DE9218686U1

DE9218686U1 - Hydropneumatic hammer

Info

Publication number: DE9218686U1
Application number: DE9218686U
Authority: DE
Original assignee: Soosan Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: Soosan Heavy Industries Co Ltd
Priority date: 1992-01-15
Filing date: 1992-08-15
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2002-08-16

Description

SOOSAN HEAVY INDUSTRIES CO., LTD. KoreaSOOSAN HEAVY INDUSTRIES CO., LTD. Korea

Hydropneumatischer HammerHydropneumatic hammer

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät für Tief- und Straßenbau und insbesondere einen hydropneumatischen Hammer, der mit einer Hin- und Herbewegung eines Schlagkolbens und mit einem Richtungssteuerventil arbeitet.The present invention relates to a working tool for civil engineering and road construction and in particular to a hydropneumatic hammer which operates with a reciprocating movement of a percussion piston and with a directional control valve.

Allgemein gesagt umfaßt ein hydropneumatisches Schlagwerk- ) zeug oder ein ein hydropneumatischer Hammer gemäß des Standes der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, eine gasgefüllte Kammer, die im oberen Bereich des Kolbens so angeordnet ist, daß sie Schlagenergie mittels Kompression während des Aufwärtshubes des Kolbens sammelt.Generally speaking, a hydropneumatic impact tool or hammer according to the prior art from which the present invention is based comprises a gas-filled chamber arranged in the upper region of the piston so as to collect impact energy by means of compression during the upward stroke of the piston.

Die Zuführung von unter Druck stehendem öl in eine Kammer, welche für gewöhnlich um den unteren Bereich eines Kolbens herum angeordnet ist, bewirkt eine nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens zur Kompression des sich in der gasgefüllten Kammer befindlichen Gases, bis die obere End- oder Totpunktslage des Kolbens erreicht ist und wenn der Kolben ' 25 diese obere Totpunktslage erreicht, wird eine andere Kammer, welche im wesentlichen um den oberen Bereich oder Abschnitt des Kolbens herum ausgebildet ist, mit unter Druck stehendem Öl durch Betätigung eines Richtungssteuerventiles gefüllt, was bewirkt, daß der Öldruck, der in der unteren Kammer wirkt, ausgeglichen wird, so daß die angesammelte Energie des Gases freigegeben wird und der Kolben schlagartig nach unten bewegt wird, um auf den Kopf eines Schlags tabes oder Meißels zu treffen, der koaxial mit dem Kolben verlaufend angeordnet ist.
35The supply of pressurized oil to a chamber usually located around the lower portion of a piston causes an upward movement of the piston to compress the gas in the gas-filled chamber until the top dead center position of the piston is reached, and when the piston ' 25 reaches this top dead center position, another chamber formed substantially around the upper portion of the piston is filled with pressurized oil by actuation of a directional control valve which causes the oil pressure acting in the lower chamber to be equalized so that the accumulated energy of the gas is released and the piston is abruptly moved downwards to strike the head of an impact bar or bit arranged coaxially with the piston.
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Diese bekannte Vorrichtung benötigt spezielle Bauteile, beispielsweise einen Ventilstecker oder Ventilhahn, um das Ven-This well-known device requires special components, such as a valve plug or valve tap, to operate the valve.

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til umschalten zu können, sowie sehr kompliziert geführte labyrinthartige Durchlässe und Kanäle, um die obere Kammer mit unter Druck stehendem Fluid zu füllen, um die Abwärtsbewegung des Kolbens auslösen zu können.
5valve, as well as very complicated labyrinth-like passages and channels to fill the upper chamber with pressurized fluid in order to trigger the downward movement of the piston.
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Darüber hinaus ist die bekannte Vorrichtung für gewöhnlich nachteilig insofern, als sie groß baut und hohes Gewicht hat, da die speziellen Bauteile nötig sind, mit denen das Steuerventil zu betätigen ist, sowie die kompliziert geführten Kanäle und Durchlässe für das unter Druck stehende Fluid und diese Nachteile führen weiterhin zu hohen Herstellungs-In addition, the known device is usually disadvantageous in that it is large and heavy because of the special components required to operate the control valve and the complicated channels and passages for the pressurized fluid, and these disadvantages also lead to high manufacturing costs.

) kosten als auch häufigen und schwierigen Reparaturen- oder Wartungsarbeiten. ) costs as well as frequent and difficult repairs or maintenance work.

Es ist in der Hydratiliktechnik bekannt, daß lange und/oder verwickelte Durchlässe oder Kanäle für ein Fluid die Energieausbeute der Vorrichtung abschwächen, also kurze und direkte Leitungen höchst vorteilhaft wären.It is known in hydraulic engineering that long and/or intricate passages or channels for a fluid reduce the energy yield of the device, so short and direct lines would be highly advantageous.

