EP1136190B1 - Schutzvorrichtung zum Verhindern des Eindringens von Verunreinigung an einem fluidbetriebenen Schlagwerk - Google Patents
Schutzvorrichtung zum Verhindern des Eindringens von Verunreinigung an einem fluidbetriebenen Schlagwerk Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a protective device for preventing the Penetration of contaminants on a fluid-operated Schlagtechnik, with one movably guided in a housing Impact tool - the means of a percussion piston in the direction of impact is driven - and a seal, at least indirectly on the one hand on the housing and on the other hand on the impact tool supported and their attachment portion either with respect to Housing or the impact tool is arranged stationary.
- the invention has the object, the generic protection device in such a way that they prevent the ingress of contaminants following the Impact tool guide in the direction of the percussion piston prevented.
- the object is achieved by a protective device with the features of claim 1.
- the basic idea of the invention consists in arranging the seal between the inner guide section of the striking tool guide and the theoretical impact plane of the percussion piston on the percussion tool in such a way that it moves relative to the attachment section of the seal and is in contact therewith standing counter surface is wear-free.
- the counter surface - which is run over by the voltage applied to her seal on the occasion of the reciprocating motion of the impact tool within the housing - to protect the seal against premature damage in a region arranged, which also with the widest consideration of the expected wear as much as possible.
- the seal is arranged so that seen in the opposite direction to the direction of impact - behind the inner Guide section is effective. In this way, the intrusion unwanted impurities from the area of the inner Guide section in the direction of the percussion piston as far as possible be prevented, as long as the function of the seal is not or not is significantly impaired.
- the invention can be further developed in that the seal - seen in the opposite direction to the direction of impact - is arranged behind the inner guide portion and in front of a housing attached to the bouncing ring, which limits the movement of the impact tool in the opposite direction to the direction of impact as a stop (claim 2).
- This arrangement has the consequence that the seal - seen in the axial direction of the impact tool - assumes a position between the (the percussion piston facing) inner guide portion and the bounce ring.
- the seal may also be displaced further in the direction of the theoretical impact plane of the percussion piston.
- the seal - seen in the longitudinal direction of the impact tool - between the theoretical impact plane of the percussion piston and a housing attached to the bouncing ring is arranged, which limits the movement of the impact tool in the opposite direction to the direction of impact and seen in this direction behind the inner guide portion as a stop (Claim 3).
- the maintenance of the striking mechanism and the replacement of the seal can be simplified in that the latter is connected via its attachment portion with an interchangeable receiving sleeve, which in turn is attached either to the impact tool or the housing (claim 4). If the latter variant is used, the receiving sleeve may also form part of the bounce ring (claim 5), ie be combined with this to form a unit which is in communication with the housing.
- the protective device is designed such that the Movement of the impact tool in the axial direction shorter is the length of the counterface on which the seal is supported (Claim 6). In this way, even with longer operating time be ensured that the counter surface of otherwise occurring wear is not included and thus the seal is protected against premature damage.
- the seal basically as an inner seal (claim 7) or as an outer seal Be formed (claim 9); This has the consequence that the Attachment portion of the seal either with respect to the housing or is held stationary with respect to the impact tool.
- the wear of the counter-surface to be crossed by this fact can be realized that the diameter of the impact tool over the length of the counter surface is smaller than its diameter in the region of the inner guide portion (claim 8);
- the diameter difference should have an order of magnitude which takes into account the expected wear in the region of the inner guide section.
- the present embodiment (according to claim 7 and / or 8) can be further developed in that the inner diameter of the inner seal in the installed state is greater than the diameter of the percussion piston facing impact surface of the striking tool. Accordingly, the seal is widened during installation of the striking tool, so that it bears with prestressing elastic on the relatively movable counter surface.
- the seal has at least one obliquely extending in the direction of impact, elastically held on the mating surface in abutment sealing lip on (claim 10). It has proven to be expedient to dimension the ratio of the length of each sealing lip and the maximum possible transverse offset of the striking tool with respect to the housing at least 1, preferably with more than 1 to 3 (claim 11). In this way it is ensured that the seal develops a sufficient sealing effect even in the expected transverse movements of the impact tool within the housing.
- the fluid-operated impact mechanism in the form of a hydraulic hammer can - apart from the protective device for preventing the penetration of impurities to be described - be formed in a conventional manner and has not shown main components in a housing upper part in the longitudinal direction movable percussion piston under Action of a control alternately performs a stroke in the direction of impact (arrow 1) and in the opposite direction to the direction of impact a return stroke.
