FI104962B

FI104962B - Hydraulically driven impact hammer

Info

Publication number: FI104962B
Application number: FI962912A
Authority: FI
Inventors: Esko Juvonen
Original assignee: Sandvik Tamrock Oy
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 2000-05-15
Also published as: FI962912A; FI962912A0

Description

104962104962

Painenestekäyttöinen iskuvasaraHigh-pressure hammer with fluid pressure

Keksinnön kohteena on painenestekäyttöinen iskuvasara, jossa on runko ja sen sylinteritilassa edestakaisin liikkuva iskumäntä, jossa on kolme 5 painenesteen paineen vastaanottavaa painepintaa, joista kaksi on keskenään samaan suuntaan vaikuttavia ja kytkettävissä samanaikaisesti korkeapaineisen painenesteen vaikutuksen alaiseksi sekä pääventtiili, joka ohjaa paine-nesteen virtausta iskumännän painepinnoille sen edestakaisen liikkeen aikaansaamiseksi, jolloin ensimmäinen painepinnoista kohdistaa painenesteen 10 paineen aikaansaaman voiman iskumännän iskusuuntaan ja toinen ja kolmas painepinta kohdistavat voiman iskumännän paluusuuntaan, ensimmäisen pai-nepinnan pinta-ala on suurempi kuin toisen ja kolmannen painepinnan yhteenlaskettu pinta-ala, toinen painepinta on jatkuvasti korkeapaineisen paine-nesteen paineen vaikutuksen alaisena, ja että kolmanteen painepintaan isku-15 liikkeen aikana on kytketty vaikuttamaan sama painenesteen paine kuin ensimmäiseen painepintaan.The present invention relates to a pressure fluid driven hammer having a body and a reciprocating percussion piston in its cylinder space having three pressure surfaces receiving the pressure fluid, two of which acting in the same direction and simultaneously engaging the high pressure fluid pressure and a main pressure valve. to obtain a reciprocating motion, wherein the first pressure surface exerts a force exerted by the pressure 10 on the impact piston and the second and third pressure surfaces exert a force on the reciprocating piston, the first pressure surface is greater than the combined surface of the second and third pressure surfaces; under the influence of the pressure fluid, and that the third pressure surface during the stroke-15 movement is connected to act on the same pressure fluid pressure as the first pressure surface of.

Tällaisia iskuvasaroita käytetään yleensä kohtalaisen kovien materiaalien, kuten kivien, betonin, asfaltin, roudan, metallurgisen kuonan yms. rikotukseen. Kun iskuvasaraa ja sen terää painetaan rikottavaa materiaalia 20 vasten, iskee iskumäntä terän yläpäähän suurella nopeudella, jolloin terän alapäähän syntyy rikottavaan materiaaliin niin suuri voimavaikutus, että materiaali rikkoutuu tai terä tunkeutuu materiaalin sisään. Iskumännän suuri nopeus kehitetään tällaisissa laitteissa yleensä korkeapaineisen painenesteen ja isku-vasaraan liitetyn typpikaasua sisältävän paineakun avulla. Paineakku sisältää 25 suljetun määrän typpikaasua ja se voi olla kytkettynä painenestekanavistoon tai suoraan iskumännän yhteyteen, jolloin se toimii kaasujousen tavoin jännittyen iskumännän paluuliikkeen aikana, ja purkautuen iskuliikkeen aikana iskumännän kiihdytystä varten terää kohti.Such hammers are usually used to break moderately hard materials such as rocks, concrete, asphalt, frost, metallurgical slag and the like. When the hammer and its blade are pressed against the breakable material 20, the impact piston strikes the upper end of the blade at high speed, causing the lower end of the blade to exert sufficient force on the breakable material to break or penetrate the material. The high speed of the percussion piston in such devices is generally developed by means of a high pressure fluid and a nitrogen gas accumulator attached to the hammer. The pressure accumulator contains a closed amount of nitrogen gas and may be connected to the pressure fluid duct or directly in contact with the piston, thereby acting as a gas spring under tension during the reciprocating stroke of the piston, and discharged during the stroke to accelerate the stroke.

Paineneste vaikuttaa iskumäntään yleensä olakemuotoisten ren-.· 30 gasmaisten painepintojen kautta siten, että iskusuuntaan kiihdytystä varten voima, joka muodostuu paineiden ja olakepinta-alojen tulon summasta, on suuri, jotta saataisiin suuri iskumännän nopeus iskua varten, kun taas paluu-suuntaan mahdollisimman pieni, jotta iskuvasaran tehohäviöt pysyisivät pienenä ja hyötysuhde korkeana. Tästä syystä tarvitaan vähintään kaksi vastak-35 kaisiin suuntiin vaikuttavaa painepintaa, jotta iskumäntää liikuttava voima voi- 104962 2 daan suunnata vuoroin iskusuuntaan ja paluusuuntaan.The pressure fluid generally affects the piston through shoulder-shaped annular pressure surfaces, so that, for acceleration in the direction of impact, the force formed by the sum of the inputs of the pressures and the shoulder areas is high to obtain a high impact piston speed for impact; in order to keep the hammer power losses low and the efficiency high. For this reason, at least two pressure surfaces acting in opposite directions are required in order for the impact piston actuating force to be directed alternately in the impact direction and in the reverse direction.

