EP0934804B1 - Fluid driven percussion device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetriebene Schlagvorrichtung, insbesondere Hydraulikhammer, bestehend aus einem druckmittelbetriebenen Schlagwerk mit einem unter Einwirkung einer Steuerung hin- und herbewegten Schlagkolben und einer Führungseinheit, an welcher das Schlagwerk abgestützt ist, wobei die Schlagvorrichtung zur Anpassung an die zugeführte Eingangsleistung zusätzlich mit einem als Druckwächter ausgebildeten Kontrollventil ausgestattet ist.The invention relates to a fluid-operated impact device, in particular hydraulic hammer, consisting of a pressure medium-driven percussion with a reciprocating under the action of a control percussion piston and a guide unit on which the striking mechanism is supported, the impact device to adapt to the supplied input power in addition to a Pressure monitor trained control valve is equipped.
Druckmittelbetriebene Schlagvorrichtungen - die insbesondere zum Zerkleinern von Gestein, Beton oder sonstigen Baustoffen dienen - werden in den meisten Fällen als Zusatz- oder Anbaugeräte für Baumaschinen wie beispielsweise Bagger, Lader oder sonstige Trägereinheiten eingesetzt.
Ein derartiger Anwendungsfall ist beispielsweise in der Druckschrift
DE 40 36 918 A1 dargestellt und beschrieben, wobei die Schlagvorrichtung an dem Ausleger eines Hydraulikbaggers befestigt und über eine Druckleitung sowie Rücklaufleitung an die Versorgungseinheit des Hydraulikbaggers angeschlossen ist.
Die das Schlagwerk selbst abstützende Führungseinheit kann als Gehäuse (Hammerkasten) oder auch als Tragrahmen ausgebildet sein.Pressure medium-operated impact devices - which are used in particular for crushing rock, concrete or other building materials - are used in most cases as auxiliary or attachment devices for construction equipment such as excavators, loaders or other carrier units.
Such an application is, for example, in the document
DE 40 36 918 A1 shown and described, wherein the impact device is attached to the boom of a hydraulic excavator and connected via a pressure line and return line to the supply unit of the hydraulic excavator.
The impact mechanism itself supporting guide unit can be designed as a housing (hammer case) or as a support frame.
Die Bewegung des Schlagkolbens in Richtung des Arbeitshubes bzw. des entgegengerichteten Rückhubes wird durch eine Steuerung hervorgerufen, welche dem Schlagwerk zugeordnet oder in dieses integriert ist.
Die Steuerung kann insbesondere mit einem beweglichen Steuerschieber ausgestattet sein, welcher derart auf zwei in Bewegungsrichtung entgegengesetzt liegende, unterschiedlich große Ringflächen des Schlagkolbens einwirkt, daß die kleinere (in Rückhubrichtung wirksame) Ringfläche ständig mit der Druckleitung und die größere (in Arbeitshubrichtung wirksame) Ringfläche über den Steuerschieber wechselweise mit der Druckleitung und der Rücklaufleitung verbunden ist.The movement of the percussion piston in the direction of the working stroke or the opposite return stroke is caused by a control, which is assigned to the striking mechanism or integrated in this.
The control can be equipped in particular with a movable spool, which acts on two opposite in the direction of movement, different sized annular surfaces of the percussion piston, that the smaller (effective in return direction) annular surface constantly with the pressure line and the larger (effective in working direction) annular surface over the spool is alternately connected to the pressure line and the return line.
Da die Druckmittelversorgung der Baumaschinen, welche die Eingangsleistung für die nachgeschaltete Schlagvorrichtung zur Verfügung stellen, für den internen Leistungsbedarf der Baumaschinen selbst ausgelegt ist, muß für die Inbetriebnahme der Schlagvorrichtungen jeweils eine Nachrüstung mit Regeleinheiten vorgenommen werden, um die nachgeschaltete Schlagvorrichtung, insbesondere hinsichtlich des Arbeitsdrucks, an die Versorgungseinheit der betreffenden Baumaschine anzupassen. Diese Nachrüstung ist unter Umständen aufwendig und setzt im übrigen voraus, daß jeweils geeignete Regeleinheiten zur Verfügung stehen.Since the pressure medium supply of the construction machines, which provide the input power for the downstream impact device, designed for the internal power requirement of the construction machinery itself, must be made for the commissioning of the impact devices each with a retrofitting with control units to the downstream impact device, in particular with regard to the working pressure to adapt to the supply unit of the relevant construction machine. This retrofitting may be expensive and requires, moreover, that suitable control units are available in each case.
Aus der Druckschrift EP 0 752 297 A2 ist bereits eine gattungsgemäße Schlagvorrichtung mit einem Kontrollventil bekannt, welches dazu dient, die Schlagvorrichtung - zur Sicherstellung der für die Materialzerkleinerung erforderlichen Einzelschlagenergie - an einen zu kleinen Druckmittel-Mengenstrom anzupassen; dies geschieht mittels eines federgesteuerten Kontrollventils, welches in das Schlagwerk selbst integriert ist, dadurch, daß durch Erhöhung des Auslaßwiderstands die Schlagzahl reduziert und somit eine Anpassung an den zugeführten Druckmittel-Mengenstrom herbeigeführt wird.From the document EP 0 752 297 A2 a generic impact device with a control valve is already known, which serves to adapt the impact device - to ensure the required for material shredding single impact energy - to a small pressure medium flow rate; This is done by means of a spring-controlled control valve, which is integrated into the percussion itself, characterized in that by increasing the outlet resistance reduces the stroke rate and thus an adjustment to the supplied pressure medium flow rate is brought about.