- the percussion piston protrudes (in the drawing from the right side) into a lower part designed as a housing 2 and transmits its impact energy via the impact surface 3a facing it to an impact tool in the form of a chisel 3.
- the theoretical impact plane, in which the percussion piston impinges on the impact surface 3 a is indicated by a dot-dash line 4.
- the housing 2 has two longer bore sections 2a and 2b, which merge into one another via a short, narrowed bore section 2c.
- a striking tool guide is fastened to the movable support of the bit 3 in the housing 2, which - seen in the opposite direction to the direction of impact (arrow 1) - consists of an outer guide section 5a and an inner guide section 5b spatially separated therefrom.
- two oval-like support elements 6 are further fixed in place, which limit the range of motion of the bit 3 in the direction of impact (arrow 1), ie in the illustration to the left.
- the chisel 3 has in the region of the guide portions 5a, 5b on this matched guide surfaces 3b and 3c, which pass in the region of the holding elements 6 in a longitudinal section 3d with the holding elements associated flats or milled.
- the seal 7 is further arranged such that its sealing lip 7b elastic to a wear-free counter surface 3e of the chisel 3 in Investment is held.
- the diameter of the counter surface 3e is taking into account the maximum permissible wear in the Range of impact tool guide and consequently occurring Transverse movements of the chisel 3 - deliberately smaller than that Diameter of the longitudinal section 3c in the region of the inner Guide section 5b. In this way it is ensured that the Sealing lip 7b always with a counter surface with ongoing Surface texture interacts.
- the seal 7 in Simplest case only with a sealing lip 7b equipped in Impact direction (arrow 1) obliquely and thereby the gap between the removable receiving ring 8 and the wear-free counter surface 3e sealingly bridged.
- the length of the sealing lip 7b is dimensioned such that the ratio of their length and the greatest possible Transverse offset of the bit 3 with respect to the housing 2 a value greater than 1.
- the diameter of the sealing lip 7b in the installed state is greater than the diameter of the impact surface 3a: the latter goes over to form a truncated cone portion 3f in the larger diameter counter surface 3e. Due to the formation of the mating surface 3e and the truncated cone portion 3f relative to the bouncing ring 9, the chisel 3 - seen in the opposite direction to the direction of impact (arrow 1) - take only a retracted end position in which the impact surface 3a at the level of the bounce ring 9 and before narrowed bore section 2c is located. To ensure that the sealing lip 7b is supported only on the wear-free mating surface 3e, the range of motion of the chisel 3 in the axial direction is shorter than the length of the mating surface 3e run over by the sealing lip.
- the embodiment according to FIG. 2 differs essentially characterized by the embodiment shown in Fig. 1 that the between the inner guide portion 5b and the bounce ring 9th located seal is formed as an outer seal 10. Accordingly, the attachment portion 10a is the Outer seal relative to the chisel 3 held stationary while the Sealing lip 10b resiliently abuts a counter surface 2e. This poses a wear-free bore section, which is - in Opposite direction to the direction of impact (arrow 1) seen - on the inner Guide section 5b connects.
- the outer seal 10 has a sealing lip 10b running obliquely in the direction of impact (arrow 1), ie the sealing lip 10b is inclined in the impact direction on the wear-free counter surface 2e, starting from its fastening section 10a on the chisel 3. Furthermore, the length of the sealing lip 10b is dimensioned such that it develops a sufficient sealing effect even in the expected transverse movements of the bit 3 within the housing 2, thus shielding the gap between the bit 3 and the counter surface 2e towards the bouncing ring 9 reliable.
- the seal designed as an inner seal 11-seen in the opposite direction to the direction of impact (arrow 1) - is arranged behind this and before the theoretical impact plane 4, following the rebound ring 10.
- the bit 3 has an extension which extends in the opposite direction to the direction of impact (arrow 1) beyond the truncated cone section 3f and one with the inner seal 11 cooperating mating surface 2f represents.
- the counter surface projects through the bore section 2c into the bore section 2b, in which the theoretical impact plane 4 also lies.
- the length of the counter surface 2f in the axial direction is dimensioned so large that the impact surface 3a in the extended end position of the bit 3 (ie, in the illustration to the left extended end position) has sufficient distance to the sealing lip 11b.
- the axial length of the mating surface 2f is dimensioned such that the length traveled by the sealing lip is shorter than the total available, the movement of the chisel 3 adapted length of the mating surface 2f.
