EP0486898B1

EP0486898B1 - Method and device for adjustment of working caracteristics of an impact mechanism to the hardness of the material to be destroyed

Info

Publication number: EP0486898B1
Application number: EP91119042A
Authority: EP
Inventors: Friedrich Karl Dr.-Ing. Arndt; Robert-Jan Dr.-Ing. Bartels; Heribert Vielhaber
Original assignee: Krupp Maschinentechnik GmbH
Current assignee: SIG Plastics GmbH and Co KG
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1996-05-01
Anticipated expiration: 2011-11-08
Also published as: EP0486898A1; JPH04289083A; ATE137431T1; DE59107760D1; US5174387A; DE4036918A1

Abstract

With the invention the proposal is made of installing a control on the continuous measurement of the number (z) of impacts of the impact piston or the number (z) of impacts of the impact piston and of the input quantity stream (Qe) into the impact mechanism (6) and to implement said control at an actuator (20) in such a way that if required the internal resistance of one of the two cooperating work units, namely the conveyor unit (3) and the impact mechanism (6) is changed. <??>The control is constructed in such a way that the internal resistance is increased with the rise of at least one of the measurement variables to an adjustable desired value of a performance characteristic variable - with which value a threshold value (z0 and (z/Q)0) which comprises at least the number of impacts is preset. <??>The two aforesaid performance characteristic variables (z) and (Qe) are determined here outside the impact mechanism (6). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung des Arbeitsverhaltens eines Schlagwerks ohne oder mit Hubverstellung, dessen Schlagkolben unter Einwirkung des von einer Fördereinheit gelieferten hydraulischen Antriebsmittels hin- und hergehende Bewegungen ausführt, an die Härte des Zerkleinerungsmaterials und eine zur Durchführung des Anpassungsverfahrens geeignete Einrichtung.The invention relates to a method for adapting the working behavior of a striking mechanism without or with stroke adjustment, the impact piston of which performs reciprocating movements under the action of the hydraulic drive means supplied by a conveying unit, to the hardness of the comminution material and a device suitable for carrying out the adaptation method.

Hydraulisch betriebene Schlagwerke bilden mit der Fördereinheit auf der einen und dem Werkzeug (insbesondere Meißel) mit dem Zerkleinerungsmaterial auf der anderen Seite eine Wirkkette, die in beiden Richtungen von jeweils einem Energiestrom durchflossen wird. Der primäre Energiestrom ist von der Fördereinheit über das Schlagwerk und das Werkzeug auf das Zerkleinerungsmaterial (insbesondere Gestein) gerichtet; der sekundäre, vom Zerkleinerungsmaterial reflektierte Energiestrom wirkt über das Schlagwerk bis zur Fördereinheit. Die Eigenschaften des Zerkleinerungsmaterials und des Werkzeugs werden durch den Reflexionsfaktor R ausgedrückt, der eine indirekt meßbare Größe darstellt und durch das Verhältnis primäre Schlagenergie/reflektierte Schlagenergie definiert ist. Über die Größe des Reflexionsfaktors lassen sich insbesondere die Energiebilanz und die Schlagwerkcharakteristik, d. h. das Verhältnis von Schlagzahl zu Einzelschlagenergie eines Schlagwerks, beeinflussen.
Im Hinblick auf eine möglichst große Zerkleinerungsleistung sollte das Arbeitsverhalten eines Schlagwerks in der Weise angepaßt werden, daß bei zunehmender Materialhärte, also bei zunehmender Größe des Reflexionsfaktors, die Einzelschlagenergie ansteigt. Eine zu niedrige Einzelschlagenergie führt zu unerwünschten Reflexionen mit der Folge, daß sich bei hoher Werkzeug- und Schlagwerkbeanspruchung lediglich eine niedrige Zerkleinerungsleistung erzielen läßt. Insbesondere zur Begrenzung der Schlagwerkbeanspruchung sollte dafür Sorge getragen werden, daß bei zunehmender Energiereflexion die Schlagkolben-Schlagzahl nicht ansteigt und daß bei Erhöhung der Einzelschlagenergie durch eine Verstellung des Schlagwerkhubes die Schlagzahl in geeignetem Ausmaß vermindert wird.Hydraulically operated striking mechanisms form a chain of action with the conveyor unit on one side and the tool (in particular chisel) with the comminution material on the other side, through which an energy flow flows in both directions. The primary energy flow is directed from the conveyor unit via the striking mechanism and the tool to the comminution material (in particular rock); the secondary energy flow reflected by the shredding material acts via the striking mechanism to the conveyor unit. The properties of the comminution material and the tool are expressed by the reflection factor R, which is an indirectly measurable variable and is defined by the ratio of primary impact energy / reflected impact energy. The energy balance and the Impact characteristics, ie the ratio of impact number to single impact energy of an impact mechanism.
With regard to the greatest possible size reduction, the working behavior of a striking mechanism should be adapted in such a way that the individual impact energy increases with increasing material hardness, that is to say with increasing size of the reflection factor. A single impact energy which is too low leads to undesirable reflections, with the result that only a low comminution performance can be achieved with high tool and impact mechanism stress. In particular, in order to limit the impact on the striking mechanism, care should be taken to ensure that, with increasing energy reflection, the number of percussion pistons does not increase and that the stroke number is reduced to a suitable extent by increasing the individual impact energy by adjusting the stroke of the striking mechanism.

Zur Anpassung des Schlagwerk-Arbeitsverhaltens an die Härte des Zerkleinerungsmaterials sind unterschiedliche Verfahren vorgeschlagen worden. Diese nutzen die unterschiedliche Verweildauer des Schlagkolbens in der Nähe seiner theoretischen Schlagstellung aus (EP-B1-0 214 064; (EP-B1-0 256 955) oder beruhen auf einer elektrischen Messung des Schwingungsverlaufs in Bohrstangen mit daraus abgeleiteter Beeinflussung der Lage der Vorschubeinheit (DE-A1-35 18 370). Im Falle des erstgenannten Verfahrens wird in Abhängigkeit von der Verweildauer eine innerhalb des Schlagwerks ausgelöste Druckschwankung unmittelbar als Regelgröße für eine Regelung eingesetzt, welche die Aufprallgeschwindigkeit und die Schlagfrequenz in Abhängigkeit von der Härte des Zerkleinerungsmaterials einstellt.
Ein unerwünschter Rückprall des Schlagkolbens infolge nicht ausreichender Einzelschlagenergie läßt sich mittels einer Umsteuerung zumindest weitgehend vermeiden, welche die Größe des Schlagkolbenhubes beeinflußt (DE-C3-26 58 455).
Die zuvor angesprochenen Lösungsvorschläge zur Anpassung des Arbeitsverhaltens eines Schlagwerks an die Härte des Zerkleinerungsmaterials sind zum Teil für den rauhen Arbeitseinsatz nicht geeignet, störanfällig bzw. wenig reparaturfreundlich und/oder empfindlich gegen Temperatureinflüsse und damit verbundene Viskositätsänderungen des Antriebsmittels; dies gilt insbesondere für Regelungen, deren wesentliche Bestandteile in das Schlagwerk integriert sind.Various methods have been proposed for adapting the percussion work behavior to the hardness of the comminution material. These take advantage of the different dwell times of the percussion piston in the vicinity of its theoretical percussion position (EP-B1-0 214 064; (EP-B1-0 256 955) or are based on an electrical measurement of the vibration profile in boring bars with the resulting influence on the position of the feed unit (DE-A1-35 18 370) In the case of the first-mentioned method, depending on the dwell time, a pressure fluctuation triggered within the impact mechanism is used directly as a control variable for a control which adjusts the impact speed and the impact frequency depending on the hardness of the comminution material.
An undesirable rebound of the percussion piston As a result of insufficient individual impact energy, a reversal which influences the size of the percussion piston stroke can at least largely be avoided (DE-C3-26 58 455).
The proposed solutions for adapting the working behavior of a striking mechanism to the hardness of the comminution material are in part unsuitable for rough work, prone to malfunction or not very easy to repair and / or sensitive to temperature influences and the associated changes in viscosity of the drive means; this applies in particular to regulations whose essential components are integrated in the striking mechanism.

