diese eine Membranabstützung in der Form eines pilzähnlichen Halteelements haben, die einen in einer Bohrung in einem Gehäuse geführten Schaft und einen an der Membran angreifenden Kopf besitzt, der bei niedrigen Druckwerten einen oder mehrere Durchlasskanäle für Druckfluid abdeckt. Um die Abmessungen des Speichers klein zu halten, sollte der Schaft des Halteelements so kurz wie möglich sein. Dies ist gelöst worden, indem man entweder den Schaft des Halteelements mit einem äußeren Endstück versehen hat, wie in der US 4,676,323 gezeigt, oder in dem Gaskissenabteil der Expansionskammer Anschlagmittel vorgesehen hat, um die Eindringtiefe zu begrenzen, die das Haltelement ausführt.
Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, einen hydraulischen Druckspeicher zu schaffen, der für einen hydraulischen Brechhammer geeignet ist und in Kombination für eine zuverlässige Funktion und eine einfache Gestaltung der beweglichen Membranabstützung sorgt.
Diese Aufgabe kann durch einen hydraulischen Druckspeicher gemäß Anspruch 1 gelöst werden.
Weitere Zielsetzungen und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen deutlich.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Brechhammer;
2 in größerem Maßstab einen Schnitt durch das Verteilerventil des Brechhammers aus 1;
3 in größerem Maßstab einen Ausschnitt der Einsatzhülsenanordnung des Brechhammers aus 1.
Der in den Zeichnungsdarstellungen gezeigte Brechhammer besitzt ein Gehäuse 10, das mit einem rückwärtigen Montageabsatz 11 zur Anbringung an einem mechanischen Träger, wie z. B. einem Baggerarm, ausgebildet ist. Das Gehäuse 10 ist mit einer Durchgangsbohrung 12 versehen, die in ihrem rückwärtigen Bereich eine Zylinderhülse 14 zum abdichtenden Führen eines Hammerkolbens 15 hält. An dem rückwärtigen Ende des Gehäuses 10 ist eine Endabdeckung 16 verschraubt, die ei nen Endverschluss für die Bohrung 12 bildet. Diese Endabdeckung 16 ist als einstückiges Element mit einem röhrenförmigen Kragenbereich 17 ausgebildet, der sich in die Bohrung 12 erstreckt und das rückwärtige Ende der Zylinderhülse 14 berührt. Letztere ist in ihrer geeigneten Position in der Bohrung 12 zwischen dem Kragenbereich 17 der Endabdeckung und einem Absatz 18 in der Bohrung 12 verklemmt. Der Kragenbereich 17 bildet auch Führungsmittel für den Hammerkolben 15 und trägt einen Dichtring 19 zum Zusammenwirken mit dem rückwärtigen Ende des Hammerkolbens 15.
In ihrem vorderen Bereich hält die Bohrung 12 eine Führungshülse 20 für einen Arbeitseinsatz, die dazu gedacht ist, das rückwärtige Ende eines Arbeitseinsatzes (nicht gezeigt) aufzunehmen. Zum Schmieren der Hülse 20 auf ihrer Innenseite ist ein Schmiermittelzufuhrkanal 21 in dem Gehäuse 10 vorgesehen, der über Radialöffnungen 22a, b in der Führungshülse 20 mit der Innenseite der Führungshülse 20 in Verbindung steht. Weiterhin ist die Führungshülse auf ihrer Außenseite mit vier O-Ringen 23a–d versehen, die zwei Aufgaben haben, nämlich durch Reibkontakt mit der Bohrung 12 die Hülse 20 in der Bohrung zu halten und zwischen sich zwei Ringkammern 24, 25 abzudichten. Die Radialöffnungen 22a, b in der Führungshülse sind zwischen den O-Ringen 23a, b bzw. c, d angeordnet, so dass das Schmiermittel die Kammern 24, 25 passieren muss, um die Radialöffnungen 22a, b und die Innenseite der Führungshülse 20 zu erreichen. Siehe 3. Entsprechend sind die Kammern 24, 25 mit Schmiermittel (Fett) gefüllt und relativen axialen Erstreckung der Kammern 24, 25 wird das Schmiermittel über einen wesentlichen Teil der Außenfläche der Führungshülse 20 verteilt und verhindert dadurch ein Festgehen der Führungshülse 20 relativ zu der Bohrung 12.