- the sealing lip 11b is also supported in the (to the right) retracted end position of the chisel 3 with a sufficient distance from the rebound ring 9 on the counter surface 2f, so that occurring in the region of the truncated cone portion 3f wear phenomena not up in can affect the sealing area.
- the embodiment in question can also be modified to the effect that the outer seal 11 is connected via its attachment portion 11a with an exchangeable receiving sleeve.
- all embodiments can be equipped with seals which have a plurality of sealing lips connected in series.
- this is Housing 2 with a longitudinally extending lubricant supply channel 12 equipped, the lubricant on the one hand via a Inclined portion 12a in the region of the outer guide portion 5a and on the other hand via a transverse bore 12b in the region of inner guide section 5b initiates.
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Description
Der Grundgedanke der Erfindung besteht danach darin, die Dichtung zwischen dem - in Gegenrichtung zur Schlagrichtung gesehen - inneren Führungsabschnitt der Schlagwerkzeug-Führung und der theoretischen Aufschlagebene des Schlagkolbens auf das Schlagwerkzeug derart anzuordnen, daß die relativ zum Befestigungsabschnitt der Dichtung bewegliche, mit dieser in Kontakt stehende Gegenfläche verschleißfrei ist.
Mit anderen Worten ausgedrückt ist die Gegenfläche - die von der an ihr anliegenden Dichtung anläßlich der Hin- und Herbewegung des Schlagwerkzeugs innerhalb des Gehäuses überfahren wird - zum Schutz der Dichtung gegen eine vorzeitige Beschädigung in einem Bereich angeordnet, welcher auch bei weitestgehender Berücksichtigung des zu erwartenden größtmöglichen Verschleißes keine Beschädigung erleidet.
Diese Anordnung hat zur Folge, daß die Dichtung - in Achsrichtung des Schlagwerkzeugs gesehen - eine Lage zwischen dem (dem Schlagkolben zugewandten) inneren Führungsabschnitt und dem Prellring einnimmt.
Bei einer derartigen Ausführungsform ist die Dichtung - in Längsrichtung des Schlagwerkzeugs gesehen - zwischen der theoretischen Aufschlagebene des Schlagkolbens und einem am Gehäuse befestigten Prellring angeordnet, der als Anschlag den Bewegungsspielraum des Schlagwerkzeugs in Gegenrichtung zur Schlagrichtung begrenzt und in dieser Richtung gesehen hinter dem inneren Führungsabschnitt liegt (Anspruch 3).
Dementsprechend ist der Dichtbereich, in dem die Dichtung wirksam wird, räumlich zusätzlich durch den Prellring von dem inneren Führungsabschnitt der Schlagwerkzeug-Führung beabstandet.
Falls die zuletzt genannte Variante zur Anwendung kommt, kann die Aufnahmehülse auch einen Bestandteil des Prellrings bilden (Anspruch 5), d.h. mit diesem zu einer Einheit zusammengefaßt sein, die mit dem Gehäuse in Verbindung steht.
Die in Rede stehende Ausgestaltung (gemäß Anspruch 7 und/oder 8) kann dadurch weitergebildet sein, daß der Innendurchmesser der Innendichtung im Einbauzustand größer ist als der Durchmesser der dem Schlagkolben zugewandten Aufschlagfläche des Schlagwerkzeugs. Dementsprechend wird die Dichtung bei Einbau des Schlagwerkzeugs aufgeweitet, so daß sie mit Vorspannung elastisch an der relativ dazu beweglichen Gegenfläche anliegt.
Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Verhältnis aus der Länge jeder Dichtlippe und dem größtmöglichen Querversatz des Schlagwerkzeugs bezüglich des Gehäuses zumindest mit 1, vorzugsweise mit mehr als 1 bis 3, zu bemessen (Anspruch 11).
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Dichtung auch bei den zu erwartenden Querbewegungen des Schlagwerkzeugs innerhalb des Gehäuses eine ausreichende Dichtwirkung entfaltet.