Die GB-A-1 294 901 beschreibt eine Rammeinrichtung mit einem Schlagwerk, dessen Schlagzahl in Abhängigkeit von der jeweiligen Eindringtiefe des Rammgutes geregelt wird; dies geschieht dadurch, daß ein Druckventil entsprechend verstellt wird.GB-A-1 294 901 describes a ramming device with an impact mechanism, the number of impacts of which is regulated as a function of the respective depth of penetration of the ramming material; this is done by adjusting a pressure valve accordingly.

Aus der Druckschrift EP-A-0 112 810 ist eine Schlagdrehbohrvorrichtung mit einem Schlagwerk bekannt, dessen Schlagzahl und -geschwindigkeit unter dem Gesichtspunkt der Erzielung einer größtmöglichen Eindringtiefe verändert werden. Diese Veränderung erfolgt unter Einsatz eines Mikrocomputers in der Weise, daß die Schlagenergie jederzeit konstant bleibt.
Nach der zugehörigen Zeichnung ist der Mikrocomputer mit den zugehörigen Steuerorganen außerhalb des Schlagwerks angeordnet.From document EP-A-0 112 810 a rotary hammer drilling device with a hammer mechanism is known, the number and speed of which are changed from the point of view of achieving the greatest possible depth of penetration. This change takes place using a microcomputer in such a way that the impact energy remains constant at all times.
According to the accompanying drawing, the microcomputer with the associated control elements is arranged outside the striking mechanism.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für hyraulisch betriebene Schlagwerke ein Verfahren und eine Einrichtung zur selbsttätigen Anpassung des Arbeitsverhaltens an die Härte des Zerkleinerungsmaterials zu entwickeln, bei denen die für die Materialzerkleinerung erforderliche Einzelschlagenergie selbsttätig an die sich ändernde Härte des Zerkleinerungsmaterials angepaßt wird. Falls konstruktionsbedingt eine Anpassung der Einzelschlagenergie nicht möglich ist, soll verhindert werden, daR die durch Reflexionsvorgänge zurückgewonnene Schlagenergie eine unerwünschte Erhöhung der Schlagkolben-Schlagzahl nach sich zieht.
Die Erfindung soll es gegebenenfalls auch ermöglichen, wesentliche und empfindliche Bestandteile (insbesondere Sensoren und Regler) unabhängig vom Schlagwerk anzuordnen, so daß sie betriebssicher und reparaturfreundlich sind sowie an unterschiedlich ausgebildeten Schlagwerken zur Anwendung kommen können.
Vorzugsweise kommt die Erfindung an Schlagwerken mit (der zuvor erwähnten) Energierückgewinnung zum Einsatz, die in der Druckschrift EP-A-0 183 093 beschrieben ist. Diese Ausführung setzt voraus, daß der Schlagkolben nach dem Aufschlag während des Rückhubes zeitweilig noch an die mit dem Betriebsdruck beaufschlagte Druckleitung angeschlossen ist.The invention has for its object to develop a method and a device for hydraulically operated striking mechanisms for automatically adapting the working behavior to the hardness of the comminution material, in which the individual impact energy required for material shredding is automatically adapted to the changing hardness of the shredding material. If, due to the design, it is not possible to adjust the individual impact energy, it should be prevented that the impact energy recovered by reflection processes leads to an undesirable increase in the number of percussion pistons.
The invention should also make it possible, if necessary, to arrange essential and sensitive components (in particular sensors and controllers) independently of the striking mechanism, so that they are reliable and easy to repair and can be used on differently designed striking mechanisms.
The invention is preferably used on impact mechanisms with (the aforementioned) energy recovery, which is described in the document EP-A-0 183 093. This version assumes that the percussion piston is temporarily connected to the pressure line with the operating pressure after the impact during the return stroke.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Abweichend vom bisher bekannten Stand der Technik besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, die Regelung zur Anpassung des Arbeitsverhaltens durch zumindest einen Meßvorgang außerhalb des Schlagwerks auf der Meßgröße Schlagkolben-Schlagzahl oder den Meßgrößen von Schlagkolben-Schlagzahl und Eingangsmengenstrom in das Schlagwerk aufzubauen, in einen Regelbefehl umzuwandeln und zur Veränderung des Innenwiderstands einer der beiden zusammenwirkenden Arbeitseinheiten, nämlich der Fördereinheit oder des Schlagwerks, heranzuziehen: Bei Anstieg der Schlagzahl bzw. einer aus der Meßgröße der Schlagzahl und des Eingangsmengenstroms gebildeten Leistungskenngröße auf einen einstellbaren Grenzwert wird der Innenwiderstand einer der beiden Arbeitseinheiten erhöht. Diese Veränderung bewirkt bei Schlagwerken mit nicht verstellbarem Hub, daß die Schlagzahl herabgesetzt wird. Bei Schlagwerken mit Hubverstellung wird durch Vergrößerung des Hubes die Einzelschlagenergie erhöht.
Die Erfindung macht von der an sich bekannten Erkenntnis Gebrauch, daß die Schlagzahl eines Schlagwerkes mit den Eigenschaften des Zerkleinerungsmaterials wechselt, also mit zunehmender Größe des Reflexionsfaktors zunimmt, und daß das Verhältnis aus Schlagzahl und Eingangsmengenstrom ebenfalls mit der Größe des Reflexionsfaktors ansteigt.
Die zu messenden Größen, also die Schlagzahl und ggf. zusätzlich der Eingangsmengenstrom in das Schlagwerk, können dabei mittels an sich bekannter Sensoren im Rahmen einer von der Schlagzahl beeinflußten Schallwellen- oder Schwingungsmessung bzw. einer Durchflußmessung erfaßt und in einen Regelbefehl umgewandelt werden.The object is achieved by a method which has the features of claim 1. In deviation from the prior art known to date, the basic idea of the invention is to build up the control for adapting the working behavior by at least one measuring process outside the striking mechanism to the measured variable percussion piston stroke number or the measured variables from percussion piston stroke number and input volume flow into the striking mechanism convert and use to change the internal resistance of one of the two interacting work units, namely the conveyor unit or the striking mechanism: When the Impact number or a performance parameter formed from the measured variable of the impact number and the input quantity flow to an adjustable limit value, the internal resistance of one of the two working units is increased. In the case of striking mechanisms with a non-adjustable stroke, this change causes the number of strokes to be reduced. For impact mechanisms with stroke adjustment, increasing the stroke increases the individual impact energy.
The invention makes use of the knowledge known per se that the impact rate of a percussion mechanism changes with the properties of the comminution material, that is to say increases with increasing size of the reflection factor, and that the ratio of impact rate and input flow rate also increases with the size of the reflection factor.
The quantities to be measured, i.e. the number of blows and, if necessary, additionally the input flow into the striking mechanism, can be detected by means of sensors known per se as part of a sound wave or vibration measurement or a flow measurement influenced by the number of blows and converted into a control command.

Im einfachsten Fall läßt sich der Innenwiderstand des Schlagwerks dadurch erhöhen, daß in entsprechender Weise der Druck in der Rücklaufleitung (Rücklaufwiderstand), gegen welchen der Schlagkolben den Rückhub ausführt, erhöht wird; dies läßt sich insbesondere dadurch verwirklichen, daß aufgrund des aus der Schlagzahl-Meßgröße gewonnenen Regelbefehls ein den Querschnitt der Rücklaufleitung festlegendes Drosselventil verstellt wird (Anspruch 2).
Falls mit zunehmender Größe des Reflexionsfaktors die Meßgröße der Schlagzahl auf einen vorgegebenen Grenzwert ansteigt, wird über den aus dieser Meßgröße gewonnenen Regelbefehl der Rücklaufwiderstand erhöht, wodurch sich die maximale Rückhubgeschwindigkeit des Schlagkolbens, d. h. die Rückhubstartgeschwindigkeit, reduziert und damit das Anwachsen der Schlagzahl begrenzt wird.In the simplest case, the internal resistance of the striking mechanism can be increased by correspondingly increasing the pressure in the return line (return resistance), against which the percussion piston executes the return stroke; This can be achieved in particular in that a throttle valve which defines the cross section of the return line is adjusted on the basis of the control command obtained from the stroke number measured variable (claim 2).
If, with increasing size of the reflection factor, the measured quantity of the number of impacts increases to a predetermined limit value, the control command obtained from this measured quantity is used to Return resistance increases, which reduces the maximum return stroke speed of the percussion piston, ie the return stroke start speed, and thus limits the increase in the number of strokes.