Der bekannte Lösungsvorschlag hat zur Folge, daß lediglich unter den zuvor erwähnten Umständen eine Anpassung an die zur Verfügung gestellte Eingangsleistung vorgenommen wird, wobei die Leistung, für welche die Schlagvorrichtung ausgelegt ist, nicht ausgenutzt werden kann. Im Falle eines Überangebots an Eingangsleistung ist das Kontrollventil nicht im Sinne einer Anpassung wirksam, so daß - wie bereits zuvor erwähnt - zusätzlich eine Nachrüstung an der die Eingangsleistung liefernden Baumaschine selbst erfolgen muß.The known solution has the consequence that only under the aforementioned circumstances, an adaptation to the provided input power is made, the power for which the impact device is designed, can not be exploited. In the case of an oversupply of input power, the control valve is not effective in the sense of adaptation, so that - as already mentioned above - in addition a retrofit to the input power supplying construction machine itself must be made.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckmittelbetriebene Schlagvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung in der Weise auszugestalten, daß sie ohne zusätzlichen Nachrüstaufwand mit Regeleinheiten im Zusammenhang mit unterschiedlich ausgebildeten Versorgungseinheiten für Baumaschinen eingesetzt werden kann.
Mit anderen Worten ausgedrückt soll die Schlagvorrichtung selbst derart ausgebildet sein, daß ihr Schlagwerk - unabhängig von der von der zugehörigen Versorgungseinheit zur Verfügung gestellten Eingangsleistung - gegen unzulässige Betriebszustände im Sinne einer Überbeanspruchung abgesichert ist.The invention has for its object to design a fluid-operated impact device of the type mentioned in such a way that it can be used without additional retrofitting with control units in connection with differently designed supply units for construction machinery.
In other words, the percussion device itself should be designed such that its percussion mechanism - regardless of the input power provided by the associated supply unit - is protected against inadmissible operating states in the sense of overstressing.
Die Aufgabe wird durch eine druckmittelbetriebene Schlagvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a pressure-medium-operated impact device with the features of
Der der Neuerung zugrundeliegende Lösungsgedanke besteht dabei darin, daß das aus einem Druckabschaltventil oder aus einem Druckbegrenzungsventil bestehende Kontrollventil mit der mit dem Arbeitsdruck beaufschlagten Druckleitung in Verbindung steht und das Schlagwerk - falls der sich aufgrund der Eingangsleistung einstellende Arbeitsdruck einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet - selbsttätig dadurch stillsetzt, daß entweder die Druckleitung blockiert oder die Steuerung in einer ihrer Endstellungen, nämlich der Arbeitshubstellung oder der Rückhubstellung, festgehalten wird. Dementsprechend ist das Druckabschaltventil oder das Druckbegrenzungsventil bezüglich des Schlagwerks derart geschaltet, daß dieses und seine Steuerung durch das zugeführte Druckmittel keiner unzulässig hohen Beanspruchung ausgesetzt wird.
Da das Schlagwerk unter Einwirkung des Druckabschaltventils oder des Druckbegrenzungsventils, das einen Bestandteil der Führungseinheit oder des Schlagwerks selbst bildet, d.h. Bestandteil der Schlagvorrichtung ist, erforderlichenfalls stillgesetzt wird, kann die Schlagvorrichtung ohne Nachrüstung im Zusammenhang mit hinsichtlich ihrer Eingangsleistung unterschiedlich ausgelegten Baumaschinen eingesetzt werden. Dementsprechend ist die Schlagvorrichtung ohne die zur Vermeidung einer etwaigen Überbeanspruchung erforderliche Nachrüstung am Einsatzort betriebsbereit.
Im Rahmen der Erfindung kann das Druckabschaltventil oder das Druckbegrenzungsventil insbesondere auch einen Bestandteil des Schlagwerks selbst bilden, der in dieses integriert ist.
Falls der unter Zwischenschaltung eines Druckabschaltventils auf das Schlagwerk einwirkende Arbeitsdruck einen unzulässig hohen Wert aufweist oder annimmt, wird das Druckabschaltventil selbsttätig in seine Sperrstellung überführt, wodurch die Energiezufuhr in die Schlagvorrichtung unterbrochen wird. Für deren erneute Inbetriebnahme ist es danach lediglich erforderlich, daß die von der Versorgungseinheit gelieferte Eingangsleistung - beispielsweise durch Reduzierung der Drehzahl der zugehörigen Pumpeneinheit - entsprechend angepaßt wird.The solution underlying the innovation is that the control valve consisting of a pressure shut-off valve or of a pressure relief valve is in communication with the pressure line pressurized with the working pressure and the percussion mechanism - if the working pressure that arises due to the input power exceeds a predetermined maximum value - automatically shut down by either the pressure line blocked or the controller is held in one of its end positions, namely the working stroke position or the return stroke position. Accordingly, the pressure shut-off valve or the pressure relief valve with respect to the impact mechanism is switched so that this and its control is not exposed by the supplied pressure medium unduly high stress.
