JP2001017873A - 油圧式打撃ユニット、特に油圧ハンマの稼働時間及び使用状態を検出する方法並びに該方法を実施する装置 - Google Patents

油圧式打撃ユニット、特に油圧ハンマの稼働時間及び使用状態を検出する方法並びに該方法を実施する装置

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JP2001017873A
JP2001017873A JP2000148420A JP2000148420A JP2001017873A JP 2001017873 A JP2001017873 A JP 2001017873A JP 2000148420 A JP2000148420 A JP 2000148420A JP 2000148420 A JP2000148420 A JP 2000148420A JP 2001017873 A JP2001017873 A JP 2001017873A
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piston
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stroke
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Ppokop Heinz-Juergen
プロコプ ハインツ−ユルゲン
Marcus Dr Geimer
ガイマー マルクス
Deimel Thomas
ダイメル トーマス
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Krupp Berco Bautechnik GmbH
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    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/966—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of hammer-type tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧ハンマの運用時間及び使用状態を特に操
作工に確認させる方策と手段を提供し、こうして関係部
位が、すでに保守を必要としているか否か、或いは当該
打撃ユニットを更に使用できるか否かを決定できるよう
にする。 【解決手段】 ケーシング３ａ内でガイドされていて制
御装置の作用下で打撃方向の作業ストロークと戻りスト
ロークとを交互に行う打撃ピストンを備えた油圧式打撃
ユニット、特に油圧ハンマの運用時間及び使用状態を検
出する方法において、打撃ユニットの、時間的に順次に
継起する個々の運転区分中に、打撃ピストンによって一
方の運動方向に行われるストローク回数に比例した数の
信号を発生させ、該信号数を連続的に合算して総数とし
て記憶蓄積し、その都度目下の信号総数を、少なくとも
時々、使用状態を示唆する表示の形で認識可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシング内でガ
イドされていて制御装置の作用下で打撃方向の作業スト
ロークと戻りストロークとを交互に行う打撃ピストンを
備えた油圧式打撃ユニット、特に油圧ハンマの運用時間
及び使用状態を検出する方法に関する。
【０００２】本発明は更に、前記方法を実施する装置に
も関する。
【０００３】
【従来の技術】特に油圧ハンマのような油圧式打撃装置
は材料粉砕（例えば岩石又はコンクリート粉砕）のため
に使用される。この粉砕を達成するために、打撃ピスト
ンの運動エネルギが、工具に対する打撃によって該工具
と工具尖端とを介して、被加工材料内へ導入されここで
破砕作業に変換される。被加工材料の硬度に応じて運動
エネルギの一部分しか破砕作業に変換されず、変換され
なかったエネルギ部分は、工具を介して打撃ピストンへ
跳ね返される。これとは反対に比較的軟質の材料の場合
には打撃作業は完全に破砕作業に変換される。
【０００４】ドイツ連邦共和国特許第３４４３５４２号
明細書に基づいて公知になっている、明細書冒頭で述べ
た形式の油圧式打撃ユニットは、因みに手荒い使用条件
を考慮しても、高い負荷を受ける装置であり、該装置は
経済性及び運転確実性という観点に立てば、入念な観察
と相応の手入れもしくは保守を必要とする。これに関連
して決定的に重要な点は、油圧式打撃ユニットの運用時
間であり、つまり現場における油圧式打撃ユニットの総
実働時間に関する告知情報である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、油圧ハンマの運用時間及び使用状態を（特に操作工
にも認識可能に）確認させる方策と手段を提供し、こう