Die Anpassung des Arbeitsverhaltens des Schlagwerks an die sich ändernde Härte des Zerkleinerungsmaterials kann stattdessen auch durch eine Beeinflussung des Innenwiderstands der Fördereinheit herbeigeführt werden; deren Innenwiderstand nimmt definitionsgemäß dann zu, wenn durch Verkleinerung des Fördervolumens der austretende Förderstrom vermindert wird.
Falls also die Schlagzahl-Meßgröße auf den vorgegebenen Grenzwert ansteigt, wird über den Regelbefehl der Förderstrom solange zurückgefahren, bis die Schlagzahl erneut den vorgegebenen Grenzwert erreicht hat.The adaptation of the working behavior of the striking mechanism to the changing hardness of the comminution material can instead also be brought about by influencing the internal resistance of the conveyor unit; by definition, their internal resistance increases when the emerging flow rate is reduced by reducing the delivery volume.
If the number of strokes increases to the specified limit value, the flow rate is reduced by the control command until the number of strokes has again reached the specified limit value.

Bei Schlagwerken mit Hubverstellung kann das Verfahren in der Weise ausgeführt werden, daß auch die vom Schlagwerk aufgenommene Antriebsmittel-Eingangsmenge als Meßgröße ermittelt und aus dem Meßgrößenverhältnis Schlagzahl/Eingangsmenge ein Meßgrößenverhältnis-Istwert gebildet wird. Falls dieser auf einen Grenzwert ansteigt, der in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird, wird durch Hubverstellung der Schlagwerk-Innenwiderstand erhöht.
Da mit zunehmender Größe des Reflexionsfaktors auch der erwähnte Meßgrößenverhältnis-Istwert ansteigt, führt die schließlich über den Regelbefehl ausgelöste Vergrößerung des Schlagwerkhubes zu einer entsprechenden Veränderung der auf das Zerkleinerungsmaterial einwirkenden Einzelschlagenergie. Der jeweils in Betracht kommende Meßgrößenverhältnis-Grenzwert ist dabei der augenblicklich eingestellten Größe des Schlagwerkhubes angepaßt; das Verfahren arbeitet demgemäß mit einem umschaltbaren Meßgrößenverhältnis-Grenzwert.
Die zuvor beschriebene Ausführungsform des Verfahrens kann dadurch weiter ausgestaltet sein, daß der Schlagzahl-Grenzwert in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird (Anspruch 3); auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Schlagzahl jeweils in dem Bereich, der durch die Größe eines Schlagwerkhubes festgelegt ist, stets unter den zugehörigen Schlagzahl-Grenzwert zurückfährt.In the case of striking mechanisms with stroke adjustment, the method can be carried out in such a way that the drive means input quantity received by the striking mechanism is also determined as a measured variable and an actual measured variable ratio value is formed from the measured variable ratio of the number of blows / input quantity. If this rises to a limit value that is specified as a function of the size of the stroke mechanism stroke set, the stroke resistance is increased by stroke adjustment.
Since the mentioned measured variable ratio actual value also increases with increasing size of the reflection factor, the increase in the stroke of the striking mechanism which is finally triggered by the control command leads to a corresponding change in the individual impact energy acting on the comminution material. The relevant measurand ratio limit is included adapted to the currently set stroke stroke size; the method accordingly works with a switchable measurement variable ratio limit.
The previously described embodiment of the method can be further developed in that the impact number limit value is specified as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case (claim 3); In this way it is ensured that the number of impacts always returns below the associated number of impacts in the area which is determined by the size of a stroke of the impact mechanism.

Soweit durch Verstellen des Fördervolumens der Fördereinheit die Größe des Förderstroms beeinflußt werden kann, wird dieser - ggf. auch zusätzlich - vermindert, falls der Betriebsdruck im Förderstrom auf einen vorgegebenen Druck-Grenzwert ansteigt (Anspruch 4); diese Ausgestaltung setzt voraus, daß der im Förderstrom vorliegende Betriebsdruck mittels eines Drucksensors erfaßt und über einen Druckregler in eine Regelgröße umgewandelt wird. Sofern eine Hubverstellung vorgesehen ist, wird der Druck-Grenzwert zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben (Anspruch 5); damit ist die Möglichkeit geschaffen, den Druck-Grenzwert an unterschiedliche, durch die Größe des Schlagwerkhubes festgelegte Bereiche anzupassen. Ein Schlagwerk mit Hubverstellung ist in der bereits erwähnten Vorveröffentlichung DE-C3-26 58 455 beschrieben. Der Hub des Schlagkolbens läßt sich danach über einen federbelasteten Steuerschieber verändern, der - abhängig von der Größe eines ihn beaufschlagenden Steuerdrucks - unterschiedlich angeordnete Steuernuten und Steuerkanäle freigibt bzw. absperrt und dadurch die Umsteuerung der Bewegung des Schlagkolbens beeinflußt. Der Größe des Steuerdrucks - der sich in einfacher Weise mittels eines Drucksensors erfassen läßt - entspricht also eine bestimmte Größe des zur Zeit eingestellten Schlagkolbenhubes.Insofar as the size of the delivery flow can be influenced by adjusting the delivery volume of the delivery unit, this is - if necessary also additionally - reduced if the operating pressure in the delivery flow rises to a predetermined pressure limit value (claim 4); This configuration presupposes that the operating pressure in the delivery flow is detected by means of a pressure sensor and converted into a controlled variable by means of a pressure regulator. If a stroke adjustment is provided, the pressure limit value is expediently specified as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case (claim 5); This creates the possibility of adapting the pressure limit value to different areas determined by the size of the striking stroke. A striking mechanism with stroke adjustment is described in the previously mentioned prior publication DE-C3-26 58 455. The stroke of the percussion piston can then be changed via a spring-loaded control slide, which - depending on the size of a control pressure acting on it - releases or blocks differently arranged control grooves and control channels, thereby reversing the movement of the Impact piston affected. The size of the control pressure - which can be detected in a simple manner by means of a pressure sensor - thus corresponds to a specific size of the percussion piston stroke currently set.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
Wesentliche Bestandteile der zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Einrichtung sind ein die Schlagkolben-Schlagzahl erfassender, außerhalb des Schlagwerks befindlicher Schlagzahl-Sensor, ein diesem nachgeschalteter Schlagzahl-Regler und ein von diesem gesteuertes Stellglied, über welches der Innenwiderstand der Fördereinheit oder des Schlagwerks erhöht wird, falls die Meßgröße der Schlagzahl auf einen vorgegebenen Grenzwert ansteigt.
Das Stellglied besteht dabei aus einer Verstelldrossel, welche in die Rücklaufleitung des Schlagwerks eingebaut ist, oder ist als Verstellantrieb ausgebildet, über welchen das Fördervolumen der Fördereinheit verändert wird.The object on which the invention is based is further achieved by a device having the features of claim 6.
Essential components of the device suitable for carrying out the method are a stroke number sensor which detects the percussion piston stroke number and is located outside the percussion mechanism, a stroke number regulator connected downstream of this and an actuator controlled by this, via which the internal resistance of the delivery unit or the percussion mechanism is increased, if the measured quantity of the stroke rate increases to a predetermined limit.
The actuator consists of an adjustment throttle, which is installed in the return line of the striking mechanism, or is designed as an adjustment drive, via which the delivery volume of the delivery unit is changed.