Since the percussion mechanism is shut down when required under the action of the pressure shut-off valve or the pressure limiting valve, which forms part of the guide unit or percussion mechanism itself, that is part of the percussion device, the percussion device can be used without retrofitting in connection with construction machines of different design with regard to their input power. Accordingly, the impact device is ready for use without the need to avoid any overuse retrofitting on site.
In the context of the invention, the pressure shut-off valve or the pressure relief valve can in particular also form part of the impact mechanism itself, which is integrated in this.
If the working pressure acting on the impact mechanism with the interposition of a pressure shut-off valve has an inadmissibly high value, the pressure shut-off valve is automatically transferred to its blocking position, whereby the energy supply to the impact device is interrupted. For their re-commissioning, it is then only necessary that the supplied from the supply unit input power - for example, by reducing the speed of the associated pump unit - is adjusted accordingly.
Der Erfindungsgegenstand kann in der Weise weiter ausgebildet sein, daß das Druckabschaltventil oder das Druckbegrenzungsventil über eine Zusatzleitung derart mit der Steuerung verbunden ist, daß diese bei Überschreiten des am Druckabschaltventil oder Druckbegrenzungsventil eingestellten Arbeitsdruck-Höchstwerts in einer ihrer Endstellungen blockiert wird (Anspruch 2). Diese Blockierung kann insbesondere dadurch herbeigeführt werden, daß eine an der Steuerung angreifende Steuerfläche unter Einwirkung des betreffenden Kontrollventils entsprechend druckbeaufschlagt wird.
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform wirkt das Druckabschaltventil oder das Druckbegrenzungsventil unmittelbar auf die Steuerung ein mit der Folge, daß diese schließlich in einer bestimmten Endstellung festgehalten wird und somit das Schlagwerk keine weiteren Schläge mehr ausführt.The subject invention may be further formed in such a way that the pressure shut-off valve or the pressure relief valve is connected via an additional line to the controller, that this is blocked when exceeding the set on Druckabschaltventil or pressure relief valve working pressure peak in one of its end positions (claim 2). This blockage can be brought about in particular by the fact that a control surface acting on the control is subjected to corresponding pressure under the action of the relevant control valve.
In the present embodiment, the Druckabschaltventil or the pressure relief valve acts directly on the controller with the result that this is finally held in a certain end position and thus the percussion no longer carries out more strokes.
Das Druckabschaltventil kann insbesondere mit einem Doppelkolben ausgestattet sein, der einerseits eine in Richtung der Öffnungsstellung wirksame Rückstellung und andererseits eine in Gegenrichtung wirksame Ventilkammer aufweist; letztere ist über eine Steuerleitung eingangsseitig mit der Druckleitung verbunden (Anspruch 3).
Falls also der an der Eingangsseite des Druckabschaltventils anliegende Arbeitsdruck einen unzulässig hohen Wert annimmt, verschiebt sich der Doppelkolben entgegen der Wirkung der Rückstellung in die Sperrstellung, in welcher die Verbindung zwischen der Eingangs- und Ausgangsseite unterbrochen ist.The pressure shut-off valve may in particular be equipped with a double piston, which has, on the one hand, an effective provision in the direction of the open position and, on the other hand, an effective valve in the opposite direction; the latter is connected via a control line on the input side to the pressure line (claim 3).
Thus, if the applied to the input side of the Druckabschaltventils working pressure assumes an inadmissibly high value, the double piston moves against the action of the provision in the blocking position in which the connection between the input and output side is interrupted.
Zur Überwachung des Arbeitsdrucks ist das Druckbegrenzungsventil eingangsseitig an die mit dem Arbeitsdruck beaufschlagte Druckleitung angeschlossen, von der auch seine Schaltleitung ausgeht (Anspruch 4). Weiterhin kann das Druckbegrenzungsventil derart ausgebildet und geschaltet sein, daß es in seiner Öffnungsstellung nach Überschreiten des Arbeitsdruck-Höchstwerts die Steuerung in der Arbeitshubstellung blockiert (Anspruch 5).To monitor the working pressure, the pressure limiting valve is connected on the input side to the pressurized line acted upon by the working pressure, from which its switching line emanates (claim 4). Furthermore, the pressure relief valve may be designed and connected such that it blocks the control in the working stroke position in its open position after exceeding the maximum working pressure (claim 5).
Abweichend von der zuvor angesprochenen Ausführungsform kann das Druckbegrenzungsventil auch über eine Schaltleitung an die mit dem Arbeitsdruck beaufschlagte Druckleitung und ausgangsseitig an eine drucklose Rücklaufleitung angeschlossen sein; die Steuerung ist dabei derart ausgebildet, daß sie in der Rückhubstellung blockiert wird, falls das Druckbegrenzungsventil bei Überschreiten des Arbeitsdruck-Höchstwerts seine Öffnungsstellung einnimmt (Anspruch 6).Notwithstanding the above-mentioned embodiment, the pressure relief valve may also be connected via a switching line to the pressure line acted upon by the working pressure and the output side to a non-pressurized return line; the controller is designed such that it is blocked in the return stroke position, if the pressure relief valve when it exceeds the maximum operating pressure assumes its open position (claim 6).