Es zeigt:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch das Unterteil eines Hydraulikhammers, in dem ein Schlagwerkzeug in Längsrichtung beweglich geführt ist, wobei im Bereich zwischen dem inneren Führungsabschnitt des Schlagwerkzeugs und einem Prellring eine als Innendichtung ausgebildete Dichtung angeordnet ist;
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch das Unterteil eines Hydraulikhammers, in dem ein Schlagwerkzeug in Längsrichtung beweglich geführt ist, wobei im Bereich zwischen dem inneren Führungsabschnitt für das Schlagwerkzeug und einem Prellring eine als Außendichtung ausgebildete Dichtung angeordnet ist; und
- Fig. 3
- einen Längsschnitt durch das Unterteil eines Hydraulikhammers, in dem ein Schlagwerkzeug in Längsrichtung beweglich geführt ist, wobei im Bereich zwischen einem Prellring und der theoretischen Aufschlagebene des Schlagkolbens auf das Schlagwerkzeug eine als Innendichtung ausgebildete Dichtung angeordnet ist.
Der Schlagkolben ragt dabei (in der Zeichnung von der rechten Seite her) in ein als Gehäuse 2 ausgebildetes Unterteil hinein und überträgt seine Schlagenergie über die ihm zugewandte Aufschlagfläche 3a auf ein Schlagwerkzeug in Gestalt eines Meißels 3.
Die theoretische Aufschlagebene, in welcher der Schlagkolben auf die Aufschlagfläche 3a auftrifft, ist durch eine strichpunktierte Linie 4 angedeutet.
Innerhalb des Bohrungsabschnitts 2a ist zur beweglichen Abstützung des Meißels 3 in dem Gehäuse 2 eine Schlagwerkzeug-Führung befestigt, die sich - in Gegenrichtung zur Schlagrichtung (Pfeil 1) gesehen - aus einem äußeren Führungsabschnitt 5a und einem davon räumlich getrennten inneren Führungsabschnitt 5b zusammensetzt. Zwischen diesen beiden Führungsabschnitten sind weiterhin zwei ovalähnliche Halteelemente 6 ortsfest angebracht, welche den Bewegungsspielraum des Meißels 3 in Schlagrichtung (Pfeil 1), d.h. in der Darstellung nach links, begrenzen.
Der Meißel 3 weist im Bereich der Führungsabschnitte 5a, 5b an diese angepaßte Führungsflächen 3b bzw. 3c auf, die im Bereich der Halteelemente 6 in einen Längsabschnitt 3d mit den Haltelementen zugeordneten Abflachungen oder Einfräsungen übergehen.
Bedingt durch die Ausbildung der Gegenfläche 3e und des Kegelstumpfabschnitts 3f relativ zum Prellring 9 kann der Meißel 3 - in Gegenrichtung zur Schlagrichtung (Pfeil 1) gesehen - lediglich eine eingefahrene Endlage einnehmen, in welcher sich die Aufschlagfläche 3a in Höhe des Prellrings 9 und vor dem verengten Bohrungsabschnitt 2c befindet.
Um sicherzustellen, daß die Dichtlippe 7b sich lediglich an der verschleißfreien Gegenfläche 3e abstützt, ist der Bewegungsspielraum des Meißels 3 in axialer Richtung kürzer bemessen als die Länge der von der Dichtlippe überfahrenen Gegenfläche 3e.
Weiterhin ist die Länge der Dichtlippe 10b derart bemessen, daß sie auch bei den zu erwartenden Querbewegungen des Meißels 3 innerhalb des Gehäuses 2 eine ausreichende Dichtwirkung entfaltet, also den Zwischenraum zwischen dem Meißel 3 und der Gegenfläche 2e in Richtung auf den Prellring 9 zuverlässig abschirmt.
Im einzelnen ergibt sich - abweichend von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen - nachstehende Reihenfolge: Innerer Führungsabschnitt 5b - Prellring 9 - Innendichtung 11 - theoretische Aufschlagebene 4.
In der angedeuteten eingefahrenen Endstellung, in welcher sich der Meißel 3 über den Kegelstumpfabschnitt 3f am Prellring 9 abstützt, ragt die Gegenfläche durch den Bohrungsabschnitt 2c hindurch in den Bohrungsabschnitt 2b hinein, in dem auch die theoretische Aufschlagebene 4 liegt.
Mit anderen Worten ausgedrückt ist die axiale Länge der Gegenfläche 2f derart bemessen, daß die von der Dichtlippe überfahrene Länge kürzer ist als die insgesamt zur Verfügung stehende, dem Bewegungsspielraum des Meißels 3 angepaßte Länge der Gegenfläche 2f.