Angesichts der oben erwähnten .Sachverhalte ist es von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydropneumatisehen Hammer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß dieser geringe Abmessungen, geringes Gewicht und einfachen Aufbau bei minimalen Herstellungskosten hat.
) 25In view of the above-mentioned facts, it is therefore an object of the present invention to design a hydropneumatic hammer according to the preamble of claim 1 in such a way that it has small dimensions, low weight and simple construction with minimal manufacturing costs.
) 25

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1.

Erfindungsgemäß ist ein hydropneumatischer Hammer vorgesehen mit einem Meißel, einem vorderen Kopfende, welches von einem Ende her einen unteren Endabschnitt eines Kolbens und vom gegenüberliegenden Ende her den Meißel aufnimmt, der koaxial zu dem Kolben angeordnet ist und welches die Hublänge und Bewegungsrichtung des Meißels und des Kolbens begrenzt, einem Zylinder, in dem der Kolben angeordnet ist, einem Ventilsystem und einem rückwärtigen Kopfende, in welchem eineAccording to the invention, a hydropneumatic hammer is provided with a chisel, a front head end which receives a lower end section of a piston from one end and the chisel from the opposite end, which is arranged coaxially to the piston and which limits the stroke length and direction of movement of the chisel and the piston, a cylinder in which the piston is arranged, a valve system and a rear head end in which a

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gasgefüllte Kammer ausgebildet ist. Dieser hydropneumatische Hammer ist weiterhin gekennzeichnet durch: einen Kolben mit Stufen größeren und kleineren Durchmessers/ welche das Innere einer Kolbenkammer zur Aufnahme des Kolbens in vier Kammern unterteilen/ nämlich eine erste Kammer, welche mittels eines ersten Durchlasses mit einer Druckleitung in Verbindung steht, eine zweite Kammer, welche durch eine Stufe im mittleren Bereich des Kolbens gebildet ist und mit einer Auslaßleitung verbunden ist, eine dritte Kammer, welche durch eine Stufe in einem oberen Abschnitt des Kolbens gebildet ist und eine vierte Kammer, welche die gasgefüllte Kammer definiert, welche von der dritten Kammer mittels einer Abdichtführung getrennt ist; eine Ventilkammer zur Aufnahme des Venti 1 syst ems, welche parallel zu der Kolbenkammer verlaufend angeordnet ist; einen Durchlaß zum Umsteuern einer Druckleitung eines Fluides zu einer Auslaßleitung und zum Verbinden der Ventilkammer mit der zweiten Kammer; einen Durchlaß zum Rückführen verbrauchten Fluides, welches in einen drucklosen Zustand umgesteuert worden ist; einen ersten Durchlaß zum Zuführen von unter Druck stehendem Fluid von dem Einlaß in die erste Kammer; einen zweiten Druchlaß zum Zuführen von unter Druck stehendem Fluid von dem Einlaß in die Ventilkammer und eine sich selbst unter Druck setzende Kammer; und einen Durchlaß zum Verbinden der Ventilkammer mit der dritten Kammer.gas-filled chamber. This hydropneumatic hammer is further characterized by: a piston with steps of larger and smaller diameters which divide the interior of a piston chamber for accommodating the piston into four chambers, namely a first chamber which is connected to a pressure line by means of a first passage, a second chamber which is formed by a step in the middle region of the piston and is connected to an outlet line, a third chamber which is formed by a step in an upper section of the piston and a fourth chamber which defines the gas-filled chamber which is separated from the third chamber by means of a sealing guide; a valve chamber for accommodating the valve system which is arranged parallel to the piston chamber; a passage for redirecting a pressure line of a fluid to an outlet line and for connecting the valve chamber to the second chamber; a passage for returning used fluid which has been redirected to a pressureless state; a first passage for supplying pressurized fluid from the inlet to the first chamber; a second passage for supplying pressurized fluid from the inlet to the valve chamber and a self-pressurizing chamber; and a passage for connecting the valve chamber to the third chamber.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Wirksamkeit oder Effizienz des hiermit geschaffenen hydropneumatisehen Hammers aufgrund der einfach und direkt geführten Kanäle oder Durchlässe hoch ist.A significant advantage of the present invention is that the effectiveness or efficiency of the hydropneumatic hammer created hereby is high due to the simple and direct channels or passages.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit des hiermit geschaffenen hydropneumatisehen Hammers ganz erheblieh verbessert ist.Another significant advantage of the present invention is that the operational safety and reliability of the hydropneumatic hammer created hereby is significantly improved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further details, aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines hydropneumatisehen HammersFig. 1 a side view of a hydropneumatic hammer

gemäß der vorliegenden Erfindung;
)according to the present invention;
)