Die mit einem Druckabschaltventil ausgestattete Ausführungsform kann dahingehend weiter ausgestaltet sein, daß das Druckabschaltventil über eine Schaltleitung mit der mit dem Arbeitsdruck beaufschlagten Druckleitung verbunden und derart ausgebildet ist, daß es bei Überschreiten des Arbeitsdruck-Höchstwerts die Sperrstellung einnimmt mit der Folge, daß die an das Druckabschaltventil angeschlossene Umsteuerleitung für die Überführung der Steuerung in die Arbeitshubstellung blockiert wird (Anspruch 7).The equipped with a pressure shut-off valve embodiment may be further designed so that the pressure shut-off valve is connected via a switching line with the pressure applied to the working pressure line and designed so that it exceeds the working pressure maximum occupies the blocking position with the result that the Pressure shut-off valve connected Umsteuerleitung for the transfer of the control is blocked in the working stroke position (claim 7).
Um sicherzustellen, daß das Schlagwerk - trotz Verwendung des Druckabschaltventils oder Druckbegrenzungsventils - in jedem Fall gegen einen unzulässig hohen Arbeitsdruck abgesichert ist, sollte es konstruktiv für den größtmöglichen Druck ausgelegt sein, der mit der Eingangsleistung zur Verfügung gestellt wird. Diesem Gesichtspunkt kann dadurch entsprochen werden, daß das Schlagwerk in konstruktiver Hinsicht (durch entsprechende Bemessung seiner Wandstärke und seiner übrigen Bestandteile) statisch für den größtmöglichen Druck ausgelegt ist. Dieser kann dabei festgelegt werden im Hinblick auf die einschlägigen Kennwerte der Baumaschinen bzw. zugehörigen Versorgungseinheiten, die im Markt eingeführt sind und die für das Zusammenwirken mit der Schlagvorrichtung in Betracht kommen könnten.To ensure that the hammer mechanism is always protected against an inadmissibly high working pressure, despite the use of the pressure shut-off valve or pressure relief valve, it should be structurally designed for the highest possible pressure provided with the input power. This point of view can be met in that the percussion is structurally (by appropriate design of its wall thickness and its remaining components) designed statically for the highest possible pressure. This can be determined with regard to the relevant characteristic values of the construction machines or associated supply units which are introduced in the market and which could be considered for interaction with the impact device.
Es versteht sich von selbst, daß die hinsichtlich der Größe der zugeführten Eingangsleistung autonome Schlagvorrichtung Schnellwechseleinrichtungen aufweisen sollte, über welche sich in einfacher Weise eine Verbindung mit der Druck- und der Rücklaufleitung der jeweils zugehörigen Versorgungseinheit herstellen läßt.It goes without saying that in terms of the size of the input power supplied autonomous percussion device should have quick-change devices over which can easily connect to the pressure and the return line of each associated supply unit can be produced.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.The invention will be explained in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisiert ein als Hydraulikbagger ausgebildetes Trägergerät, an dem eine druckmittelbetriebene Schlagvorrichtung anstellbar angebracht ist;
- Fig. 1a
- als Schemabild die in Fig. 1 dargestellte Schlagvorrichtung nebst Steuerung und zusätzlichem Kontrollventil;
- Fig. 2
- als Schemabild ein Kontrollventil in Form eines Druckabschaltventils, welches an die mit dem Schlagwerk verbundene Druckleitung angeschlossen ist;
- Fig. 3
- ein Schaltschema des druckmittelbetriebenen Schlagwerks, welches Bestandteil der in Fig. 1, 1 a dargestellten Schlagvorrichtung und in welches ein Kontrollventil in Gestalt eines Druckbegrenzungsventils integriert ist; dieses blockiert in seiner Öffnungsstellung nach Überschreiten des Arbeitsdruck-Höchstwerts die Steuerung in der Arbeitshubstellung;
- Fig. 4
- ein Schaltschema des druckmittelbetriebenen Schlagwerks (als Bestandteil der in Fig. 1, 1a dargestellten Schlagvorrichtung) mit einem im Vergleich zu Fig. 3 andersartig geschalteten Druckbegrenzungsventil;
- Fig. 5
- ein Schemabild des druckmittelbetriebenen Schlagwerks (als Bestandteil der in Fig. 1, 1a dargestellten Schlagvorrichtung) mit einem Kontrollventil in Gestalt eines Druckbegrenzungsventils, welches erforderlichenfalls die Steuerung in der Rückhubstellung blockiert;
- Fig. 6
- ein Schaltschema des druckmittelbetriebenen Schlagwerks (als Bestandteil der in Fig. 1, 1a dargestellten Schlagvorrichtung) mit einem Druckbegrenzungsventil, welches bei Überschreiten des Arbeitsdruck-Höchstwerts die Steuerleitung der Steuerung mit einer drucklosen Rücklaufleitung verbindet; und
- Fig. 7
- ein Schaltschema des druckmittelbetriebenen Schlagwerks (als Bestandteil der in Fig. 1, 1 a dargestellten Schlagvorrichtung) mit einem Druckabschaltventil, welches bei Überschreiten des Arbeitsdruck-Höchstwerts die Steuerleitung der Steuerung blockiert.
- Fig. 1
- schematized a designed as a hydraulic excavator carrier device to which a pressure-medium-operated impact device is mounted adjustable;
- Fig. 1a
- as a schematic image of the impact device shown in Figure 1 together with control and additional control valve.