Eine andersartige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist zwei außerhalb des Schlagwerks angeordnete Sensoren auf, nämlich einen die Schlagkolben-Schlagzahl erfassenden Schlagzahl-Sensor und einen Eingangsstrom-Sensor zur Ermittlung des vom Schlagwerk aufgenommenen Eingangsmengenstroms. Weitere wesentliche Bestandteile dieser Einrichtung sind ein Rechenglied zur Bildung eines z/Q-Istwerts aus dem Verhältnis zwischen der Meßgröße der Schlagzahl und dem Eingangsmengenstrom, ein den z/Q-Istwert verarbeitender Regler und ein diesem nachgeschaltetes Stellglied zur Beeinflussung des Schlagwerk-Innenwiderstands. Dieser wird - falls der Istwert des Meßgrößenverhältnisses auf einen vorgegebenen, veränderbaren Grenzwert ansteigt - unter der Einwirkung des Reglers dadurch vergrößert, daß entweder über das Stellglied die Größe des Schlagwerkhubes verändert wird oder eine in die Rücklaufleitung des Schlagwerks eingebaute Verstelldrossel von einem Schlagzahl-Regler verstellt wird. Der dem Schlagzahl-Sensor nachgeschaltete Schlagzahl-Regler ist derart ausgelegt, daß er erst wirksam wird, falls die Meßgröße der Schlagzahl auf einen Grenzwert ansteigt, der in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird (Anspruch 7). Der Schlagzahl-Regler stellt sicher, daß die Schlagzahl immer wieder unter einen Grenzwert abgesenkt wird, der an die Größe des augenblicklich eingestellten Schlagwerkhubes angepaßt ist.Another type of device for carrying out the method has two sensors arranged outside the percussion mechanism, namely a stroke number sensor which detects the percussion piston stroke number and an input current sensor for determining the input quantity flow recorded by the percussion mechanism. Other essential components of this device are an arithmetic unit for forming a z / Q actual value from the ratio between the measured variable of the beat number and the input quantity flow, a controller processing the z / Q actual value and an actuator connected downstream for influencing the internal movement of the percussion mechanism. This will - if the actual value of the measured variable ratio rises to a predetermined, changeable limit value - increased under the influence of the controller by either changing the size of the stroke mechanism stroke via the actuator or by adjusting a throttle installed in the return line of the hammer mechanism by a stroke number controller. The stroke number controller connected downstream of the stroke number sensor is designed in such a way that it only becomes effective if the measured quantity of the stroke number increases to a limit value which is predetermined as a function of the respectively set size of the stroke mechanism stroke (claim 7). The stroke number controller ensures that the stroke number is repeatedly lowered below a limit value which is adapted to the size of the stroke stroke currently set.

Die Einrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7 kann zusätzlich einen Drucksensor aufweisen, welcher den Betriebsdruck in der Förderleitung der Fördereinheit aufnimmt, ferner einen nachgeschalteten Druckregler und einen von diesem gesteuerten Verstellantrieb, unter dessen Einwirkung das Fördervolumen der Fördereinheit verkleinert wird, falls die Meßgröße des Betriebsdrucks auf einen vorgegebenen Druck-Grenzwert ansteigt (Anspruch 8). Eine durch geänderte Arbeitsbedingungen hervorgerufene Änderung des Betriebsdrucks der Förderleitung führt demnach dazu, daß das Fördervolumen der Fördereinheit entsprechend angepaßt wird.
Eine weitergehende Anpassung an den jeweiligen Arbeitsbereich des Schlagwerks läßt sich dadurch herbeiführen, daß der Druck-Grenzwert in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes über einen diese erfassenden Druck-Grenzwertgeber vorgegeben wird (Anspruch 9); bei einer derartigen Ausführungsform ist also auch der Druck-Grenzwert an die augenblicklich eingestellte Größe des Schlagwerkhubes angepaßt.The device according to claim 6 or 7 may additionally have a pressure sensor which records the operating pressure in the delivery line of the delivery unit, a downstream pressure regulator and an adjustment drive controlled by the latter, under the action of which the delivery volume of the delivery unit is reduced if the measured variable of the operating pressure increases a predetermined pressure limit increases (claim 8). A change in the operating pressure of the delivery line caused by changed working conditions accordingly leads to the delivery volume of the delivery unit being adjusted accordingly.
A further adjustment to the respective working area of the striking mechanism can be brought about in that the pressure limit value is specified as a function of the size of the stroke mechanism stroke set in each case by means of a pressure limit value sensor which detects it (claim 9); in such an embodiment, the pressure limit value is also adapted to the currently set size of the striking mechanism stroke.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: schematisiert ein als Hydraulikbagger ausgebildetes Trägergerät, an dem ein Schlagwerk in Gestalt eines Hydraulikhammers anstellbar angebracht ist,
Fig. 2: ein Schaltschema für eine Einrichtung mit einer Verstellpumpe als Fördereinheit, über welche die als Meßgröße fortlaufend ermittelte Schlagkolben-Schlagzahl ggf. annähernd konstant gehalten werden kann,
Fig. 3: ein Schaltschema für eine Einrichtung, mittels welcher in Abhängigkeit von der fortlaufend ermittelten Meßgröße der Schlagzahl ggf. der Rücklaufwiderstand des Schlagwerks verändert wird,
Fig. 4: ein Schaltschema für eine Einrichtung, bei welcher unter Berücksichtigung der Meßgröße der Schlagkolben-Schlagzahl und des Eingangsmengenstroms in das Schlagwerk ein Regelbefehl gewonnen wird, über welchen ggf. der Schlagwerkhub verändert wird,
Fig. 5: ein Schemabild für eine der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ähnliche Einrichtung, bei welcher zusätzlich der Rücklaufwiderstand des Schlagwerks mit Hubverstellung in Abhängigkeit von der Größe der gemessenen Schlagzahl verändert wird,
Fig. 6: ein Schaltschema für eine Drucksteuerung, mittels welcher der im Förderstrom vorliegende Betriebsdruck beeinflußt werden kann, und
Fig. 7: ein Schaltschema für eine Druckregelung für die Ausführungsformen gemäß Fig. 4 oder 5, bei welcher der Druck-Grenzwert in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Größe des Schlagwerkhubes vorgegeben wird.

The invention is described below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing individual explained.
Show it:

Fig. 1: schematically shows a carrier device designed as a hydraulic excavator, on which a striking mechanism in the form of a hydraulic hammer is adjustably attached,
Fig. 2: 1 shows a circuit diagram for a device with a variable displacement pump as a delivery unit, by means of which the percussion piston stroke number continuously determined as a measured variable can, if necessary, be kept approximately constant,
Fig. 3: 1 shows a circuit diagram for a device by means of which the return resistance of the striking mechanism may be changed depending on the continuously measured quantity of the number of blows,
Fig. 4: 1 shows a circuit diagram for a device in which, taking into account the measured variable of the percussion piston number of blows and the input flow into the striking mechanism, a control command is obtained, via which the stroke mechanism stroke may be changed,
Fig. 5: a schematic image for a device similar to the embodiment according to FIG. 4, in which additionally the return resistance of the striking mechanism with stroke adjustment as a function of the size of the measured beat number is changed,
Fig. 6: a circuit diagram for a pressure control, by means of which the operating pressure present in the flow can be influenced, and
Fig. 7: a circuit diagram for a pressure control for the embodiments according to FIG. 4 or 5, in which the pressure limit value is specified as a function of the size of the impact mechanism stroke set in each case.