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang Linie A-A in Fig. 1 zur Veranschaulichung des inneren Aufbaus des hydropneustatischen Hammers;Fig. 2 is a longitudinal section along line A-A in Fig. 1 to illustrate the internal structure of the hydropneustatic hammer;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer Spule, die gleitbeweglich in das Ventil des erfindungsgemäßen hydropneumatischen Hammers eingesetzt ist;
20Fig. 3 is a sectional view of a coil slidably inserted into the valve of the hydropneumatic hammer according to the invention;
20

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Ventils' in dem erfindungsgemäßen hydropneumatischen Hammer;Fig. 4 is a sectional view of the valve in the hydropneumatic hammer according to the invention;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer Ventilabdeckung in dem erfindungsgemäßen hydropneumatischen Hammer;Fig. 5 is a sectional view of a valve cover in the hydropneumatic hammer according to the invention;

Fig. 6A den Längsschnitt entlang Linie A-A von Fig. 1, wobei der Kolben in seiner untersten Lage ist (Schlagmoment );
30Fig. 6A is a longitudinal section along line AA of Fig. 1, with the piston in its lowest position (impact moment);
30

Fig. 6B eine Ansicht ähnlich der von Fig. 6A mit dem Kolben im Aufwärtshub; undFig. 6B is a view similar to Fig. 6A with the piston in the upward stroke; and

Fig. 6C eine Ansicht ähnlich der von Fig. SA oder SB mit dem Kolben in seiner maximal oberen HubpositionFig. 6C a view similar to that of Fig. SA or SB with the piston in its maximum upper stroke position

(Ventilumschaltmoment).(valve switching torque).

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht von Außen einer möglichen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen hydropneumatischen Hammers mit einem Schlagstab oder Meißel 1, einem vorderen Kopfende 10, einem Zylinder 20 mit einem Einlaß 21 zur Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluides von einer in der Zeichnung dargestellten Hydraulik-Krafteinheit bekannter Bauart und einem Auslaß 22 zur Abgabe von Fluid nach Ende des Arbeitshubes, sowie einem rückwärtigen Kopfende 30 mit einem Anschluß 31 zum Einfüllen von Gas.Fig. 1 shows an overall view from the outside of a possible embodiment of a hydropneumatic hammer according to the invention with a striking rod or chisel 1, a front head end 10, a cylinder 20 with an inlet 21 for supplying a pressurized fluid from a hydraulic power unit of known design shown in the drawing and an outlet 22 for discharging fluid after the end of the working stroke, as well as a rear head end 30 with a connection 31 for filling with gas.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt entlang Linie A-A des hydropneumatischen Hammers von Fig. 1, wobei die sich im vorderen Kopfende 10, dem Zylinder 20 und dem hinteren Kopfende 30 befindlichen Elemente sichtbar sind.Fig. 2 shows a longitudinal section along line A-A of the hydropneumatic hammer of Fig. 1, wherein the elements located in the front head end 10, the cylinder 20 and the rear head end 30 are visible.

Das vordere Kopfende 10 weist eine axiale Bohrung 4 auf, welche dafür ausgelegt ist, einen unteren Endabschnitt eines Kolbens 40 von einem Ende her und ein Ende des Meißels 1 vom anderen Ende her aufzunehmen, wobei der Kolben 40 und der Meißel 1 koaxial zueinander sind.The front head end 10 has an axial bore 4 which is designed to receive a lower end portion of a piston 40 from one end and an end of the chisel 1 from the other end, the piston 40 and the chisel 1 being coaxial with each other.

Das vordere Kopfende 10 weist weiterhin eine ringförmig umlaufende Führung 2 und einen Anschlagring 3 auf, welche beide an der inneren Oberfläche der Bohrung 4 so angeordnet sind, daß sie die Hublänge und Bewegungsrichtung des Meißels 1 und des Kolbens 40 begrenzen.The front head end 10 further comprises an annular guide 2 and a stop ring 3, both of which are arranged on the inner surface of the bore 4 in such a way that they limit the stroke length and direction of movement of the chisel 1 and the piston 40.

Der Zylinder 20 weist eine axial verlaufende Kolbenkammer auf, welche zur gleitbeweglichen Führung des Kolbens 40 dient, der koaxial mit dem Meißel 1 verlaufend angeordnet ist, sowie'eine Ventilkammer 50, welche parallel zu der Kolbenkammer verläuft.The cylinder 20 has an axially extending piston chamber, which serves to slidably guide the piston 40, which is arranged to run coaxially with the chisel 1, as well as a valve chamber 50, which runs parallel to the piston chamber.

Mittels Schrauben 32 ist an der oberen Seite oder Rückseite des Zylinders 20 das rückwärtige Kopfende 30 befestigt, welches eine gasgefüllte Kammer 60 aufweist.The rear head end 30, which has a gas-filled chamber 60, is attached to the upper side or back of the cylinder 20 by means of screws 32.