Iskuvasarat asennetaan yleensä kaivinkoneiden lisälaitteeksi kaivu-kauhan tilalle, mutta myös muita peruskoneita ja alustoja voidaan käyttää. Iskuvasarat toimivat täten peruskoneen painenesteellä siten, että peruskoneesta 5 tulee korkeapaineinen paineneste iskuvasaran käynnistysventtiilin kautta isku-vasaraan tuloputkistoa myöten ja poistuu matalapaineisena paluuputkistoa myöten peruskoneen säiliöön. Painenestekäyttöisten iskuvasaroiden rikotus-kyky ja ns. ulosottoteho riippuu pääosin iskumännän iskuenergiasta ja iskulu-vusta, mutta myös rikottavan materiaalin ominaisuuksista sekä terän eli työ-10 kalun muodosta ja painatusvoimasta, jolla tarkoitetaan sitä voimaa, millä koko iskuvasaraa painetaan terää ja edelleen rikottavaa materiaalia vasten. Jotta iskuvasaraa voitaisiin käyttää edullisesti mahdollisimman monessa erilaisessa rikotustehtävässä ja erilaisissa kaivinkoneissa tai muissa peruskoneissa, varustetaan iskuvasarat tyypillisesti paineen ja iskunpituuden säätölaitteilla. Täl-15 laisia laitteita on kuvattu suomalaisissa patenttihakemuksissa nro 943074 ja 953337. Näissä kuvatuissa ja muissa vastaavissa laitteissa on kuitenkin epäkohtana rikottavan materiaalin ominaisuuksien aiheuttamat vaihtelut iskuvasaran toimintaan. Iskettäessä kovaa materiaalia, heijastuu osa iskuenergiasta ns. pomppuna takaisin iskumäntään, antaen sille suuren alkunopeuden paluu-20 suuntaan. Iskettäessä pehmeään materiaaliin, saattaa lähes koko energia tulla käytetyksi terän tunkeutumiseen rikottavaan materiaaliin, jolloin pomppu jää nollaksi, eikä iskumännälle tule mitään alkunopeutta paluusuuntaan.Impact hammers are usually installed as an accessory for excavators in place of a backhoe bucket, but other basic machines and platforms can also be used. The impact hammers thus operate on the base engine pressurized fluid such that the base machine 5 becomes a high pressure pressurized fluid via the hammer actuator valve through the impact hammer to the inlet pipe and exits at low pressure through the return pipe to the base machine reservoir. Breaking capacity and so-called pressure hammers the output power depends mainly on the impact energy and impact strength of the percussion piston, but also on the characteristics of the material to be broken, and the shape and thrust of the blade or work tool, meaning the force exerted against the blade and further material. In order to advantageously operate the hammers in as many different breaking tasks and in different types of excavators or other basic machines, hammers are typically equipped with pressure and stroke adjusting devices. Such devices are described in Finnish Patent Applications Nos. 943074 and 953337. However, these described and other similar devices have the disadvantage of varying the properties of the material to be broken by the action of the hammer. When impacting hard material, part of the impact energy is reflected in so-called. bounce back on the piston, giving it a high starting speed in the return-20 direction. When struck on a soft material, almost all of the energy may be used to penetrate the blade into the breaking material, leaving the bounce at zero, with no initial piston return velocity.