- Fig. 2
- as a schematic image, a control valve in the form of a pressure shut-off valve which is connected to the pressure line connected to the impact mechanism;
- Fig. 3
- a circuit diagram of the pressure-operated hammer mechanism, which is part of the impact device shown in Figure 1, 1 a and in which a control valve in the form of a pressure relief valve is integrated. this blocks in its open position after exceeding the maximum working pressure, the control in the working stroke position;
- Fig. 4
- a circuit diagram of the pressure medium operated percussion (as part of the impact device shown in Figure 1, 1a) with a comparison with Figure 3 differently connected pressure relief valve.
- Fig. 5
- a schematic of the pressure-driven hammer mechanism (as part of the impact device shown in Figure 1, 1a) with a control valve in the form of a pressure relief valve, which blocks the control in the return position if necessary.
- Fig. 6
- a circuit diagram of the pressure-driven hammer mechanism (as part of the impact device shown in Figure 1, 1a) with a pressure relief valve which connects the control line of the control with a non-pressurized return line when the maximum operating pressure. and
- Fig. 7
- a circuit diagram of the fluid-operated percussion mechanism (as part of the impact device shown in Fig. 1, 1 a) with a pressure shut-off valve which blocks the control line of the control when the maximum operating pressure is exceeded.
Der in Fig. 1 dargestellte Hydraulikbagger 1 ist mit einer Versorgungseinheit 2 (bestehend im wesentlichen aus einem nicht dargestellten Dieselmotor und einer von diesem angetriebenen Hydraulikpumpe) ausgestattet, die - wie beispielsweise aus der Druckschrift DE 40 36 918 A1 bekannt - über eine Druckleitung 3 und eine drucklose Rücklaufleitung 4 (vgl. dazu Fig. 1 a) an eine druckmittelbetriebene Schlagvorrichtung 5 angeschlossen ist. Letztere ist anstellbar an dem Ausleger 6 des Hydraulikbaggers mit zwei Auslegerarmen 6a, 6b gehalten.
Die Schlagvorrichtung 5 weist als Führungseinheit einen bezüglich des Auslegerarms 6b gelenkig angebrachten Tragrahmen 7 auf, in dem ein (beispielsweise in Fig. 3 dargestelltes) druckmittelbetriebenes Schlagwerk 8 abgestützt ist.
Aus dem Tragrahmen 7 ragt ein Werkzeug in Gestalt eines Meißels 9 heraus, auf welches das erwähnte Schlagwerk in an sich bekannter Weise einwirkt.The illustrated in Fig. 1
The impact device 5 has, as a guide unit, a
From the
In Fig. 1a ist weiterhin schematisch dargestellt, daß die Schlagvorrichtung 5 eine Steuerung 10 und - zur Anpassung an die von der Versorgungseinheit 2 zur Verfügung gestellte hydraulische Eingangsleistung - zusätzlich ein als Druckwächter ausgebildetes Kontrollventil 11 aufweist.In Fig. 1a is further shown schematically that the impact device 5, a
Im Rahmen der Erfindung kann das Kontrollventil 11 Bestandteil des Tragrahmens 7 bzw. des Schlagwerks 8 oder auch in letzteres integriert sein (vgl. dazu beispielsweise Fig. 3).In the context of the invention, the
Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung des Erfindungsgegenstands (gemäß Fig. 2) ist das Kontrollventil als Druckabschaltventil 12 ausgebildet und an die mit dem Schlagwerk verbundene, mit dem Arbeitsdruck beaufschlagte Druckleitung 3 angeschlossen.
Wie in Fig. 1a angedeutet, bildet das Druckabschaltventil 12 einen Bestandteil des Tragrahmens 7.In a particularly simple embodiment of the subject invention (as shown in FIG. 2), the control valve is designed as
As indicated in FIG. 1 a, the pressure shut-off
Das Druckabschaltventil 12 weist innerhalb eines Gehäuses 13 einen Doppelkolben 14 auf; dieser ist derart ausgebildet und geschaltet, daß er die Druckleitung 3 mit ihrer ausgangsseitigen Fortsetzung 3a nur dann verbindet, falls der Arbeitsdruck in der Druckleitung 3 nicht einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 13 mit einer an die Druckleitung 3 angeschlossenen Steuerleitung 15 versehen; diese mündet auf der Seite des Doppelkolbens 14 in eine Ventilkammer 16 ein, welche der mit einer Rückstellfeder 17 beaufschlagten Seite gegenüberliegt.
Unter Einwirkung der genannten Rückstellung hat der Doppelkolben das Bestreben, die dargestellte Öffnungsstellung einzunehmen, in welcher die Leitungen 3 und 3a miteinander verbunden sind, solange die in der Ventilkammer 16 auf den Doppelkolben 14 einwirkende Gegenkraft die Rückstellkraft nicht übersteigt. Andernfalls bewegt sich der Doppelkolben 14 (in der Darstellung) nach unten und erreicht schließlich die Sperrstellung, in welcher die Verbindung zwischen den Leitungen 3 und 3a unterbrochen ist. Dementsprechend wird das dem Druckabschaltventil 12 steuerungstechnisch nachgeschaltete Schlagwerk 8 (vgl. dazu beispielsweise Fig. 3) dann durch Abschalten der Energiezufuhr stillgesetzt.The pressure shut-off
Under the action of said provision, the double piston has a tendency to occupy the illustrated open position, in which the
Das einen Bestandteil der Schlagvorrichtung 5 bildende Schlagwerk 8 kann im Rahmen der Erfindung, insbesondere auch hinsichtlich seiner Steuerung 10, an sich beliebig ausgebildet sein.
Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 weist das Schlagwerk 8 einen Schlagkolben 18 auf, der in Längsrichtung innerhalb eines Arbeitszylinders 19 hin- und herbeweglich gehalten ist und mit dem bereits erwähnten Meißel 9 zusammenwirkt.
Der Schlagkolben 18 weist im Zylinderraum des Arbeitszylinders 19 liegend zwei Kolbenbunde 18a und 18b auf, welche durch eine Umfangsnut 18c voneinander getrennt sind. Die nach außen gerichtete Kolbenfläche A1 und A2 des Kolbenbundes 18b bzw. 18a begrenzt mit dem Arbeitszylinder 19 einen hinteren und vorderen Zylinderraumabschnitt 19a bzw. 19b, wobei die Kolbenfläche A1 kleiner bemessen ist als die Kolbenfläche A2.The
In the embodiment according to FIG. 3, the
The
Im Gegensatz zur größeren Kolbenfläche A2 ist die kleinere Kolbenfläche A1 über eine von der Fortsetzung 3a der Druckleitung 3 ausgehende Rückstelleitung 20 ständig mit Arbeitsdruck (Systemdruck) beaufschlagt. Die Einmündung 20a der Rückstelleitung 20 ist bezüglich des Arbeitszylinders 19 derart angeordnet, daß sie in jedem Fall außerhalb des Kolbenbundes 18b und somit innerhalb des vorderen Zylinderraumabschnitts 19b liegt. Der Zylinderraum des Arbeitszylinders 19 ist (in Fig. 3 auf der linken Seite) mit einer Leitung 21 versehen, welche in die Rücklaufleitung 4 übergeht. Die zugehörige Einmündung 21 a in den Zylinderraum ist derart angeordnet, daß sie in der angedeuteten Aufschlagstellung des Schlagkolbens 18 zwischen den Kolbenbunden 18a und 18b liegt.In contrast to the larger piston area A2, the smaller piston area A1 is constantly exposed to working pressure (system pressure) via a
Die Steuerung (in Fig. 1a mit "10" bezeichnet) für die Umschaltung der Bewegung des Schlagkolbens 18 besteht aus einem 2/2-Wegeventil 22; dieses weist zwei unterschiedlich große Steuerflächen auf - nämlich eine kleinere Steuerfläche S1 und eine dazu entgegengerichtete größere Steuerfläche S2. Die kleinere Steuerfläche S1 ist über eine Steuerleitung 23 an die Fortsetzung 3a der Druckleitung 3 angeschlossen und dementsprechend im Sinne einer Rückstellung wirksam. Die größere Steuerfläche S2 steht über eine Umsteuerleitung 24 einerseits mit dem Ausgang eines Druckbegrenzungsventils 25 und andererseits mit dem Zylinderraum in Verbindung; ihre Einmündung 24a ist bezüglich des Arbeitszylinders 19 derart angeordnet, daß sie sich in der dargestellten Aufschlagstellung des Schlagkolbens 18 ebenfalls zwischen den beiden Kolbenbunden 18a und 18b befindet. Dabei liegt die Einmündung 21 a weiter von dem vorderen Zylinderraumabschnitt 19b entfernt als die Einmündung 24a. Das Druckbegrenzungsventil 25 ist eingangsseitig an die mit dem Arbeitsdruck beaufschlagte Fortsetzung 3a angeschlossen, und zwar über eine Zusatzleitung 26, von der auch seine Schaltleitung 25a ausgeht.The control (designated by "10" in FIG. 1a) for switching the movement of the
Das 2/2-Wegeventil 22 ist weiterhin derart ausgestaltet, daß es einerseits eingangsseitig mit der Fortsetzung 3a und der Rücklaufleitung 4 und andererseits ausgangsseitig über eine Umsteuerleitung 22a mit dem hinteren Zylinderraumabschnitt 19a in Verbindung steht.The 2/2-
Abhängig von der Stellung des Schlagkolbens 18 innerhalb des Arbeitszylinders 19 wird das 2/2-Wegeventil 22 unter Einwirkung seiner Steuerflächen S1 und S2 derart betätigt, daß es den hinteren Zylinderraumabschnitt 19a wechselweise mit der Fortsetzung 3a oder der Rücklaufleitung 4 verbindet. Dies hat zur Folge, daß der Schlagkolben 18 - entgegen der von der kleineren Kolbenfläche A1 ausgehenden Rückstellwirkung - entweder in Arbeitshubrichtung (d. h. in der Darstellung nach unten) oder in Rückhubrichtung angetrieben wird.Depending on the position of the
Durch die Zwischenschaltung des Druckbegrenzungsventils 25 ist sichergestellt, daß das Schlagwerk 8 bei Überschreiten des am Druckbegrenzungsventil vorgegebenen Arbeitsdruck-Höchstwerts selbsttätig stillgesetzt wird.