Die Figuren 6A bis 6C zeigen den Aufbau des Kolbens 40 und eines Richtungssteuerventil-Systems, mit dem sich die charakteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung erzielen lassen, sowie das umschaltbare Verbindungssystem zwischen dem Kolben 40 und dem Ventilsystem.Figures 6A to 6C show the structure of the piston 40 and a directional control valve system with which the characteristic features of the present invention can be achieved, as well as the switchable connection system between the piston 40 and the valve system.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen im Detail ein Ventil, eine gleitbeweglich in dem Ventil gelagerte Spule und eine Ventilabdeckung, welche linear zu dem Ventil verlaufend angeordnet ist.Figures 3 to 5 show in detail a valve, a coil slidably mounted in the valve and a valve cover which is arranged linearly to the valve.

') Wie aus den Figuren 6A bis 6C hervorgeht, ist in der Kolbenkammer des Zylinders 20 axial hin- und herbeweglich der Kolben 40 gelagert, der gestufte Bereiche kleineren und größeren Durchmessers aufweist, welche das Innere der Kolbenkammer in vier Kammern unterteilen, nämlich eine erste Kammer 43, welche mittels eines ersten Durchlassers 47 mit einer Druckleitung verbunden ist, eine zweite Kammer 46, welche mit einer Ablaßleitung verbunden ist, eine dritte Kammer 44, welche durch eine Stufe 42 kleineren Durchmessers am Kolben 40 definiert ist und eine vierte Kammer, welche die gasgefüllte Kammer 60 bildet und von der dritten Kammer durch eine Abdichtführung 49 getrennt ist.') As can be seen from Figures 6A to 6C, the piston 40 is mounted in the piston chamber of the cylinder 20 so as to be axially reciprocable, said piston having stepped areas of smaller and larger diameters which divide the interior of the piston chamber into four chambers, namely a first chamber 43 which is connected to a pressure line by means of a first passage 47, a second chamber 46 which is connected to a discharge line, a third chamber 44 which is defined by a step 42 of smaller diameter on the piston 40 and a fourth chamber which forms the gas-filled chamber 60 and is separated from the third chamber by a sealing guide 49.

- 25 Innerhalb des Zylinders 20 und parallel zur Kolbenkammer ist die zylindrische Ventilkammer 50 angeordnet. In der Ventilkammer 50 sind ein zylindrisches Ventil 70 mit einer Formgebung gemäß Fig. 4 und eine Ventilabdeckung 80 mit einer Formgebung gemäß Fig. 5 hintereinander und einander endseitig berührend eingesetzt und eine hohle zylindrische Spule 90 mit einer Formgebung gemäß Fig. 3 ist gleitbeweglich in dem Ventil 70 und der Ventilabdeckung 80 geführt.- 25 The cylindrical valve chamber 50 is arranged inside the cylinder 20 and parallel to the piston chamber. In the valve chamber 50, a cylindrical valve 70 with a shape according to Fig. 4 and a valve cover 80 with a shape according to Fig. 5 are inserted one behind the other and touching each other at the ends and a hollow cylindrical coil 90 with a shape according to Fig. 3 is slidably guided in the valve 70 and the valve cover 80.

Der äußere Durchmesser des Ventils 70 ist gleich dem Innendurchmesser der Ventilkammer 50 und es ist ein Anschluß 76 in der Außenwand des Ventils 70 vorgesehen, mit dem die Ven-The outer diameter of the valve 70 is equal to the inner diameter of the valve chamber 50 and a connection 76 is provided in the outer wall of the valve 70 with which the valve

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tilkammer 50 über einen Durchlaß PA mit der dritten Kammer 44 verbunden ist.valve chamber 50 is connected to the third chamber 44 via a passage PA.

Weiterhin weist die innere Oberfläche am unteren Endabschnitt des Ventiles 70 eine ringförmig umlaufende Stufe 72 auf, welche einen unteren Endabschnitt 92 der Spule 90 aufnimmt und die innere Oberfläche des Ventiles 70 weist in einem mittigen Bereich hiervon erste und zweite ringförmig umlaufende Ausnehmungen 73 und 74 auf, und im oberen Ende weist das Ventil 70 an der inneren Oberfläche eine ringförmig umlaufende Stufe 75 auf, welche zur Aufnahme der äußeren Oberfläche eines Abschnitts 95 größeren Durchmessers der Spule 90 dient.Furthermore, the inner surface at the lower end portion of the valve 70 has an annular circumferential step 72 which receives a lower end portion 92 of the coil 90 and the inner surface of the valve 70 has first and second annular circumferential recesses 73 and 74 in a central region thereof, and in the upper end the valve 70 has an annular circumferential step 75 on the inner surface which serves to receive the outer surface of a portion 95 of larger diameter of the coil 90.

In der ersten ringförmig umlaufenden Ausnehmung 73 des Ventils 70 sind in Radialrichtung äquidistante Löcher ausgebildet, wobei eines - 76 - der Löcher mittels des Durchlassers PA mit der dritten Kammer 44 im Bereich des oberen Abschnittes des Kolbens 40 in Verbindung steht.In the first annular recess 73 of the valve 70, equidistant holes are formed in the radial direction, wherein one - 76 - of the holes is connected by means of the passage PA to the third chamber 44 in the region of the upper section of the piston 40.