Suuri osa kovan kiven aiheuttamasta pompun energiasta voidaan va-rastoida takaisin painenesteen tulopuolelle tai paineakkuun, jos pompun jäl-25 keen iskumäntään kohdistuva voima pidetään edelleen iskusuuntaan suunnattuna ja iskusuuntaan kiihdyttävää painepintaa ei kytketä välittömästi paluu-kanavistoon. Tämä saadaan aikaan ajoittamalla iskuvasaran pääventtiili siten, että iskumäntä saa liikkua kohtalaisen pitkän osuuden iskunpituudestaan paluusuuntaan ennenkuin ylimääräinen iskumännän pompun energian tai paine-• 30 nesteen poisto paluulinjaan avataan. Tällainen energian takaisinvoittojärjes- telmä parantaa iskuvasaran hyötysuhdetta ja kohottaa iskuvasaran iskulukua. Ongelmaksi muodostuu tällöin iskuvasaran toiminta pehmeässä materiaalissa, koska iskumäntä ei saa pompusta alkunopeutta paluusuuntaan. Niinpä se joudutaan kiihdyttämään painenesteen paineen aikaansaaman voiman avulla, 35 mikä aiheuttaa käyttöpaineen kasvun korkeammaksi kuin kovaa materiaalia c 3 104962 rikottaessa. Jos taas iskumännän painepinta paluusuuntaista voimaa varten mitoitetaan niin suureksi, että pehmeää materiaalia rikottaessa käyttöpaine pysyy normaalina, joudutaan kovaa materiaalia rikottaessa kuristamaan pa-luuvirtausta jotta käyttöpaine saadaan riittävän korkeaksi, mikä aiheuttaa tur-5 hia tehohäviöitä. Sellaisissa säädettävissä iskuvasaroissa, joissa iskuenergiaa säädetään käyttöpaineen lisäksi iskumännän iskunpituudella, siten että pehmeää materiaalia rikottaessa lyhennetään iskunpituutta, jotta yksittäisen iskun energia pienenee, aiheutuu myös käyttöpaineen nousua, koska iskuvasaran iskuluku kasvaa tietyllä tilavuusvirralla toimiessaan verrattuna toimin taan pit-10 källä iskunpituudella.Much of the energy of the bump caused by the hard stone can be stored back to the inlet side of the pressure fluid or the accumulator, provided that the force exerted on the piston after the bump is still directed in the direction of impact and the pressure accelerating direction is not directly connected to the return duct. This is accomplished by timing the main hammer valve so that the percussion piston is allowed to move a moderately long portion of its stroke length backwards before any excess energy or pressure fluid from the percussion piston is opened to the return line. Such an energy recovery system improves the efficiency of the hammer and increases the impact rate of the hammer. The problem then becomes the operation of the percussion hammer in the soft material, since the percussion piston does not bounce the initial velocity backwards. Thus, it must be accelerated by the force exerted by the pressure fluid 35, which causes the operating pressure to grow higher than when the hard material c 3 104962 is broken. If, on the other hand, the pressure surface of the percussion piston for the return force is dimensioned so that the working pressure remains normal when breaking the soft material, it is necessary to strangle the return flow when breaking the hard material so that the operating pressure is high enough. Adjustable impact hammers where the impact energy is controlled in addition to the operating pressure by the stroke length of the piston so that the stroke of the soft material shortens the stroke length to reduce the energy of a single stroke also results in an increase in operating pressure.

Suomalaisessa patenttihakemuksessa 941146 on esitetty iskulaite, jossa iskumännän yhteyteen on liitetty lisäpainepinta, jota voidaan kytkeä vaihtoehtoisesti paluupiiriin ja toiseen iskumännän painepintaan, joka on vuoroin kytketty korkeapainepiiriin ja matalapainepiiriin. Tällainen laite ei kuiten-15 kaan ratkaise yllämainittuja ongelmia ja toisaalta siinä kuvattu toiminta muuttaa kytkennän yhteydessä iskumäntää iskusuuntaan kiihdyttävää voimaa, jolloin iskuvasaran hallinta kaivupuomilla painattaen vaikeutuu ja iskuvasaran jousto-ominaisuudet muuttuvat. Fl-patenttihakemuksessa 941146 kuvattu laite on herkkä kavitaatiolle, koska lisäpainepinta tai iskumäntää paluusuuntaan lii-20 kuttava pinta on kytkettynä iskun aikana paluukanavan yhteyteen, mistä syystä laite soveltuu huonosti erittäin kovien materiaalien kuten esim graniitin rikkomiseen. Tämä johtuu siitä, että sillä kovaa kiveä iskettäessä iskumäntä muuttaa suuntaansa pompun ansioista niin nopeasti, ettei matalapaineinen neste ehdi täyttää äkillisesti suurenevaa tilavuutta.Finnish patent application 941146 discloses a percussion device in which an additional pressure surface is connected to the percussion piston, which can alternatively be connected to a return circuit and another percussion piston pressure surface alternately connected to a high pressure circuit and a low pressure circuit. However, such a device does not solve the aforementioned problems and, on the other hand, the operation described therein changes the impact force which accelerates the impact piston upon engagement, thereby making control of the hammer under pressure by the boom difficult and changing the elastic properties of the hammer. The device described in Fl patent application 941146 is sensitive to cavitation because the pressurized surface or the reciprocating surface of the piston is coupled to the return channel during the impact, making the device unsuitable for breaking very hard materials such as granite. This is because, when striking hard rock, the piston changes direction due to the bounce, so that the low-pressure fluid does not fill up suddenly with increasing volume.