Der in Fig. 1 dargestellte Hydraulikbagger 1 weist als Versorgungseinheit einen Dieselmotor 2 auf, der unter anderem eine Hydraulikpumpe 3 antreibt; diese ist über eine Druckleitung 4 und eine Rücklaufleitung 5 an einen Hydraulikhammer 6 angeschlossen, der seinerseits anstellbar an dem Ausleger 7 des Hydraulikbaggers mit zwei Auslegerarmen 7a, 7b gehalten ist.
Unter Einwirkung des über die Druckleitung 4 zugelieferten Förderstroms führt der Schlagkolben 8 des Hydraulikhammers eine alternierende Bewegung in Richtung seiner Längsachse 8a aus, trifft am Ende seines Hubes auf ein als Meißel 9 ausgebildetes Werkzeug auf und wirkt über dieses auf das Zerkleinerungsmaterial 10 ein; die Bewegungsenergie des Schlagkolbens 8 wird dabei in Schlagenergie umgesetzt.The hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 has a diesel engine 2 as a supply unit, which among other things drives a hydraulic pump 3; this is connected via a pressure line 4 and a return line 5 to a hydraulic hammer 6, which in turn is held in an adjustable manner on the boom 7 of the hydraulic excavator with two boom arms 7a, 7b.
Under the action of the delivery flow supplied via the pressure line 4, the percussion piston 8 of the hydraulic hammer performs an alternating movement in the direction of its longitudinal axis 8a, strikes a tool designed as a chisel 9 at the end of its stroke and acts on the comminution material 10 via this; the kinetic energy of the percussion piston 8 is converted into impact energy.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 (und ebenso in den Fig. 3 bis 5) ist der Meißel 9 (vgl. Fig. 1) in zwei Wirkpfeile 9a, 9b aufgelöst; die unterschiedlichen Eigenschaften des Zerkleinerungsmaterials 10 sind durch das Symbol 11 mit R als Reflexionsfaktor angedeutet.
Der von der Hydraulikpumpe 3 gelieferte Förderstrom Q_p gelangt mit dem Betriebsdruck über die Druckleitung 4 zum Hydraulikhammer 6, welcher den Eingangsmengenstrom Q_e aufnimmt und über den Schlagkolben in hydraulische Schlagleistung umwandelt.
Eine etwaige Leistungsrückgewinnung innerhalb des Hydraulikhammers ist durch die virtuelle Pumpe 12 mit dem Reflexionsmengenstrom Q_R angedeutet, durch welche zurückgewonnene mechanische Leistung in hydraulische Leistung umgewandelt wird.
Der Reflexionsmengenstrom Q_R steigt mit der Größe des Reflexionsfaktors R an: Falls der Reflexionsfaktor den Wert Null aufweist, liefert dementsprechend die virtuelle Pumpe 12 keinen Reflexionsmengenstrom Q_R.
Der nach rechts gerichtete Pfeil 9a symbolisiert den vom Hydraulikhammer ausgehenden primären Energiestrom, der Pfeil 9b dagegen den auf den Hydraulikhammer einwirkenden, reflektierten Energiestrom, welcher ggf. die Entstehung des Reflexionsmengenstroms Q_R zur Folge hat. Falls also der Reflexionsfaktor R des Zerkleinerungsmaterials 10 (vgl. Fig. 1) nicht den Wert Null aufweist, ist der vom Hydraulikhammer 6 aufgenommene Eingangsmengenstrom Q_e kleiner als der von der Hydraulikpumpe 3 gelieferte Förderstrom Q_p; dieser Betriebszustand führt - soweit nicht Gegenmaßnahmen ergriffen werden - dazu, daß der Betriebsdruck in der Druckleitung 4 ansteigt.In the representation according to FIG. 2 (and likewise in FIGS. 3 to 5), the chisel 9 (cf. FIG. 1) is broken down into two active arrows 9a, 9b; the different properties of the Comminution material 10 are indicated by the symbol 11 with R as the reflection factor.
The delivery flow Q _p supplied by the hydraulic pump 3 reaches the operating pressure via the pressure line 4 to the hydraulic hammer 6, which receives the input flow rate Q _e and converts it into hydraulic impact power via the percussion piston.
Any power recovery within the hydraulic hammer is indicated by the virtual pump 12 with the reflection flow Q _R , through which the recovered mechanical power is converted into hydraulic power.
The reflection quantity flow Q _R increases with the size of the reflection factor R: If the reflection factor has the value zero, the virtual pump 12 accordingly does not deliver a reflection quantity flow Q _R.
The arrow 9a pointing to the right symbolizes the primary energy flow emanating from the hydraulic hammer, while the arrow 9b symbolizes the reflected energy flow acting on the hydraulic hammer, which may result in the generation of the reflection quantity flow Q _R. If the reflection factor R of the comminution material 10 (cf. FIG. 1) does not have the value zero, the input quantity flow Q _{e received} by the hydraulic hammer 6 is smaller than the delivery flow Q _p supplied by the hydraulic pump 3; Unless countermeasures are taken, this operating state leads to the operating pressure in the pressure line 4 rising.

Zur Anpassung des Arbeitsverhaltens des Hydraulikhammers 6 an eine sich ändernde Größe des Reflexionsfaktors R ist die in Rede stehende Einrichtung gemäß der Lehre der Erfindung mit einem Schlagzahl-Sensor 13 ausgestattet, welcher außerhalb des Hydraulikhammers angeordnet ist. Der nach Art eines Schallwellen- oder Schwingungsaufnehmers arbeitende Schlagzahl-Sensor erfaßt - angedeutet durch die unterbrochene Linie 14 - die durch den Betrieb des Hydraulikhammers hervorgerufene, von der Schlagzahl abhängigen Schallwellen oder Schwingungen und wandelt sie in eine Meßgröße z um, die über eine Meßleitung 15 in einen Schlagzahl-Regler 16 überführt wird; diesem wird weiterhin über einen Grenzwertgeber 17 nebst Leitung 18 ein einstellbarer Schlagzahl-Grenzwert z_o übermittelt. Dem Schlagzahl-Regler 16 ist unter Zwischenschaltung einer Steuerleitung 19 ein Stellglied in Gestalt eines Verstellmotors 20 nachgeschaltet, über den - angedeutet durch die Linie 21 - das Fördervolumen der Hydraulikpumpe 3 verändert werden kann; diese ist im vorliegenden Fall also als Verstellpumpe ausgebildet.
Falls während des Betriebes des Hydraulikhammers 6 die als Meßgröße ermittelte Schlagzahl z auf den vorgegebenen Schlagzahl-Grenzwert z_o ansteigt, erzeugt der Schlagzahl-Regler 16 einen an den Verstellmotor 20 weitergeleiteten Regelbefehl, der durch eine Verkleinerung des Fördervolumens den Förderstrom in der Druckleitung 4 solange zurückfährt, bis die Schlagzahl z den vorgegebenen Schlagzahl-Grenzwert wieder erreicht hat.
Die in Rede stehende Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ermöglicht es also, aufgrund einer fortlaufenden Ermittlung der Größe der Schlagzahl das Arbeitsverhalten des Schlagwerks an sich ändernde Eigenschaften des Zerkleinerungsmaterials, verkörpert durch den Reflexionsfaktor R, anzupassen; der dazu erforderliche Schlagzahl-Sensor 13 kann in an sich bekannter Weise ausgebildet und außerhalb des Hydraulikhammers - beispielsweise in einer von Erschütterungen und Vibrationen weitgehend freien Umgebung - angeordnet sein. Der damit erzielte Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die in Rede stehende Einrichtung unabhängig von der Ausbildung des Hydraulikhammers bzw. Schlagwerks eingesetzt werden kann.In order to adapt the working behavior of the hydraulic hammer 6 to a changing size of the reflection factor R, the device in question according to the teaching of the invention is equipped with a stroke rate sensor 13, which is arranged outside the hydraulic hammer. Of the Impact rate sensor working in the manner of a sound wave or vibration sensor detects - indicated by the broken line 14 - the sound waves or vibrations which are caused by the operation of the hydraulic hammer and is converted into a measured variable z which is transmitted via a measuring line 15 in a stroke number controller 16 is transferred; an adjustable beat number limit value z _{o is also} transmitted to this via a limit indicator 17 together with line 18. With the interposition of a control line 19, the stroke number controller 16 is followed by an actuator in the form of an adjusting motor 20, via which - indicated by line 21 - the delivery volume of the hydraulic pump 3 can be changed; in the present case it is designed as a variable displacement pump.
If, during operation of the hydraulic hammer 6, the number of strokes z determined as the measured variable increases to the predetermined limit of the number of strokes z _o , the stroke number controller 16 generates a control command which is forwarded to the adjusting motor 20 and which, by reducing the delivery volume, reduces the delivery flow in the pressure line 4 as long returns until the beat number z has reached the predetermined beat number limit again.
The embodiment of the subject matter of the invention in question thus makes it possible to adapt the working behavior of the impact mechanism to changing properties of the comminution material, embodied by the reflection factor R, on the basis of a continuous determination of the size of the impact number; the required stroke rate sensor 13 can be designed in a manner known per se and can be arranged outside the hydraulic hammer, for example in an environment largely free of shocks and vibrations. The one achieved Another advantage is that the device in question can be used regardless of the design of the hydraulic hammer or hammer mechanism.