In der zweiten ringförmig umlaufenden Ausnehmung. 74 sind ebenfalls in radialer Richtung äquidistante Löcher ausgebildet, von denen eines - 77 - mit einer Kammer 58 über einen Durchlaß PB in Verbindung steht und ein weiteres Loch 78 ist gegenüber dem Loch 77 ausgebildet und steht mit dem Auslaß 22 in Verbindung.In the second annular recess 74, equidistant holes are also formed in the radial direction, one of which - 77 - is connected to a chamber 58 via a passage PB and a further hole 78 is formed opposite the hole 77 and is connected to the outlet 22.

Die Spule 90, die gleitbeweglich innerhalb des Ventiles 70 geführt ist umfaßt gemäß Fig. 3 einen Abschnitt 94 kleineren Durchmessers und den Abschnitt 95 größeren Durchmessers und eine axiale Öffnung 91 im unteren Endabschnitt der Spule 90 weist den gleichen Durchmesser wie ein zweiter Durchlaß 48 auf. Mehrere axiale Bohrungen 93 sind radial symmetrisch in einer oberen Endplatte 98 ausgebildet und ein zylindrischer Vorsprung 96 ist mittig auf der Endplatte 98 nach außen vor-The coil 90, which is guided in a sliding manner within the valve 70, comprises, according to Fig. 3, a section 94 of smaller diameter and the section 95 of larger diameter and an axial opening 91 in the lower end section of the coil 90 has the same diameter as a second passage 48. Several axial holes 93 are formed radially symmetrically in an upper end plate 98 and a cylindrical projection 96 is centrally on the end plate 98 protruding outwards.

stehend ausgebildet und in eine axiale Bohrung 86 der Ventilabdeckung 80 gleitbeweglich aber luftdicht eingesetzt.designed to be upright and inserted in an axial bore 86 of the valve cover 80 in a sliding but airtight manner.

An der äußeren Oberfläche des Abschnittes 94 kleineren Durchmessers und an der äußeren Stufe zwischen dem Abschnitt 94 kleineren Durchmessers und dem Abschnitt 95 größeren Durchmessers der Spule 90 sind ringförmig umlaufende Ausnehmungen 97 und 99 ausgebildet.Annular circumferential recesses 97 and 99 are formed on the outer surface of the smaller diameter portion 94 and on the outer step between the smaller diameter portion 94 and the larger diameter portion 95 of the coil 90.

Die Ventilabdeckung 80 weist gemäß Fig. 5 eine zylindrische Ausnehmung 81 mit einem Innendurchmesser gleich dem Außen-The valve cover 80 has, as shown in Fig. 5, a cylindrical recess 81 with an inner diameter equal to the outer

) durchmesser des Abschnittes 95 größeren Durchmessers der Spule 90 auf, wobei die Ausnehmung 81 eine Kammer definiert, innerhalb der die Spule 90 vor- und zurückbeweglich ist, wobei die Ausnehmung 81 weiterhin eine sich selbst unter Druck setzende Kammer definiert, deren Funktion nachfolgend noch genauer erläutert werden wird.) diameter of the larger diameter portion 95 of the coil 90, the recess 81 defining a chamber within which the coil 90 is movable back and forth, the recess 81 further defining a self-pressurizing chamber, the function of which will be explained in more detail below.

Die Ventilabdeckung 80 weist weiterhin die axiale Bohrung 86 auf, in welcher der zylindrische Vorsprung 96 der Spule 90 gleitbeweglich und luftdicht geführt ist, sowie eine ringförmig umlaufende Ausnehmung 85, die so in der äußeren Oberfläche der Abdeckung 80 ausgebildet ist, daß sie mit einer Kammer 84 mittels schrägverlaufenden Durchlässen 83 in Ver-■' 25 bindung steht, um ein Fluid nach dem Arbeitshub mittels eines Durchlasses PE zurückzuführen und abzulassen.The valve cover 80 further comprises the axial bore 86 in which the cylindrical projection 96 of the coil 90 is guided in a sliding and airtight manner, as well as an annular circumferential recess 85 which is formed in the outer surface of the cover 80 in such a way that it is connected to a chamber 84 by means of inclined passages 83 in order to return and discharge a fluid after the working stroke by means of a passage PE.

Der erfindungsgemäße hydropneumatische Hammer gemäß der bisher beschriebenen Ausführungsform arbeitet wie folgt:The hydropneumatic hammer according to the invention according to the embodiment described so far works as follows:

Zunächst wird die Kammer 60 mit einem Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid mittels des Anschlusses 31 unter Zuhilfenahme eines Druckgastankes oder Kompressors oder dergleichen gefüllt.First, the chamber 60 is filled with an inert gas, for example nitrogen or carbon dioxide, via the connection 31 with the aid of a compressed gas tank or compressor or the like.