25 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen iskuvasa- ra, jolla pystytään välttämään edellä mainittuja ongelmia ja saada toimintaominaisuuksiltaan entistä parempi iskuvasara. Keksinnön mukaiselle iskuvasaralle on ominaista, että iskuvasarassa on kytkentälaite, jolla kolmanteen painepintaan on iskumännän paluuliikkeen aikana kytkettävissä vaikuttamaan joko en-.· . 30 simmäiseen tai toiseen painepintaan vaikuttava painenesteen paine.It is an object of the present invention to provide a hammer capable of avoiding the aforementioned problems and providing an improved hammer with improved performance. The percussion hammer according to the invention is characterized in that the percussion hammer is provided with a coupling device which can be engaged to act on the third pressure surface during the return stroke of the percussion piston, either. 30 pressure of the pressure fluid acting on one or more of the pressurized surfaces.

Tämän keksinnön olennainen ajatus on, että iskumännässä on kaksi sen paluusuuntaan vaikuttavaa painepintaa, joista toinen on aina kytketty korkeapaineisen painenesteen vaikutuksen alaiseksi normaalin iskumännän paluuliikkeen aikaansaamiseksi ja toinen on rikottavan materiaalin ominaisuuksi-35 en mukaan kytkettävissä joko iskusuuntaan vaikuttavan painepinnan kanssa 4 104962 saman painenesteen paineen vaikutuksen alaiseksi tai normaalin paluuliik-keen aikaansaavan painepinnan kanssa saman painenesteen paineen vaikutuksen alaiseksi. Tällä tavalla voidaan paluuliikkeen voimaa tarvittaessa lisätä silloin, kun terä painuu iskun vaikutuksesta syvälle rikottavaan materiaaliin ja 5 vastaavasti kovassa materiaalissa se on kytkeytyneenä iskusuuntaan vaikuttavan painepinnan kanssa, jolloin paluusuuntainen voima on pienempi. Kun tämä toinen paluusuuntaisista painepinnoista on aina iskun aikana kytkeytyneenä yhteyteen iskusuuntaisen painepinnan kanssa, on iskuvoima aina sama riippumatta siitä, millainen voima paluuliikkeen aikana iskumäntään vaikuttaa. 10 Keksinnön mukaisen iskuvasaran edullisessa toteutusmuodossa on lisäksi mahdollista myös iskunpituuden säätämisen tavanomaisia laitteita lyhyemmäksi, mikä on edullista pehmeitä materiaaleja rikottaessa. Keksinnön mukainen laite ei muuta säädön yhteydessä iskumäntää iskusuuntaan kiihdyttävää voimaa niin, että iskuvasaran painatusvoiman tarve muuttuisi epäedulli-15 seksi kaivinkoneen tai muun peruskoneen rakenteisiin ja hydrauliikkaan siirtyvän tärinän suhteen vaan tarjoaa kuljettajan kannalta vakaasti toimivan laitteen erilaisia materiaaleja rikottaessa.The essential idea of the present invention is that the percussion piston has two pressurizing surfaces acting on it, one always coupled under the action of high pressure fluid to achieve a normal percussion piston return and the other being coupled to the percussion pressure pressure or under the pressure of the same pressurized fluid that produces a normal return movement. In this way, the force of the return movement can be increased, if necessary, when the blade is depressed by the impact on the material to be deeply broken, and in the correspondingly hard material it is engaged with the impact surface acting on the impact. When this one of the return pressure surfaces is always engaged during contact with the impact pressure surface, the impact force is always the same, regardless of the force applied to the impact piston during the return movement. In a preferred embodiment of the impact hammer according to the invention, it is also possible to adjust the stroke length shorter than conventional devices, which is advantageous when breaking soft materials. When adjusting, the device of the invention does not change the impact accelerating force of the impact piston so that the need for impact force of the impact hammer becomes unfavorable with respect to vibrations transmitted to the excavator or other basic machine structures and hydraulics, but provides the operator stable operation

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaisen iskumän-20 nän toteutusmuotoa ja kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön mukaisen isku-vasaran toteutusmuotoa.The invention will be explained in more detail in the accompanying drawings, in which Figure 1 schematically shows an embodiment of the impact hammer according to the invention and Figure 2 schematically shows another embodiment of the impact hammer according to the invention.