Bei der Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nach Fig. 3 ist der Hydraulikhammer 6 über die Druckleitung 4 an eine Hydraulikpumpe 3 mit konstantem Fördervolumen angeschlossen; ein unerwünschter Anstieg des Betriebsdrucks in der Druckleitung wird durch ein Druckbegrenzungsventil 22 verhindert, dessen Anschlußleitung 23 von der Druckleitung 4 ausgeht.
Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform steht der Schlagzahl-Regler 16 ausgangsseitig über eine Steuerleitung 24 mit einer Verstelldrossel 25 in Verbindung, die in die Rücklaufleitung 5 des Hydraulikhammers 6 eingebaut ist. Durch Betätigung der Verstelldrossel kann der Rücklaufwiderstand - und damit der Rücklaufdruck in der Rücklaufleitung 5 - beeinflußt werden mit der Folge, daß sich die Rückhubgeschwindigkeit des Schlagkolbens 8 ändert.In the embodiment of the subject matter of FIG. 3, the hydraulic hammer 6 is connected via the pressure line 4 to a hydraulic pump 3 with a constant delivery volume; An undesirable increase in the operating pressure in the pressure line is prevented by a pressure relief valve 22, the connecting line 23 of which comes from the pressure line 4.
In contrast to the embodiment described above, the impact rate controller 16 is connected on the output side via a control line 24 to an adjusting throttle 25 which is installed in the return line 5 of the hydraulic hammer 6. By actuating the adjusting throttle, the return resistance - and thus the return pressure in the return line 5 - can be influenced, with the result that the return stroke speed of the percussion piston 8 changes.

Falls die mit dem Schlagzahl-Sensor 13 fortlaufend ermittelte Schlagzahl z auf den vorgegebenen Schlagzahl-Grenzwert z₀ ansteigt, führt die Verstelldrossel 25 unter Einwirkung eines vom Schlagzahl-Reglers 16 erzeugten Reglerbefehls eine Schließbewegung aus, aufgrund derer bei erhöhtem Innenwiderstand des Hydraulikhammers 6 die Bewegung des Schlagkolbens 8 solange verzögert wird, bis die Meßgröße der Schlagzahl z mit dem Schlagzahl-Grenzwert wieder übereinstimmt.
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wird also bei Änderung des Reflexionsfaktors R auf der Grundlage einer fortlaufenden Schlagzahlmessung ggf. eine Änderung des Innenwiderstandes des Hydraulikhammers mit sich daraus ergebender Schlagzahlabsenkung ausgelöst. Der in der Druckleitung 4 auftretende Anstieg des Betriebsdrucks führt ggf. dazu, daß sich das Druckbegrenzungsventil 22 öffnet und ein Teilstrom Q_V abzufließen beginnt.If the stroke number z continuously determined with the stroke number sensor 13 rises to the predetermined stroke number limit value z,, the adjusting throttle 25 executes a closing movement under the influence of a regulator command generated by the stroke number controller 16, on the basis of which the movement of the hydraulic hammer 6 with increased internal resistance Percussion piston 8 is delayed until the measured quantity of the stroke number z again matches the stroke number limit value.
In the embodiment in question, therefore, when the reflection factor R changes on the basis of a continuous measurement of the number of impacts, a change in the internal resistance of the hydraulic hammer may become more consequent Lowered stroke rate triggered. The increase in the operating pressure occurring in the pressure line 4 may lead to the pressure relief valve 22 opening and a partial flow Q _V beginning to flow off.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 4 stützt sich die Regelung zur Anpassung des Arbeitsverhaltens des Hydraulikhammers 12 auf zwei fortlaufend ermittelte Meßgrößen, nämlich die mittels des Schlagzahl-Sensors 13 erfaßte Schlagzahl z und den mittels eines Eingangsstrom-Sensors 26 erfaßten Eingangsmengenstrom in den Hydraulikhammer 6. Der Eingangsstrom-Sensor, welcher in an sich bekannter Weise nach Art eines Durchflußmessers arbeitet, ist zwischen der Anschlußleitung 23 für das Druckbegrenzungsventil 22 und den Hydraulikhammer 6 in die Druckleitung 4 eingebaut.4, the regulation for adapting the working behavior of the hydraulic hammer 12 is based on two continuously determined measured variables, namely the number of strokes z detected by the stroke number sensor 13 and the input quantity flow into the hydraulic hammer 6 detected by an input current sensor 26. The input current sensor, which operates in a manner known per se in the manner of a flow meter, is installed in the pressure line 4 between the connecting line 23 for the pressure limiting valve 22 and the hydraulic hammer 6.

Die mittels der Sensoren 13 und 26 gewonnenen Meßgrößen - Schlagzahl z und Eingangsmengenstrom Q_e - werden über eine Steuerleitung 27 bzw. 28 einem Rechenglied 29 zugeführt, in dem aus dem Verhältnis zwischen den beiden Meßgrößen ein z/Q-Istwert gebildet wird, der über eine Eingabe 30 an einen Regler 31 übermittelt wird. Dieser steht seinerseits über eine Steuerleitung 32 mit einem Stellglied 33 in Verbindung, über welches - angedeutet durch einen Pfeil 34 - die Größe des Schlagwerkhubes verändert werden kann; die in Rede stehende Ausführungsform setzt also die Verwendung eines Hydraulikhammers mit Hubverstellung voraus. Die Änderung des Schlagwerkhubes Δs kann in an sich bekannter Weise in mehreren Stufen erfolgen, die mit "n" angedeutet sind (vgl. dazu die bereits erwähnte DE-C3-26 58 455).
Das Stellglied 33 steht ausgangsseitig unter Zwischenschaltung eines z/Q-Grenzwertgebers 35 mit der Eingangsseite des Reglers 31 in Verbindung. Vom Stellglied 33 erhält der Bestandteil 35 Steuerbefehle, welche den Grenzwert (z/Q)₀ jeweils an den augenblicklich eingestellten Hub des Schlagkolbens 8 anpassen.
Der Regler 31 wirkt über einen Reglerbefehl auf das Stellglied 33 und über dieses im Sinne einer Änderung des Innenwiderstands auf den Hydraulikhammer 6 ein, falls der vom Rechenglied 29 gelieferte z/Q-Istwert größenmäßig den mittels des z/Q-Grenzwertgebers 35 vorgegebenen Grenzwert erreicht.
Die Regelung baut auf der Erkenntnis auf, daß das Verhältnis zwischen der Meßgröße der Schlagzahl z und dem Eingangsmengenstrom Q_e bei ansteigenden Werten des Reflexionsfaktors R ebenfalls zunimmt. Falls dabei der vorgegebene, in Abhängigkeit vom Schlagkolbenhub veränderbare z/Q-Grenzwert erreicht wird, führt das Stellglied 33 unter Einwirkung des Reglers 31 eine Vergrößerung des Schlagkolbenhubes und damit eine entsprechende Veränderung des Innenwiderstandes des Hydraulikhammers 6 herbei, die bei sonst unveränderten Arbeitsbedingungen einen Anstieg der Einzelschlagenergie und ein Absinken der Schlagzahl zur Folge hat. Dementsprechend nimmt auch der z/Q-Istwert ab.The measured variables obtained by means of the sensors 13 and 26 - number of blows z and input quantity flow Q _e - are fed via a control line 27 or 28 to a computing element 29, in which a z / Q actual value is formed from the ratio between the two measured variables, which an input 30 is transmitted to a controller 31. This in turn is connected via a control line 32 to an actuator 33, via which - indicated by an arrow 34 - the size of the striking stroke can be changed; the embodiment in question therefore requires the use of a hydraulic hammer with stroke adjustment. The impact mechanism stroke Δs can be changed in a manner known per se in several stages, which are indicated by "n" (cf. also the already mentioned DE-C3-26 58 455).
On the output side, the actuator 33 is connected to the input side of the controller 31 with the interposition of a z / Q limit transmitter 35. From Actuator 33 receives the component 35 control commands which adapt the limit value (z / Q) ₀ to the stroke of the percussion piston 8 currently set.
The controller 31 acts on the actuator 33 via a controller command and acts on the hydraulic hammer 6 in the sense of a change in the internal resistance if the actual z / Q value supplied by the computing element 29 reaches the limit value specified by the z / Q limit transmitter 35 .
The regulation is based on the knowledge that the ratio between the measured variable of the beat number z and the input quantity flow Q _e also increases with increasing values of the reflection factor R. If the predetermined z / Q limit value, which can be changed as a function of the percussion piston stroke, is reached, the actuator 33, under the action of the controller 31, increases the percussion piston stroke and thus a corresponding change in the internal resistance of the hydraulic hammer 6, which increases with otherwise unchanged working conditions the single impact energy and a decrease in the impact rate. The actual z / Q value decreases accordingly.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 läßt sich dadurch vorteilhaft ausgestalten, daß zusätzlich der Schlagzahl-Grenzwert z₀ in Abhängigkeit von der Größe des jeweils eingestellten Schlagkolbenhubes vorgegeben wird.
Eine derartige Ausführungsform ist aus der Fig. 5 ersichtlich, wobei der Hydraulikhammer 6 aus Gründen der Übersichtlichkeit ohne die die Energierückgewinnung andeutende virtuelle Pumpe 12 dargestellt ist (vgl. dazu Fig. 4).The embodiment according to FIG. 4 can advantageously be designed such that the impact number limit value z₀ is also specified as a function of the size of the impact piston stroke set in each case.
Such an embodiment can be seen from FIG. 5, the hydraulic hammer 6 being shown for the sake of clarity without the virtual pump 12 indicating energy recovery (cf. FIG. 4).