Falls der am Druckbegrenzungsventil 25 vorliegende Arbeitsdruck den vorgegebenen Höchstwert überschreitet, stellt das genannte Kontrollventil eine Verbindung zwischen den Leitungen 3a und 24 her. Dies hat - abhängig von der Stellung des Schlagkolbens 18 innerhalb des Arbeitszylinders 19 - zur Folge, daß das 2/2-Wegeventil 22 unter Einwirkung des an der größeren Steuerfläche S2 anliegenden Arbeitsdrucks in die nicht dargestellte Arbeitshubstellung überführt und in dieser festgehalten wird.
Die Einbindung des Druckbegrenzungsventils über die Zusatzleitung 26 zwischen den Leitungen 3a und 24 hat zur Folge, daß die Steuerung in Gestalt des 2/2-Wegeventils 22 blockiert und somit die Schlagvorrichtung stillgesetzt wird, falls der Arbeitsdruck den am Druckbegrenzungsventil 25 eingestellten Höchstwert überschreitet.By the interposition of the
If the working pressure present at the
The integration of the pressure relief valve via the
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der Steuerung in Form des 2/2-Wegeventils 22 ebenfalls ein Druckbegrenzungsventil 27 zugeordnet; dieses steht eingangsseitig über eine Zusatzleitung 28 - von der auch seine Schaltleitung 27a ausgeht - mit der Fortsetzung 3a der Druckleitung 3 und ausgangsseitig mit einer dritten Steuerfläche S3 des 2/2-Wegeventils 22 in Verbindung. Die dritte Steuerfläche S3 ist ebenfalls größer bemessen als die Steuerfläche S1 und bei Druckbeaufschlagung in Richtung der nicht dargestellten Arbeitshubstellung des 2/2-Wegeventils 22 wirksam.
Falls der eingangsseitig am Druckbegrenzungsventil 27 anliegende Arbeitsdruck den vorgegebenen Höchstwert überschreitet, wird das Druckbegrenzungsventil in die nicht dargestellte Öffnungsstellung überführt mit der Folge, daß das 2/2-Wegeventil 22 schließlich die Arbeitshubstellung einnimmt und in dieser blockiert wird, und zwar unabhängig von der Stellung des Schlagkolbens 18 innerhalb des Zylinderraums.
Bedingt durch die Blockierung der Steuerung in der erwähnten Endstellung kann der Schlagkolben währenddessen keine weiteren Schläge ausführen.In the embodiment according to FIG. 4, the control in the form of the 2/2-
If the input side of the
Due to the blocking of the control in the aforementioned end position, the percussion piston can not perform any further blows during this time.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der zuvor erwähnten Ausführungsform gemäß Fig. 4 dadurch, daß die Steuerung gegebenenfalls in einer anderen Endstellung blockiert wird. In diesem Fall ist der Steuerung in Form des 2/2-Wegeventils 22 über eine Zusatzleitung 30 ein Druckbegrenzungsventil 29 mit einer eingangsseitig in die Zusatzleitung 30 einmündenden Schaltleitung 29a vorgeschaltet.
Ausgangsseitig steht das Druckbegrenzungsventil 29 über die Zusatzleitung 30 mit einer Steuerfläche S4 in Verbindung. Diese ist - ebenso wie die kleinere Steuerfläche S1 - in Richtung der Rückhubstellung wirksam und so bemessen, daß sie gemeinsam mit der kleineren Steuerfläche S1 gegebenenfalls eine größere Rückstellkraft erzeugt als die in Gegenrichtung wirksame Steuerfläche S2.The embodiment of FIG. 5 differs from the aforementioned embodiment of FIG. 4 in that the control is optionally blocked in another end position. In this case, the control in the form of the 2/2-
On the output side, the
Falls also der eingangsseitig am Druckbegrenzungsventil 29 anliegende Arbeitsdruck den vorgegebenen Höchstwert überschreitet, wird das Druckbegrenzungsventil in die Öffnungsstellung überführt mit der Folge, daß das 2/2-Wegeventil 22 in der dargestellten Rückhubstellung festgehalten wird und weitere Schläge des Schlagkolbens 18 unterbunden werden.Thus, if the input side of the
Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 weist ebenfalls ein (andersartig dargestelltes) Druckbegrenzungsventil 31 auf, weiches mit der Steuerung in Gestalt des 2/2-Wegeventils 22 zusammenwirkt.
Das Druckbegrenzungsventil 31 ist dabei über eine Zusatzleitung 32 einerseits mit der drucklosen Rücklaufleitung 4 und andererseits mit der Umsteuerleitung 24 verbunden, welche auf die größere Steuerfläche S2 einwirkt. Weiterhin ist das Druckbegrenzungsventil über eine Schaltleitung 31 a steuerungstechnisch an die Fortsetzung 3a der Druckleitung 3 angeschlossen.
Falls der Arbeitsdruck in der Schaltleitung 31 a den vorgegebenen Höchstwert überschreitet, wird das Druckbegrenzungsventil 31 aus der dargestellten Sperrstellung in die Öffnungsstellung überführt und dadurch die dann mit der Rücklaufleitung 4 verbundene Umsteuerleitung 24 druckentlastet. Dies hat zur Folge, daß das 2/2-Wegeventil 22 in der dargestellten Rückhubstellung festgehalten wird und der Schlagkolben 18 keine weiteren Arbeitsbewegungen ausführen kann.