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti painenestekäyttöinen iskuvasa-: ra, jossa on sylinteritilalla varustettu runko 1. Rungon 1 sylinteritilassa on is- 25 kumäntä, joka on järjestetty liikkumaan rungossa 1 olevassa sylinteritilassaan edestakaisin ja iskemään toisessa ääriasennossaan terään 3. Iskuvasaraa normaalisti käyttävältä alustalta, kuten kaivinkoneelta, tulevan painenesteen tuloputkisto (ei esitetty) on liitetty tulokanavaan 4 ja paluukanava 5 on vastaavasti kytketty alustalle menevään, ei esitettyyn painenesteen paluuputkistoon. " 30 Tulokanavassa 4 on paineakku 6, joka on aina avoinna korkeapaineiseen tu- lokanavistoon varastoiden painenestettä iskumännän 2 hitaan paluulikkeen aikana ja luovuttaen sitä nopean iskusuuntaisen liikkeen aikana. Iskumännän 2 yläpäähän on järjestetty painetila 7, jossa on iskumännässä 2 ensimmäinen painenesteen paineen avulla iskuliikkeen aikaansaava painepinta 8 ja johon 35 voidaan ohjata pääventtiilin 9 avulla korkeapaineista painenestettä tulokana- 5 104962 vasta 4 iskumännän 2 iskusuuntaista liikettä varten ja vastaavasti avata siitä pääventtiliin 9 toisessa asennossa yhteys matalapaineiseen paluukanavaan 5. Keksinnön mukaisesti iskumännän 2 alapäähän on järjestetty kaksi painetilaa, joissa on toinen ja kolmas rengasmainen painepinta 10 ja 11, joista toinen 5 painepinta 10 on aina avoimessa yhteydessä tulokanavaan 4 eli korkeapaineiseen painenesteen paineen vaikutuksen alaisena. Kolmas painepinta 11 voidaan kytkeä kytkentälaitteena toimivan venttiilin 12 avulla vaihtoehtoisesti toisen painepinnan 10 tai ensimmäisen painepinnan 8 kanssa yhteyteen eli toiseen painepintaan 10 tai vastaavasti ensimmäiseen painepintaan 8 vaikutta-10 van painenesteen paineen vaikutuksenalaiseksi. Täten riippumatta venttiilin 12 asennosta ovat molemmat iskumäntää 2 paluusuuntaan siirtävät painepin-nat 10 ja 11 aina kytkettynä korkeapaineiseen tulokanavaan, kun iskumäntä 2 liikkuu iskusuuntaan. Kun ventiilillä 12 kytketään kolmas eli palauttava paine-pinta 11 iskusuuntaan vaikuttavan painepinnan 8 yhteyteen, kytkeytyy paine-15 pinnasta 11 yhteys paluukanavaan 5 pääventtiilin 9 kautta iskumännän 2 pa-luuliikkeen aikana. Pääventtiilin 9 asennon vaihto on tehty niin hitaaksi, että iskumännän 2 iskiessä terään ja pompatessa paluusuuntaan säilyy painepin-noissa 8 ja 11 edelleen yhteys tulokanavaan 4, jolloin kavitaatio ei synny ja pompun energia pääsee siirtymään takaisin suurelta osalta paineakkuun 6. 20 Tällä tavoin iskumäntään 2 iskun aikana vaikuttava voima on aina yhtä suuri, koska kaikki painepinnat ovat korkeapaineisen painenesteen paineen vaikutuksen alaisena iskumännän 2 iskusuuntaisen liikkeen aikana. Painepintojen 10 ja 11 summa on pienempi kuin painepinta 2 mahdollistaen iskusuuntaan : vaikuttavan voimien resultantin. Painepintojen 10 ja 11 painetiloista 13 ja 14 ei 25 koskaan poisteta nestettä paluukanavaan 5, sillä kun ventiilillä 12 on yhdistetty painetila 14 yläpuoliseen painetilaan 7 ja iskumäntä 2 liikkuu paluusuuntaan, siirtyy neste painetilasta 7 painetilaan 14 sitä mukaa, kun painetilan 14 tilavuus laajenee. Painetilat 13 ja 14 palauttavat aina käyttämänsä nesteen takaisin korkeapainepuolelle. Kuviossa 1 iskumäntä 2 on kuvattu asentoon, jossa ” 30 se on pompannut kovaan materiaaliin iskettäessä ja iskumäntä on liikkunut paluusuuntaan matkan E.Fig. 1 schematically illustrates a pressurized impact hammer having a cylinder housing 1. The cylinder 1 has a cylinder piston arranged to move reciprocally in its cylinder space in the housing 1 and to strike at its extreme position from the blade 3. The hammer is normally operated , the incoming pressure inlet conduit (not shown) is connected to the inlet conduit 4 and the return conduit 5 is respectively connected to the inlet non-illustrated condensate return conduit. The inlet duct 4 has a pressure accumulator 6 which is always open to the high pressure inlet duct by storing the pressure fluid during the slow return stroke of the piston 2 and dispensing it during the rapid stroke movement. 8 and to which 35 the high pressure pressure fluid 9 can be directed by the main valve 9 for the stroke movement of the inlet duct 4 only, and correspondingly open from the main valve 9 in the second position to the low pressure return duct 5. According to the invention, two pressure spaces are provided an annular pressure surface 10 and 11, one of which pressure surface 10 is always in open communication with the inlet duct 4, i.e. under the influence of high pressure pressurized fluid. alternatively, by means of the valve 12, the pressure fluid acting on the second pressure surface 10 or the first pressure surface 8, i.e. the second pressure surface 10 or the first pressure surface 8, is exposed. Thus, irrespective of the position of the valve 12, both pressurizing surfaces 10 and 11 which move the piston 2 in the return direction are always connected to the high pressure inlet duct when the piston 2 moves in the direction of impact. When the third or return pressure surface 11 is connected to the pressurized pressure surface 8 by the valve 12, the pressure 11 is connected to the return duct 5 via the main valve 9 during the reciprocating stroke of the impact piston. The positioning of the main valve 9 is made so slow that, when the piston 2 strikes the blade and bounces backwards, the pressure pins 8 and 11 still maintain contact with the inlet 4, whereby cavitation does not occur and much of the bump energy The force applied during the cycle is always equal, since all the pressure surfaces are under the influence of the pressure of the high pressure fluid during the stroke movement of the piston 2. The sum of the pressure surfaces 10 and 11 is less than the pressure surface 2, allowing for an effective resultant of the impact forces. Liquid from the pressure spaces 13 and 14 of the pressure surfaces 10 and 11 is never drained to the return duct 5, because when the valve 12 is connected to the pressure space 7 above and the piston 2 moves backward, the fluid moves from the pressure space 7 to the pressure space 14. The pressure spaces 13 and 14 always return the fluid they use to the high pressure side. In Figure 1, the percussion piston 2 is depicted in a position in which '30 it has been bounced on hard material when struck and the percussion piston has moved backwards to distance E.