Um ggf. einen unerwünschten Anstieg der Schlagzahl z verhindern zu können, ist die in Rede stehende Einrichtung zusätzlich mit einem Schlag<zahl-Grenzwertgeber 17, einem Schlagzahlregler 16 und einem diesem nachgeschalteten Stellglied in Form einer Verstelldrossel 25 ausgestattet; letztere ist - wie bereits anhand der Fig. 3 erläutert - in die Rücklaufleitung 5 des Hydraulikhammers 6 eingebaut. Der Schlagzahlregler 16 ist eingangsseitig über eine Meßleitung 36 an den Schlagzahl-Sensor 13 sowie über die Eingabe 18 an den Schlagzahl-Grenzwertgeber 17 angeschlossen. Letzterer erhält vom Stellglied 33 über eine Signalleitung 37 Steuerbefehle, welche den Schlagzahl-Grenzwert z₀ der Größe des Schlagkolbenhubes entsprechend umschalten.
Falls die Meßgröße der Schlagzahl z auf den an den Schlagkolbenhub angepaßten Schlagzahl-Grenzwert ansteigt, löst der Schlagzahl-Regler 16 über die Steuerleitung 24 eine Verkleinerung des durch die Verstelldrossel 25 festgelegten Durchflußquerschnitts in der Rücklaufleitung 5 aus; diese Veränderung hat zur Folge, daß der Innenwiderstand des Hydraulikhammers 6 (verbunden mit einem Anstieg des Rücklaufdrucks in der Rücklaufleitung 5) ansteigt und die Schlagzahl z absinkt.
Die beschriebene Ausgestaltung stellt also sicher, daß unter Einwirkung des Schlagzahl-Reglers 16 die Schlagzahl in jedem Bereich, welcher durch die Größe des jeweiligen Schlagkolbenhubes festgelegt ist, auf die Größe des angepaßten Schlagzahl-Grenzwertes z₀ (n) begrenzt wird.In order to be able to prevent an undesirable increase in the number of blows z, the one in question is Device is additionally equipped with a stroke <number limit transmitter 17, a stroke number controller 16 and an actuator connected downstream thereof in the form of an adjusting throttle 25; the latter is - as already explained with reference to FIG. 3 - installed in the return line 5 of the hydraulic hammer 6. The impact rate controller 16 is connected on the input side via a measuring line 36 to the impact rate sensor 13 and via the input 18 to the impact rate limit transmitter 17. The latter receives control commands from the actuator 33 via a signal line 37, which switch the stroke number limit value z₀ according to the size of the stroke of the piston.
If the measured quantity of the stroke number z increases to the stroke number limit value adapted to the stroke of the piston, the stroke number controller 16 triggers a reduction in the flow cross section in the return line 5 determined by the adjusting throttle 25 via the control line 24; this change has the consequence that the internal resistance of the hydraulic hammer 6 (associated with an increase in the return pressure in the return line 5) increases and the number of strokes z decreases.
The described configuration thus ensures that the impact number in each area, which is determined by the size of the respective impact piston stroke, is limited to the size of the adjusted number of impact limits z Grenz (n) under the action of the impact number controller 16.

Abweichend von der Ausführung gemäß Fig. 3 und 4 - die auch beim Gegenstand der Fig. 5 anwendbar ist - kann die Hydraulikpumpe 3 auch als Verstellpumpe mit veränderbarem Fördervolumen ausgebildet sein, deren Betriebszustand mittels einer Druckregelung überwacht und ggf. angepaßt wird (Fig. 6).
Zu diesem Zweck ist die Hydraulikpumpe 3 mit einem Drucksensor 38 ausgestattet, der über eine Steuerleitung 39 auf einen Verstellantrieb 40 einwirkt; über diesen kann - angedeutet durch einen Pfeil 41 - die Größe des Fördervolumens der Hydraulikpumpe 3 verändert werden.
Der Druckregler 38 ist eingangsseitig unter Zwischenschaltung eines Drucksensors 42 über eine Meßleitung 43 an die Druckleitung 4 angeschlossen und steht außerdem über eine Eingabe 44 mit einem Druck-Grenzwertgeber 45 in Verbindung. Dieser gibt die einstellbare Größe des vom Druckregler 38 zu verarbeitenden Druck-Grenzwertes p₀ vor. Falls der vom Drucksensor 42 erfaßte Betriebsdruck p auf den vorgegebenen Druck-Grenzwert p₀ ansteigt, löst der Druckregler 38 über die Steuerleitung 39 eine Betätigung des Verstellantriebs 40 aus, und zwar in der Weise, daß durch Verkleinerung des Fördervolumens der Hydraulikpumpe 3 deren Innenwiderstand erhöht, der austretende Förderstrom vermindert und damit der Betriebsdruck in der Druckleitung 4 abgesenkt wird.
Der mit dieser zusätzlichen Druckregelung erzielte Vorteil besteht darin, daß der Hydraulikhammer 6 jeweils mit dem höchstzulässigen Betriebsdruck beaufschlagt werden kann.3 and 4 - which can also be applied to the subject of FIG. 5 - the hydraulic pump 3 can also be designed as a variable displacement pump with a variable delivery volume, the operating state of which is monitored and, if necessary, adapted by means of a pressure control (FIG. 6 ).
For this purpose, the hydraulic pump 3 with a Pressure sensor 38 equipped, which acts on an adjustment drive 40 via a control line 39; The size of the delivery volume of the hydraulic pump 3 can be changed via this - indicated by an arrow 41.
The pressure regulator 38 is connected on the input side with the interposition of a pressure sensor 42 via a measuring line 43 to the pressure line 4 and is also connected via an input 44 to a pressure limit indicator 45. This specifies the adjustable size of the pressure limit value p₀ to be processed by the pressure regulator 38. If the operating pressure p detected by the pressure sensor 42 rises to the predetermined pressure limit value p₀, the pressure regulator 38 triggers an actuation of the adjustment drive 40 via the control line 39, in such a way that the internal resistance of the hydraulic pump 3 is increased by reducing the delivery volume, the emerging flow rate is reduced and thus the operating pressure in the pressure line 4 is reduced.
The advantage achieved with this additional pressure control is that the hydraulic hammer 6 can be acted upon with the maximum permissible operating pressure.