Fig. 6A zeigt die Lage des Kolbens 40 und der Spule 90 in der unteren Totpunktslage während des Schlagmomentes, also im Moment der Aufbringung der Schlagenergie.Fig. 6A shows the position of the piston 40 and the coil 90 in the bottom dead center position during the impact moment, i.e. at the moment of application of the impact energy.

Unter Druck stehendes öl gelangt von dem Einlaß 21 mittels des ersten Durchlasses 47 in die erste Kammer 43 und über den zweiten Durchlaß 48 und den axialen Bohrungen 93 in der Endplatte 98 der Spule 90 in die Kammer 81.Pressurized oil passes from the inlet 21 through the first passage 47 into the first chamber 43 and through the second passage 48 and the axial bores 93 in the end plate 98 of the spool 90 into the chamber 81.

Das unter Druck in die erste Kammer 43 geführte Öl bewirkt, daß sich der Kolben 40 nach oben bewegt und das sich in derThe oil fed under pressure into the first chamber 43 causes the piston 40 to move upwards and the

) Kammer 60 befindliche Gas durch Aufbringen von öl- oder Hydraulikdruck auf eine untere ringförmig umlaufende Stufe 41 des Kolbens 40 komprimiert und das unter dem gleichen Druck durch den zweiten Durchlaß 48 und die axialen Bohrungen 93 in der Endplatte 98 der Spule 90 in die Kammer 81 geführte Öl bewirkt, daß sich die Spule 90 in Fig. 6A in Richtung der Pfeile bewegt, so daß die Ventilkammer 50 nicht mit der dritten Kammer 44 verbunden ist.) chamber 60 is compressed by applying oil or hydraulic pressure to a lower annular step 41 of the piston 40 and the oil fed under the same pressure through the second passage 48 and the axial bores 93 in the end plate 98 of the spool 90 into the chamber 81 causes the spool 90 to move in the direction of the arrows in Fig. 6A so that the valve chamber 50 is not connected to the third chamber 44.

In diesem Betriebszustand ist daher die auf den Kolben 40 aufgebrachte Kraft einzig und allein die vom Öldruck in der ersten Kammer 43 wirkende Kraft und der in entgegengesetzter Richtung auf den Kolben 40 wirkende Gasdruck und von daher J 25 bewegt sich der Kolben 40 nach oben (in Fig. 6A nach rechts), da der öl- oder Hydraulikdruck gegenüber dem Gasdruck überwiegt.In this operating condition, therefore, the force applied to the piston 40 is solely the force acting from the oil pressure in the first chamber 43 and the gas pressure acting in the opposite direction on the piston 40 and, therefore, the piston 40 moves upwards (to the right in Fig. 6A) since the oil or hydraulic pressure predominates over the gas pressure.

Fig. SB zeigt eine Ansicht ähnlich der von Figur 6A, wobei sich der Kolben weiter nach oben (nach rechts) bewegt hat und Fig. 6C zeigt den Kolben in seiner maximalen oberen Endlage oder oberen Totpunktlage. In der oberen Totpunktlage des Kolbens 40 ist die erste Kammer 43 mit einem Durchlaß PC verbunden, um den Öldruck umzukehren oder umzusteuern und demzufolge strömt das unter Druck stehende Öl, welches auf die erste Kammer 43 wirkt durch einen radialen Durchlaß ge-Fig. SB shows a view similar to that of Fig. 6A, with the piston having moved further upward (to the right) and Fig. 6C shows the piston in its maximum upper end position or top dead center position. In the top dead center position of the piston 40, the first chamber 43 is connected to a passage PC to reverse or reverse the oil pressure and consequently the pressurized oil acting on the first chamber 43 flows through a radial passage PC.

bildet durch die innere Stufe 75 und Bohrungen 79, welche in der Stufe am oberen Ende des Ventils 70 ausgebildet sind und bewirkt, daß die Spule 90 umgesteuert wird und nach oben (rechts) bewegt wird, indem Öldruck in eine Ventil-Umsteuerkammer 55 wirkt, welche durch die äußere Ausnehmung 99 zwischen dem Abschnitt kleineren Durchmessers und dem Abschnitt größeren Durchmessers der Spule 90 und der inneren Stufe 75 am oberen Ende des Ventils 70 gebildet ist. Obwohl hierbei der in der Ventil-Umsteuerkammer 55 wirkende Druck gleich dem Druck in der Kammer 81 ist, kann, da die den Druck aufnehmende Wirkfläche in der Ventil-Umsteuerkammer 55 größer ") ist, als diejenige in der Kammer 81, die Betätigung des Ventils abgeschlossen werden und dies bewirkt, daß die Bohrung 76 in der ersten umlaufenden Ausnehmung des Ventiles 70 geöffnet wird und gleichzeitig die Bohrung 77 in der zweiten umlaufenden Ausnehmung des Ventils 70 durch die äußere Oberfläche der Spule 90 geschlossen wird.formed by the inner step 75 and bores 79 formed in the step at the upper end of the valve 70 and causes the spool 90 to be reversed and moved upward (right) by oil pressure acting in a valve reversing chamber 55 formed by the outer recess 99 between the smaller diameter portion and the larger diameter portion of the spool 90 and the inner step 75 at the upper end of the valve 70. Although the pressure acting in the valve reversing chamber 55 is equal to the pressure in the chamber 81, since the pressure-absorbing effective area in the valve reversing chamber 55 is larger than that in the chamber 81, the actuation of the valve can be completed and this causes the bore 76 in the first circumferential recess of the valve 70 to be opened and at the same time the bore 77 in the second circumferential recess of the valve 70 to be closed by the outer surface of the coil 90.