Pääventtiiliä 9 ohjataan kahdella erisuurella vastakkaisella painepin-nalla 15 ja 16. Painepinta 15 on pienempi ja se on aina yhteydessä tulokanavaan 4 eli korkeapaineisen painenesteen paineeseen. Suurempaa ohjauspai-35 nepintaa 16 kytketään iskumännän 2 aseman mukaisesti yhteyteen joko tulo- 6 104962 kanavan 4 tai paluukanavan 5 kanssa. Kun iskumäntä 2 on palannut ylimpään asentoonsa, avautuu painetilasta 13 korkeapaineyhteys uran 17 kautta pää-venttiilin 9 ohjauspainepintaan 16 ja venttiili siirtyy kuvion 1 mukaiseen asentoon avaten yhteyden tulokanavasta 4 painetilaan 7 iskumännän 2 iskusuun-5 täistä liikettä varten. Kun iskumäntä 2 on liikkunut iskusuuntaan niin pitkälle, että se on tullut etäisyyden E alueelle terän yläpäästä avaa iskumännän 2 ura 18 yhteyden pääventtiilin 9 ohjauspainepinnasta 16 paluukanavaan 5 urien 17 ja 19 kautta. Pääventtiili 9 on tehty iskumännän liikkeeseen verrattuna niin hitaaksi, että kovaa materiaalia iskettäessä venttiilin asennon vaihto tapahtuu 10 vasta kuvan mukaisessa asennossa eli iskumännän pompun jälkeen. Venttiilin hitaus mitoitetetaan tunnetuin tavoin painepintojen, venttiilin karan massan ja kuristimen 20 avulla. Kuristin 20 on esitetty esimerkkinä ja voi olla luonnollisesti myös pienemmän painepinnan 15 puolella, samoin kuin se voidaan korvata tai yhdistää jousikuormitettuun vastapaineeseen tms.The main valve 9 is controlled by two different opposing pressure surfaces 15 and 16. The pressure surface 15 is smaller and is always connected to the inlet duct 4, i.e. the pressure of the high pressure fluid. The larger control pressure surface 35 is coupled to either the inlet 6 104962 channel 4 or the return channel 5 according to the position of the percussion piston 2. When the piston 2 has returned to its uppermost position, the high pressure connection 13 opens from the pressure chamber 13 through the groove 17 to the control pressure surface 16 of the main valve 9 and moves from the inlet 4 to the pressure chamber 7 for full stroke. When the piston 2 has moved in the direction of stroke so that it has entered a distance E from the top of the blade, the groove 18 of the piston 2 opens the connection from the control pressure surface 16 of the main valve 9 to the return conduit 5 through grooves 17 and 19. The main valve 9 is made so slow compared to the movement of the percussion piston that when the hard material is struck, the valve position 10 is changed only in the position shown, i.e. after the percussion piston bounce. The inertia of the valve is dimensioned in known ways by the pressure surfaces, the mass of the valve stem and the throttle 20. The choke 20 is exemplified and may of course also be on the side of the lower pressure surface 15, as well as it may be replaced or combined with spring-loaded back pressure or the like.