Der Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, daß die Umsteuerleitung 24 bei Vorliegen eines zu hohen Arbeitsdrucks über die Rücklaufleitung 4 druckentlastet ist.The embodiment according to FIG. 6 also has a pressure limiting valve 31 (shown differently), which cooperates with the control in the form of the 2/2-
The
If the working pressure in the
The advantage of this embodiment is the fact that the reversing
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist das Kontrollventil in Gestalt eines Druckabschaltventils 33 unmittelbar in die Umsteuerleitung 24 des 2/2-Wegeventils 22 eingeschaltet, wobei die zugehörige Schaltleitung 33a in die Fortsetzung 3a der Druckleitung 3 einmündet.In the embodiment of FIG. 7, the control valve in the form of a
Falls der in der Schaltleitung 33a anliegende Arbeitsdruck den vorgegebenen Höchstwert überschreitet, wird das Druckabschaltventil 33 aus der dargestellten Öffnungsstellung in die Sperrstellung überführt, dadurch die Umsteuerleitung 24 in Richtung auf das 2/2-Wegeventil 22 blockiert und dieses in einer Endstellung festgehalten, wodurch weitere Arbeitsbewegungen des Schlagkolbens 18 verhindert werden.If the applied in the
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß die von außen zugeführte Eingangsleistung sich mit einfachen technischen Mitteln an unterschiedlich ausgebildete und ausgelegte Versorgungseinheiten anpassen läßt, wobei auf eine unter Umständen aufwendige Nachrüstung des jeweiligen Trägergeräts bzw. der Versorgungseinheit verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat zur Folge, daß die Schlagvorrichtung selbsttätig stillgesetzt wird, falls der auf sie einwirkende Arbeitsdruck einen unzulässig hohen Wert annimmt.
Um sicherzustellen, daß die Schlagvorrichtung auch bei nicht einwandfreier Funktion des Kontrollventils nicht unzulässig beansprucht wird, sollte das Schlagwerk insgesamt derart ausgelegt sein, daß es statisch dem Höchstdruck gewachsen ist, der von einer in Betracht kommenden, im Markt eingeführten Versorgungseinheit erzeugt werden kann.The advantage achieved by the invention is, in particular, that the input power supplied from the outside can be adapted with simple technical means to differently designed and designed supply units, wherein a possibly expensive retrofitting of the respective carrier device or the supply unit can be dispensed with. The embodiment of the invention has the consequence that the impact device is automatically stopped if the working pressure acting on it assumes an inadmissibly high value.
In order to ensure that the impact device is not unduly stressed even if the control valve does not function properly, the striking mechanism as a whole should be designed such that it can withstand the maximum pressure that can be generated by a suitable supply unit introduced on the market.
Claims (7)
- Fluid driven percussion device (5), in particular hydraulic hammer, comprising a fluid driven percussion hammer (8) with a percussion piston (18) that can be moved back and forth acting upon a control means (10, 22) and with a guide unit (7) on which the percussion hammer is supported, whereby the percussion device (5) has additionally a control valve (11) acting as a pressure control in response to the supplied input power
characterized in that
the control valve (11) acting as a pressure shut-off valve (12, 33) or as a pressure-limiting valve (25, 27, 29, 31) - being a component of the guide unit (7) or the percussion hammer (8) itself - is connected to the pressure line (3) supplied with the operating pressure and stops the percussion hammer (8) automatically by either blocking the pressure line (3) or the control means (10) is hold in one of its end positions - that is the operating stroke position or the return stroke position - when caused by the input power the operating pressure exceeds a predetermined maximum value. - Device according to claim 1, characterized in that the pressure shut-off valve (12, 33) or the pressure limiting valve (25, 27, 29, 31) is connected to the control means (22) via an auxiliary pressure line (26, 28, 30, 32) such that the control means are blocked in one of its end positions when the maximum operating pressure set at the pressure shut-off valve or at the pressure limiting valve is exceeded.
- Device according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure shut-off valve (12) has a double piston (14) having on one hand a reset device (17) acting in a direction of the opened position and having on the other hand a valve chamber (16) acting in the opposite direction and being connected to the pressure line (3) via a control line (15) on the input side.
- Device according to claim 2, characterized in that on the input side the pressure limiting valve (25, 27, 29) is connected to the pressure line (3a) supplied with the operating pressures and to the control line (25a, 27a, 29a).
- Device according to claim 4, characterized in that the pressure limiting valve (25, 27) in its opened position blocks the control means (22) in its operating stroke position after the maximum operating pressure valve has been exceeded.
- Device according to claim 2, characterized in that the pressure limiting valve (31) is connected to the pressure line (3a) supplied with the operating pressure on one hand via a control line (31a) and on the output side is connected to a pressure-free return flow line (4) on the other hand, whereby the control means (22) is formed such that it is blocked in the return stroke position assuming the pressure limiting valve (31) is in its opened position when the maximum operating pressure is exceeded.
- Device according to claim 2, characterized in that the pressure shut-off valve (33) is connected to the pressure line (3a) provided with the operating pressure and being formed such that the pressure shut-off valve takes a barrier position when the maximum operating pressure values are exceeded with the consequence that the reverse line (24) connected to the shut-off valve (33) is blocked for a change over of the control means (22) in the operating stroke position.
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