Das Gehäuse besitzt einen Druckfluid-Einlasskanal 28 zum Zuführen von Antriebsdruckfluid an die Zylinderhülse 14, um den Hammerkolben 15 in seiner hin- und hergehenden Bewegung anzutreiben und Schläge auf einen in die Führungshülse 20 eingesetzten Werkzeugeinsatz abzugeben. Der Kolben 15 besitzt zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende Antriebsflächen 29, 30, von welchen die niedrigere Fläche 30 kontinuierlich mit der Druckfluidquelle verbunden ist, während die obere Fläche 29 intermittierend über ein Druckfluidverteilerventil unter Druck gesetzt wird. Das Verteilerventil 31 besitzt einen Fluideinlass 32, der mit dem Druckfluid-Einlasskanal 28 in Verbindung steht, und einen Fluidauslass 33, der mit der oberen Antriebsfläche 29 des Hammerkolbens 15 in Verbindung steht. Weiterhin besitzt das Verteilerventil 31 eine Ventilbohrung 35 und ein in der Ventilbohrung 35 abdichtend geführtes Ventilelement 34. Das Ventilelement 34 besteht aus einem röhrenförmigen Führungsteil 36, das in der Bohrung 35 geführt ist, und einer Stirnwandung 37. In der Stirnwandung 37 sind Durchgangsöffnungen 38 zum Verbinden der Innenseite des Führungsteils 36 und des Fluideinlasses 32 mit der Außenfläche der Stirnwandung 37 vorgesehen. Die Stirnwandung 37 ist mit einem Aktivierungsbereich 40 mit reduziertem Durchmesser versehen, der sich koaxial in einer Richtung entgegengesetzt vom Führungsteil 36 erstreckt und in einer intermittierend unter Druck gesetzten Aktivierungsbohrung 41 aufgenommen ist.
Die Stirnwandung 37 hat einen etwas größeren Querschnitt als das Führungsteil 36 und weil das Ventilelement 34 ein offenes Ende hat, wirkt das Druckfluid dauerhaft sowohl auf den durch das Führungsteil 36 ausgebildeten Flächenbe reich als auch über die Öffnungen 38 auf die Außenfläche der Stirnwandung 37. In der Position, in welcher die Aktivierungsbohrung mit dem Tank verbunden ist, d. h. kein Druck auf den Aktivierungsbereich 40 wirkt, ist der verbleibende Teil der Stirnwandung 37 kleiner als die Führungsteilfläche, was zu einer Schließkraft auf das Ventilelement 34 führt. Wenn stattdessen die Aktivierungsbohrung 41 unter Druck gesetzt wird, erzeugt die Gesamtfläche aus der Stirnwandung plus dem Aktivierungsbereich 40 eine Kraft, die über die durch den auf die Führungsteilfläche wirkenden Druck erzeugte Kraft dominiert. Dies bedeutet, dass das Ventilelement 34 in seine offene Stellung (nicht gezeigt) verstellt wird.
Das Ventilelement 34 ist dazu vorgesehen, die Verbindung zwischen dem Einlass 32 und dem Auslass 33 zu steuern, und zu diesem Zweck ist das Ventilelement 34 mit einer doppelten Dichtfunktion ausgebildet, nämlich einer Spaltdichtung und einer Berührungsdichtung. Die Spaltdichtungsfunktion erhält man durch eine Umfangsfläche 44 der Stirnwandung 37, die mit der Ventilbohrung 35 zusammenwirkt, wie in der geschlossenen Funktion des Ventils in 1 dargestellt. Die Berührungsdichtung wird durch einen ringförmigen Sitz 45 im Zusammenwirken mit einer ringförmigen Kontaktfläche 46 an der Stirnwandung 37 bewerkstelligt. Durch eine mit einer Spaltdichtung kombinierte Berührungsdichtung, wie zuvor beschrieben, erhält man einen hohen Grad an Ventildichtheit und damit einen hohen Wirkungsgrad des Hammers.