15 Keksinnön mukainen iskuvasara toimii siten, että kovaa materiaalia iskettäessä painetila 14 on kytketty painetilan 7 yhteyteen, ja iskumäntää 2 palauttava voima muodostuu pelkästään painepintaan 10 korkeapaineen avulla. Iskettäessä pehmeään materiaaliin kytketään painetila 14 painetilan 13 yhteyteen venttiilin 12 avulla, jolloin iskumäntää 2 paluusuuntaan siirtävä voi-20 ma muodostuu painepintojen 10 ja 11 summasta korkeapaineen alaisena. Tällätavoin saadaan aikaan suuri paluusuuntaan siirtävä voima ja käyttöpaine pysyy alhaisena. Venttiili 12 voi olla mekaaninen laite, johon vaikutetaan käsin tai työkalun avulla, mutta myös eritavoin kauko-ohjattu venttiili. Venttiili 12 voi olla myös täysin automaattinen venttiili, joka toimii kuljettajasta riippumatta 25 esim. rikottavan materiaalin ominaisuuksien mukaan. Tällainen on esimerkiksi paineen noustessa avautuva sekvenssiventtiili, jolloin karan 12a toisessa päässä oleva jousi 12b on mitoitettu siten, että paineen pyrkiessä nousemaan esim. pehmeää materiaalia rikottaessa korkeammalle kuin säädetty arvo siirtää paine karaa 12a jousta 12b vastaan siten, että painetila 14 yhdistyy paine-30 tilaan 13.The impact hammer according to the invention operates in that when the hard material is struck, the pressure chamber 14 is connected to the pressure chamber 7, and the force returning the impact piston 2 is formed solely by the high pressure on the pressure surface 10. Upon impact to the soft material, the pressure chamber 14 is coupled to the pressure chamber 13 by means of a valve 12, whereby the force 20 moving the percussion piston 2 backwards is formed by the sum of the pressure surfaces 10 and 11 under high pressure. In this way, a high retrograde force is provided and the operating pressure remains low. The valve 12 may be a mechanical device actuated by hand or by means of a tool, but may also be a remote control valve in various ways. The valve 12 may also be a fully automatic valve which operates independently of the driver 25, for example, according to the characteristics of the material to be broken. This is, for example, the sequence valve that opens when the pressure rises, whereby the spring 12b at one end of the spindle 12a is dimensioned so that when the pressure tends to rise higher than the set value, the pressure moves 14 against the spring 12b 13.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen laite yhdistettynä isku-männän 2 iskunpituuden säätöön siten, että venttiiliin 12 on tehty iskunpituu-den säätöä varten ventiilin asennon mukaan minimi-iskunpituutta ohjaavan kanavan auki-kiinnitoiminto. Kun iskumäntä liikkuu paluusuuntaan, avautuu 35 painetilasta 13 yhteys uraan 21, josta johtaa kanava 22 venttiilille 12. Kuvion 2 7 104962 mukaisessa asennossa kanavasta 22 ei ole yhteyttä kanavaan 23, mutta kun venttiili 12 on toisessa asennossa, avautuu mainittu yhteys 21, 22, 23 ja edelleen painepintaan 16, jolloin iskumäntä 2 liikkuu lyhyempää iskunpituutta, kuin jos mainittu yhteys avautuisi painetilasta 13 suoraan uraan 17 ja painepintaan 5 16. Toisin sanoen ura 21 määrää iskumännälle 2 lyhyen iskunpituuden ja ura 17 pitkän iskunpituuden. Samalla kun lyhyt iskunpituus valitaan venttiilillä 12, yhdistetään painetila 14 painetilaan 13, jolloin saadaan iskumäntää 2 paluu-suuntaan kiihdyttävä suurempi voimavaikutus. Kuviossa 2 on edelleen katkoviivalla osoitettu kaavamaisesti kanava 24, jonka kautta tulokanavassa 4 ja 10 paineakussa 6 vaikuttavan painenesteen paine vaikuttaa venttiilin 12 karaan 12a. Näin paineen noustessa liian korkealle kara 12a siirtyy kuviossa 2 alaspäin yhdistäen lyhyen iskunpituuden ja suuren paluuliikkeen voiman. Kun jousen 12b mitoitus on tehty sopivaksi, tapahtuu tämä vain silloin, kun painenesteen tulokanavassa 4 ja paineakussa painenesteen paine nousee liian kor-15 keaksi. Kaikilta muilta osin iskuvasara toimii samoin kuin kuvassa yksi kuvattu toiminta.Fig. 2 shows a device according to the invention in combination with the stroke adjustment of the stroke piston 2 such that the valve 12 is provided with an open stroke function for adjusting stroke length for adjusting stroke according to the position of the valve. When the percussion piston moves in the reverse direction, the connection from the 35 pressure compartments 13 to the groove 21 opens from the channel 22 to the valve 12. In the position 104962 of Fig. 2 7, the channel 22 has no connection to the channel 23. and further on the pressure surface 16, whereby the stroke piston 2 moves for a shorter stroke than if said connection would open from the pressure chamber 13 directly into the groove 17 and the pressure surface 5 16. That is, groove 21 defines short stroke length 2 and groove 17 long stroke length. While the short stroke length is selected by the valve 12, the pressure chamber 14 is combined with the pressure chamber 13 to provide a greater force effect to accelerate the piston 2 in the reverse direction. Fig. 2 further schematically shows a duct 24 through a dashed line through which the pressure of the pressure fluid acting on the inlet duct 4 and 10 acts on the spindle 12a of the valve 12. Thus, as the pressure rises too high, the spindle 12a moves downward in Fig. 2, combining short stroke length and high retraction force. Once the spring 12b is dimensioned properly, this occurs only when the pressure in the pressure inlet duct 4 and the pressure accumulator becomes too high. In all other respects, the percussion hammer functions in the same way as the one illustrated.