Fig. 7 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Ausführungsform nach Fig. 5 für den Fall, daß die Hydraulikpumpe 3 - gemäß Fig. 6 - als Verstellpumpe mit veränderbarem Fördervolumen und Druckregelung ausgebildet ist.
Der Druck-Grenzwertgeber 45 ist dabei zusätzlich über eine Leitung 46 an das Stellglied 33 zur Beeinflussung der Größe des Schlagkolbenhubes angeschlossen. Durch vom Stellglied 33 kommende Steuerbefehle wird der vom Druck-Grenzwertgeber 45 vorgegebene Druck-Grenzwert p₀ größenmäßig jeweils an den derzeit eingestellten Schlagkolbenhub angepaßt.FIG. 7 shows an advantageous embodiment of the embodiment according to FIG. 5 in the event that the hydraulic pump 3 - according to FIG. 6 - is designed as a variable displacement pump with a variable delivery volume and pressure control.
The pressure limit transmitter 45 is additionally connected via a line 46 to the actuator 33 to influence the size of the percussion piston stroke. By control commands coming from the actuator 33, the pressure limit value p₀ predetermined by the pressure limit transmitter 45 is adapted in size to the currently set percussion piston stroke.

Im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre ist sämtlichen zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen gemeinsam, daß die Messung der interessierenden Leistungskenngröße des Schlagwerks (Schlagkolbenschlagzahl bzw. Schlagkolbenschlagzahl und Eingangsmengenstrom) unter Verwendung von Sensoren erfolgt, die außerhalb des Schlagwerks angeordnet sind.In the sense of the teaching according to the invention, it is common to all of the previously mentioned exemplary embodiments that the measurement of the performance parameter of interest of the percussion mechanism (percussion piston stroke number or percussion piston stroke number and input flow rate) is carried out using sensors which are arranged outside the percussion mechanism.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht daher darin, daß die Anpassung des Arbeitsverhaltens hydraulisch betriebener Schlagwerke auf die Messung zumindest einer der beiden Leistungskenngrößen des Schlagwerks - Schlagkolbenschlagzahl z und Eingangsmengenstrom Q_e in das Schlagwerk - zurückgeführt wird, die außerhalb des Schlagwerks - und damit weitestgehend unabhängig von diesem - ausgeführt wird; etwa zugehörige Regler lassen sich dementsprechend optimal ausgestalten und anbringen und auch bei unterschiedlich ausgebildeten Schlagwerken einsetzen.The advantage achieved with the invention is therefore that the adaptation of the working behavior of hydraulically operated striking mechanisms to the measurement of at least one of the two performance parameters of the striking mechanism - percussion piston stroke number z and input flow rate Q _e into the striking mechanism - is attributed to the outside of the striking mechanism - and thus largely regardless of this - is executed; Corresponding controllers can accordingly be optimally designed and attached and also used with differently designed striking mechanisms.

Claims

Method for adjustment of working characteristics to the hardness of the material (10) to be crushed in an impact mechanism (6) with or without stroke adjustment, its percussion piston (8) executing reciprocating movements under the effect of the hydraulic drive medium supplied by a feed unit (3), characterised in that of the two capacity factors of the impact mechanism collected outside the impact mechanism (6) - input flow volume (Q_e) into the impact mechanism and percussion piston impact number (z) - as measured values, at least the latter is converted into a control command in a regulation process and caused to act on a control element, which increases the internal resistance of one of the two operating units - the feed unit (3) or the impact mechanism (6) - on the increase of the at least one measured value to an adjustable capacity factor rated value, with which a limit value encompassing at least the impact number (z) is predetermined, said internal resistance being increased either as a result of increasing the return resistance of the impact mechanism (6) on the basis of the control command obtained from the impact number measured value (z), or by influencing the feed flow (Q_p) of the feed unit (3) by adjusting its delivery volume on the basis of the control command obtained from the impact number measured value (z), or by adjusting the impact mechanism stroke, in the case where an actual value for the measured value ratio formed from the measured value ratio of the impact number (z) and input volume (Q_e) of the drive medium absorbed by the impact mechanism (6) increases to a limit value, which is predetermined in dependence on the respectively set magnitude of the impact mechanism stroke.
Method according to Claim 1, characterised in that a throttle valve (25) determining the cross-section the return line (5) of the impact mechanism (6) is adjusted on the basis of the control command obtained from the impact number measured value (z).
Method according to Claim 1, characterised in that the impact number limit value is predetermined in dependence on the respectively set magnitude of the stroke of the impact mechanism.
Method according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the feed flow (Q_p) delivered by the feed unit (3) is reduced by adjusting its delivery volume, if the operating pressure in the feed flow increases to a predetermined pressure limit value.
Method according to Claim 4 and at least one of Claims 1 and 3, characterised in that the pressure limit value is predetermined in dependence on the respectively set magnitude of the impact mechanism stroke.
Device for adjustment of the working characteristics of an impact mechanism (6) by means of the method according to at least one of the preceding claims, with an impact number sensor (13) for detection of the percussion piston impact number (z) and an impact number regulator (16) connected downline thereof, characterised in that the impact number sensor (13) is located outside the impact mechanism (6), and a control element (20 or 25) is controlled by the impact number regulator (16), by means of which the internal resistance of one of the working units - the feed unit (3) or the impact mechanism (6) - is increased, in the case the measured magnitude of the impact number (z) increases to a predetermined limit value (z₀), said control element comprising either an adjustment throttle (25) installed in the return line (5) of the impact mechanism (6), or an adjusting drive (20), by means of which the delivery volume (Q_p) of the feed unit (3) is varied.
Device for adjustment of the working characteristics of an impact mechanism (6) by means of the method according to at least one of Claims 1 to 5, with an impact number sensor (13) for detecting the percussion piston impact number (z), characterised by an input flow sensor (26) for detecting the input flow volume (Q_e) absorbed by the impact mechanism (6) which, like the impact number sensor (13), is located outside the impact mechanism (6), a computing member (29) for formation of a z/Q actual value from the ratio between the measured value of the impact number (z) and the input flow volume (Q_e), a regulator (31) processing the z/Q actual value and a control element (33) connected downline thereof to influence the internal resistance of the impact mechanism, wherein - if the actual value of the measured value ratio (z/Q) increases to a predetermined variable limit value ((z/Q)₀) - this resistance is increased under the influence of the regulator (31) by either changing the magnitude of the impact mechanism stroke via the control element (33) or by adjusting an adjustment throttle (25) installed in the return line (5) of the impact mechanism (6) by an impact number regulator (16), which is connected downline from the impact number sensor (13) and is only effective in the case where the measured value of the impact number (z) increases to a limit value (z₀) which is predetermined in dependence on the respectively set magnitude of the impact mechanism stroke.
Device according to Claim 6 or 7, characterised by a pressure sensor (42), which records the operating pressure (p) in the feed line (4) of the feed unit (3), a pressure regulator (38) connected downline and an adjusting drive (40) controlled by this, under the effect of which the delivery volume (Q_p) of the feed unit (3) is reduced, if the measured value of the operating pressure (p) increases to a predetermined pressure limit value (p₀).
Device according to Claim 8, characterised in that the pressure limit value (p₀) is predetermined in dependence on the respectively set magnitude of the impact mechanism stroke by a pressure limit value generator (45) detecting this.