Der in der Zeichnung gezeigte Brechhammer besitzt auch einen Druckspitzen absorbierenden Speicher 50, der teilweise durch das Hammergehäuse 10 und teilweise durch eine Abdeckung 51 ausgebildet ist, die an dem Gehäuse 10 angebracht ist. Der Speicher 50 besitzt eine Expansionskammer 52, die in üblicher Weise durch eine flexible Membran 53 in ein Druckfluidabteil 54 und ein unter Druck stehendes Gaskissenabteil 55 unterteilt ist. Die Expansionskammer 52 wird durch eine Innenwandung 57 und durch eine Außenwandung 58 begrenzt, die durch die Abdeckung 51 ausgebildet ist.
Es ist auch ein bewegliches Membranhalteelement 59 vorgesehen, das aus einem Schaftbereich 61 und einem an der Membran angreifenden Kopf 62 besteht. Letzterer ist innerhalb der Druckfluidkammer 54 angeordnet, während der Schaftbereich 61 in einer Bohrung in der Innenwandung 57 verlagerbar geführt ist. Parallel zu dem Schaftbereich 61 sind Öffnungen 64 vorgesehen, um Druckfluid in die Expansionskammer 52 zu leiten, und der Kopf 62 des Membranhalteelements 59 ist so angeordnet, dass er diese Öffnungen 64 bei niedrigen Druckwerten abdeckt, wenn die Membran 53 gegen die Innenwandung 57 gedrückt wird. Eine Feder 65 ist vorgesehen, um eine Vorspannkraft auf das Membranhalteelement 59 in der Richtung der Membran 53 auszuüben. Um die Länge des führenden Schaftbereiches 61 zu begrenzen, sind Anschlagmittel in der Form eines wulstförmigen Vorsprunges 66 an der Außenwandung 58 der Expansionskammer vorgesehen. Dieser Vorsprung 66 ist integral einstückig mit der Abdeckung 51 ausgebildet. Diese die Bewegung begrenzende Anordnung für die Membranhalterung 59 ist einfach in der Ausführung, da sie keine zusätzlichen Bauteile enthält.
Es versteht sich, dass die Ausführungsformen der Erfindung nicht auf das beschrieben Beispiel beschränkt sind, sondern im Schutzumfang der Ansprüche frei variiert werden können.

Claims

Hydraulischer Druckspeicher für einen hydraulischen Schlagmechanismus, der eine Expansionskammer (52), die durch eine innere Kammerwandung (57) und eine äußere Kammerwandung (58) begrenzt ist, eine flexible Membran (53), die die Expansionskammer (52) in ein Druckfluidabteil (54) und ein Gaskissenabteil (55) trennt, wobei das Druckfluidabteil (54) mit wenigstens einem Verbindungskanal (64) für Druckfluid versehen ist, der sich durch die innere Kammerwandung (57) erstreckt, und ein bewegliches Membranhalteelement (59) aufweist, das einen an der Membran angreifenden Kopf (62), der in dem Druckfluidabteil (54) angeordnet ist, und einen Schaftbereich (61) aufweist, der beweglich in einer Bohrung in der inneren Kammerwandung (57) geführt ist, wobei der an der Membran angreifende Kopf (62) den wenigstens einen Fluidverbindungskanal (64) bei niedrigen Fluiddrücken abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass an der äußeren Kammerwandung (58) ein Anlagebereich (66) zum Begrenzen der Bewegung des Halteelements (59) bei hohen Fluiddrücken nach außen vorgesehen ist, wobei der Anlagebereich (66) einen wulstförmigen Vorsprung aufweist, der an der äußeren Kammerwandung (58) angeordnet ist und entgegengerichtet sowie koaxial zu dem Membranhalteelement (59) liegt.
Speicher nach Anspruch 1, bei welchem die innere Kammerwandung (57) durch einen Gehäusestruktur des hydraulischen Schlagmechanismus ausgebildet ist, während die äußere Kammerwandung (58) durch eine Abdeckung (51) ausgebildet ist, die an der Gehäusestruktur festgelegt ist, und der wulstförmige Vorsprung (66) einstückig mit der Abdeckung (51) ausgebildet ist.