On luonnollista, että keksinnön mukaista ratkaisua voidaan varioida tavanomaisin tunnetuin hydromekaanisin keinoin, kuten esimerkiksi iskunpituuden säätö voi olla toteutettu täysin erikseen venttiilistä 12, joko omalla 20 venttiilillään tai täysin automaattisesti kuten mainitussa suomalaisessa patenttihakemuksessa 953337 on esitetty, minkä ohella samanaikaisesti venttiilin 12 toiminto voi olla edellä kuvatun kaltaisesti automaattista.It is natural that the solution according to the invention can be varied by conventional known hydromechanical means, such as stroke adjustment can be implemented entirely separately from valve 12, either by its own valve 20 or completely automatically as disclosed in the aforementioned Finnish Patent Application 953337. automatic.

w · « • «w · «•«

Claims

A pressurized fluid impact hammer comprising a body (1) and a forward and recessive piston (2) in its cylinder chamber, comprising three pressure surfaces (8, 10, 11) which receive the pressure of the fluid, of which two pressure surfaces 5 operate mutually in the same direction and can be coupled simultaneously to be actuated by high pressure pressurized fluid and a main valve (9) which controls the flow of the pressurized fluid to the thrust piston (2) pressure surfaces (8, 10, 11) to effect its forward and reverse movement, the first of the the pressure surfaces (8) direct the force produced by the pressure fluid in the stroke direction 10 of the piston (2) and the second and third pressure surface (10, 11) direct the force in the reverse direction of the stroke (2), the area of the first pressure surface (8) being greater than the total area of the second and third pressure surfaces (10, 11), the second pressure surface (10) is continuously affected by the pressure of the high pressure fluid and during the time of the stroke the same pressure fluid pressure ck, as to the first pressure surface 15 (8), coupled to the third pressure surface (11) for actuation, characterized in that the impact hammer has a connector, by means of which, during the return of the piston (2), the pressure from the pressure fluid influencing either the first or the second printing surface (8, 10) can be coupled to the third printing surface (11) to effect.

Impact hammer according to claim 1, characterized in that the main valve (9) for controlling the movement of the piston (2) is coupled to change its position according to the longitudinal position of the piston (2) such that the control pressure surface (16) of the main valve (9), after the piston ( 2) type, coupled with the pressure fluid output:; travel channel (5) such that the main valve (9) changes its position and thus allows the return movement of the stroke piston (2) and in the corresponding manner, after the stroke piston (2) has moved during a return distance, a predetermined distance, the pressure is switched from the high pressure pressure fluid in order to actuate the main valve (9) by moving the main valve (9) in the stroke movement position, that from the cylinder chamber of the body (1) two channels (21, 22, 17, 23) located at a distance from each other in the stroke piston ( 1) direction of movement and which are coupled with a valve (12) acting as a connector, that the valve (12) is coupled to interconnect said channels (21, 22, 17, 23) when the pressure of the same pressure fluid is coupled to affect the second and third the pressure surface (10, 11), wherein the main valve (9) changes its position as the piston (2) during the return movement moves rearwardly so that the pressure from the pressure fluid which impacts the second pressure surface (10), via the channel (21) which is located closer to the tool will control the pressure pressure surface (16) of the main valve (9).

Impact hammer according to claim 1 or 2, characterized in that the valve (12) is coupled to operate by pressure control such that when the pressure in the inlet duct (4) of the pressure fluid exceeds a pre-adjusted value 5, the valve (12) switches during the time of the stroke piston (2). return the third pressure surface (11) to the second pressure surface (10). ^ · «»