Aufgrund des öffnens der Bohrung 76 in der ersten umlaufenden Ausnehmung 73 des Ventiles 70 strömt das unter Druck in die Ventilkammer 50 geführte öl direkt über den Druchlaß PA in die dritte Kammer 44, welche um den oberen Abschnitt des Kolbens 40 herum ausgebildet ist und bewirkt, daß der in der ersten Kammer 43 wirkende Druck ausgeglichen wird, so daß J 25 das sich in der Kammer 60 befindliche Gas schlagartig seiner gespeicherte Energie abgeben kann, welche während des Aufwärtshubes des Kolbens 40 aufgebaut worden ist.Due to the opening of the bore 76 in the first circumferential recess 73 of the valve 70, the oil fed under pressure into the valve chamber 50 flows directly via the passage PA into the third chamber 44, which is formed around the upper section of the piston 40 and causes the pressure acting in the first chamber 43 to be equalized, so that J 25 the gas located in the chamber 60 can suddenly release its stored energy, which has been built up during the upward stroke of the piston 40.

Das Gleichgewicht der Drücke oder Kräfte zwischen der ersten Kammer 43 und der dritten Kammer 44 ist hierbei ausreichend, die gesammelte Energie des Gases freiwerden zu lassen. Aufgrund der Energieeffizienz ist es wünschenswert, die effektive druckaufnehmende Fläche der dritten Kammer 44 größer als diejenige der ersten Kammer 43 zu machen. Von daher ist bei dem hydropneumatischen Hammer gemäß der vorliegenden Er-The balance of pressures or forces between the first chamber 43 and the third chamber 44 is sufficient to release the accumulated energy of the gas. Due to energy efficiency, it is desirable to make the effective pressure-absorbing area of the third chamber 44 larger than that of the first chamber 43. Therefore, in the hydropneumatic hammer according to the present invention,

findung die Höhe der Stufe 42 der dritten Kammer 44 etwas größer oder gleich der Stufe 41 der ersten Kammer 43.finding the height of the step 42 of the third chamber 44 slightly greater than or equal to the step 41 of the first chamber 43.

Der volle Abwärts- oder Arbeitshub des Kolbens kann wiederum unter Bezug auf Fig. 6A erläutert werden. Hierbei ist der Durchlaß PC von der ersten Kammer 43 abgetrennt und die zweite Kammer 46, welche um einen mittleren Abschnitt des Kolbens 40 herum ausgebildet ist, bewirkt eine Verbindung des Durchlasses PC mit einem Rückführdurchlaß PD und demzufolge wird der Druck des in den Durchlasses PC geförderten Öles abgebaut. Zur gleichen Zeit wird der in der Ventil-Um-The full downward or working stroke of the piston can again be explained with reference to Fig. 6A. Here, the passage PC is separated from the first chamber 43 and the second chamber 46, which is formed around a central portion of the piston 40, causes the passage PC to communicate with a return passage PD and consequently the pressure of the oil delivered into the passage PC is reduced. At the same time, the pressure in the valve circulation

) Steuerkammer 55 wirkende Druck, mit dem die Spule 90 in die obere Richtung bewegt wurde abgebaut und daher wird die Spule 90 in entgegengesetzte Richtung (d.h. in der Pig. 6A nach links) umgesteuert, da unter Druck stehendes Öl in die Kammer 81 gefördert wird und die Bohrung 76, welche mit dem Durchlaß PA in Verbindung steht, wird geschlossen. Demzufolge wird der Druck in dem Fluid, welches in die dritte Kammer 44 gefördert wurde, welche mit dem Rückführdurchlaß PD über die Durchlässe PA und PB und die Bohrungen 76 und 77 in Verbindung steht, abgebaut und das Fluid wird während des Aufwärtshubes des Kolbens 40 über den Auslaß 22 abgegeben.) control chamber 55, with which the spool 90 was moved in the upward direction, is released and therefore the spool 90 is reversed in the opposite direction (i.e. to the left in Fig. 6A) as pressurized oil is fed into the chamber 81 and the bore 76, which is in communication with the passage PA, is closed. Consequently, the pressure in the fluid which was fed into the third chamber 44, which is in communication with the return passage PD via the passages PA and PB and the bores 76 and 77, is released and the fluid is discharged via the outlet 22 during the upward stroke of the piston 40.