Wie die zeichnerische Darstellung auch erkennen läßt, stützt sich die Dichtlippe 11b auch in der (nach rechts) eingefahrenen Endstellung des Meißels 3 mit ausreichendem Abstand vom Prellring 9 an der Gegenfläche 2f ab, so daß sich im Bereich des Kegelstumpfabschnitts 3f auftretende Verschleißerscheinungen nicht bis in den Dichtungsbereich auswirken können.
Grundsätzlich können alle Ausführungsformen mit Dichtungen ausgestattet sein, die mehrere hintereinander geschaltete Dichtlippen aufweisen.
Claims (11)
- Schutzvorrichtung zum Verhindern des Eindringens von Verunreinigungen an einem fluidbetriebenen Schlagwerk, mit einem in einem Gehäuse (2) beweglich geführten Schlagwerkzeug (3) - das mittels eines Schlagkolbens in Schlagrichtung (Pfeil 1) angetrieben wird - und mit einer Dichtung, die sich zumindest mittelbar einerseits an dem Gehäuse (2) und andererseits an dem Schlagwerkzeug (3) abstützt und deren Befestigungsabschnitt entweder bezüglich des Gehäuses (2) oder des Schlagwerkzeugs (3) ortsfest angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (7, 10 bzw. 11) zwischen dem - in Gegenrichtung zur Schlagrichtung (Pfeil 1) gesehen - inneren Führungsabschnitt (5b) der Schlagwerkzeug-Führung (5a, 5b) und der theoretischen Aufschlagebene (4) des Schlagkolbens auf das Schlagwerkzeug (3) derart angeordnet ist, daß die relativ zum Befestigungsabschnitt (7a, 10a bzw. 11a) der Dichtung (7, 10 bzw. 11) bewegliche, mit dieser in Kontakt stehende Gegenfläche (3e, 2e bzw. 2f) verschleißfrei ist.
- Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (7 bzw. 10) - in Gegenrichtung zur Schlagrichtung (Pfeil 1) gesehen - hinter dem inneren Führungsabschnitt (5b) und vor einem am Gehäuse (2) befestigten Prellring (9) angeordnet ist, welcher als Anschlag den Bewegungsspielraum des Schlagwerkzeugs (3) in Gegenrichtung zur Schlagrichtung (Pfeil 1) begrenzt.
- Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (11) - in Längsrichtung des Schlagwerkzeugs (3) gesehen - zwischen der theoretischen Aufschlagebene (4) des Schlagkolbens und einem am Gehäuse (2) befestigten Prellring (9) angeordnet ist, der als Anschlag den Bewegungsspielraum des Schlagwerkzeugs (3) in Gegenrichtung zur Schlagrichtung (Pfeil 1) begrenzt und in dieser Richtung gesehen hinter dem inneren Führungsabschnitt (5b) liegt.
- Schutzvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (7) über ihren Befestigungsabschnitt (7a) mit einer auswechselbaren Aufnahmehülse (8) verbunden ist, die ihrerseits entweder am Schlagwerkzeug (3) oder am Gehäuse (2) befestigt ist.
- Schutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmehülse (8) einen Bestandteil des Prellrings (9) bildet.
- Schutzvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsspielraum des Schlagwerkzeugs (3) in axialer Richtung kürzer ist als die Länge der die Dichtung (7, 10 bzw. 11) abstützenden Gegenfläche (3e, 2e bzw. 2f).
- Schutzvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (7a bzw. 11 a) der als Innendichtung (7 bzw. 11) ausgebildeten Dichtung bezüglich des Gehäuses (2) ortsfest gehalten ist.
- Schutzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Schlagwerkzeugs (3) über die Länge der Gegenfläche (3e bzw. 2f) kleiner ist als sein Durchmesser im Bereich des inneren Führungsabschnitts (5b).
- Schutzvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Außendichtung (10) ausgebildete Dichtung über ihren Befestigungsabschnitt (10a) bezüglich des Schlagwerkzeugs (3) ortsfest gehalten ist.
- Schutzvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (7, 10 bzw. 11) zumindest eine in Schlagrichtung (Pfeil 1) schräg verlaufende, elastisch an der Gegenfläche (3e, 2e bzw. 2f) in Anlage gehaltene Dichtlippe (7b, 10b bzw. 11b) aufweist.
- Schutzvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis aus der Länge jeder Dichtlippe (7b, 10b bzw. 11 b) und dem größtmöglichen Querversatz des Schlagwerkzeugs (3) bezüglich des Gehäuses (2) zumindest 1, vorzugsweise mehr als 1 bis 3, beträgt.
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