- Da der erfindungs gemäße hydropneumatische Hammer gemäß der J 25 dargestellten und beschriebenen Ausführungsform mit nur einer Ventil-Umsteuerkammer und einer sich selbst unter Druck setzenden Kammer (Ausnehmung 81) betrieben werden kann und da das Öl oder die Hydraulikflüssigkeit von daher direkt von dem Einlaß in die erste und dritte Kammer geführt werden kann, so daß Druckverluste minimiert und die Energieausbeute maximiert werden, ist der erfindungsgemäße hydropneumatische Hammer hinsichtlich Größe, Gewicht, Energieausnutzung und einfachem Aufbau vorteilhaft.- Since the hydropneumatic hammer according to the invention can be operated according to the embodiment shown and described in J 25 with only one valve reversing chamber and one self-pressurizing chamber (recess 81) and since the oil or hydraulic fluid can therefore be led directly from the inlet into the first and third chambers so that pressure losses are minimized and the energy yield is maximized, the hydropneumatic hammer according to the invention is advantageous in terms of size, weight, energy utilization and simple construction.

Claims

SOOSAN HEAVY INDUSTRIES CO., LTD. Korea Claims

1. Hydropneumatic hammer with:

a chisel;

a front head end which receives from one end a lower end portion of a piston and from the opposite end the chisel which is arranged coaxially to the piston and which determines the stroke length

and direction of movement of the chisel and the piston is limited;

a cylinder in which the piston is arranged;
a valve system; and

a rear head end in which a gas-filled chamber is formed,
20

marked by:

(a) a piston with steps of larger and smaller diameters which define the interior of a piston chamber

■_ 25 mer for holding the piston in four chambers under

) , namely a first chamber/ which

by means of a first passage connected to a pressure line, a second chamber which is formed by a step in the middle area of the piston and is connected to a

outlet line, a third chamber formed by a step in an upper portion of the piston and a fourth chamber defining the gas-filled chamber which is separated from the third chamber by means of a

sealing guide is separated?

(b) a valve chamber for accommodating the valve system, which is arranged parallel to the piston chamber;

(c) a passage for diverting a pressure line of a fluid to an outlet line and for

Connecting the valve chamber to the second chamber;

(d) a passage for returning spent fluid which has been switched to a pressureless state;

' (e) a first passage for supplying pressurized fluid from the inlet into the

st chamber;

(f) a second passage for supplying pressurized fluid from the inlet into the valve chamber and a self-pressurizing chamber; and

(g) a passage for connecting the valve chamber with the third chamber.

2. Hydropneumatic hammer according to claim 1, characterized in that the valve system comprises:
(a) a hollow cylindrical valve having: an outside diameter equal to the inside diameter of the

J 25 Valve chamber; an inner diameter equal to the

of the second passage; an annular circumferential step formed on an inner surface of a lower end thereof such that a lower end of a coil can be slidably received therein; first and second circumferential

recesses on an inner surface of a central portion thereof, the first circumferential recess having a plurality of holes formed in a radial symmetry, one of the holes being provided with

means of the passage with the third chamber · in

connection and wherein the second annular recess has several bores radially symmetrically, wherein one of the bores is connected to the return passage and another of the bores opposite the first bore is connected to the

outlet; and an annular circumferential step formed on an inner surface of an upper end thereof such that a larger diameter portion of the coil can be slidably received therein, where

the annular circumferential step has a plurality of radially symmetrical bores, one of which is connected to the reversing passage which is arranged to communicate with the second chamber;

(b) a spool slidably mounted in the valve and having a small diameter portion, a large diameter portion and an axial opening in a lower end thereof with a diameter equal to the

of the second passage, comprising: an upper end plate having a plurality of axial bores formed radially symmetrically therein; a cylindrical projection centrally in the upper end plate, which projects outwardly such that

it can be inserted into an axial bore in a valve cover; and annular circumferential recesses in an outer surface of the small diameter section and at a step in an outer surface between the

' small diameter section and the section

large diameter; and

(C) a valve cover comprising: a cylindrical recess having an inner diameter equal to the outer diameter of the large diameter section

diameter of the coil; an axial bore for

slidingly receiving the cylindrical projection of the coil; an annular recess in an outer surface for connection to a pressure relief chamber; and inclined passages for connection of the

annular recess with the pressure reduction chamber.

3. Hydropneumatic hammer according to claim 1 or 2, characterized in that the height of the step of the third chamber is greater than or equal to that of the first chamber.