して関係部位が、すでに保守を必要としているか否か、
或いは当該打撃ユニットを更に使用できるか否かを決定
できるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の方法上の構成手段は、請求項１の特徴部に記載した
通りである。打撃ユニットの、時間的に順次に継起する
個々の運転区分中に、打撃ピストンによって一方の運動
方向に行われるストローク回数に比例した数の信号を発
生させ、該信号数を連続的に合算して総数として記憶蓄
積し、その都度目下の信号総数を、少なくとも一時的
に、使用状態を示唆する表示の形で認識可能にする点に
ある。
【０００７】
【発明の効果】本発明はその場合、打撃ユニットによっ
て行われる打撃の目下の総回数が、目下の運用時間を検
出するための重要な量値であり、この量値から当該打撃
ユニットの使用状態に関する告知情報を導出できるとい
う認識に立脚している。
【０００８】使用状態に関する告知情報は最も単純な事
例では、保守を要しない運転期間の終期に達しており、
つまり要保守の時点にあることを認識可能にする点にあ
る。
【０００９】要するに、油圧式打撃ユニットの運用時間
及び使用状態を検出するための本発明の方法は、打撃ユ
ニットの、時間的に順次に継起する個々の運転区分中
に、打撃ピストンによって一方の運動方向に行われるス
トローク回数に比例した数の信号を発生させ、該信号数
を連続的に合算して総数として記憶蓄積し、その都度目
下の信号総数を、少なくとも一時的に、使用状態を示唆
する表示の形で認識可能にすることを特徴としている。
【００１０】最後に述べた表示は、本発明では光学式及
び／又は音響式であることができる。特にまた、持続す
る音響警報信号を発生することによって、規定の信号総
数に達したことと相俟って、保守を要する使用状態に達
していることを指摘することも可能である。使用状態に
関する表示とは無関係に、信号総数は連続的に（通し
で）合算されて記憶蓄積されるので、油圧式打撃ユニッ
トの運転続行によって規定の保守インターバルをどの程
度オーバーしたかを確認することも可能である。
【００１１】本発明では、信号数が、打撃ピストンによ
って一方の運動方向に行われるストロークの回数に関し
て一義的に告知できることが保証されている限り、信号
の発生方式はそれ自体任意である。特に、打撃ピストン
運動に基づいて発生する物理的事象（又は該物理的事象
に伴う状態の変化）を検知するセンサによって、信号を
発生することが可能である。
【００１２】圧力、運動行程、温度、流量及び振動のよ
うな少なくとも１つの物理的事象に関連して信号を発生
させるのが殊に有利である（請求項２）。しかし本発明
では、少なくとも１つの別の特性影響ファクタ量（例え
ば計測された外気温度）に関連して前記方式で求められ
た目下の信号総数を補正係数を用いて補正し、こうして
（規定の外気温度を下回る場合には）保守インターバル
の終期を認識させる表示を、より早期の時点にレリーズ
するように構成することも可能である。
【００１３】本発明による方法の格別単純な実施形態で
は、打撃ユニット用の供給導管の１つの導管内、すなわ
ち前記打撃ユニット内へ流入する流体のための吐出導管
及び前記打撃ユニットから流出する流体を戻すための復
路導管の一方の導管内で発生する圧力変動又は流動事象
が検知される（請求項３）。
【００１４】その場合、打撃ピストンストロークに関連
して周期的に発生する圧力変動は圧力監視器によって、
或いは打撃ピストンストロークに関連して周期的に発生
する通過流量の変化は流量測定値信号発生器によって、
信号に変換される（請求項４もしくは請求項５）。
【００１５】前記の請求項３〜５に記載した実施形態に
よって得られる利点は、油圧式打撃ユニットのその他の
構造上の構成には無関係に、格別高い経費をかけること
なしに追加装備できることである。
【００１６】しかし又、本発明の方法は、打撃ピストン
ストロークに比例した信号を、音響測定に基づいて（請
求項６）或いは振動事象の検出によって（請求項７）発
生させるように構成することもできる。前者の場合つま
り音響測定の場合には、この信号発生は、マイクロホン
の形の音響測定値信号発生器によって行われ、該音響測
定値信号発生器には適当なフィルタが後置されている。
後者の場合つまり振動検出の場合には、打撃ピストンの
運動によって惹起される振動事象は、振動測定値信号発
生器によって検知され、該振動測定値信号発生器は、地
震質量の形式に基づいて振動可能に保持されていてプラ
ンジャコイルと協働する振動センサを有している。該振
動センサは、打撃ユニットから発する振動によって、プ
ランジャコイルに対する相対運動を励起され、これによ
って振動に相当する信号が誘導式に発生される。
【００１７】前記とは択一的に本発明の方法は、打撃ピ
ストンストロークに基づいて一方の運動方向に運動する
打撃ユニットの構成部分のシフト量を、行程測定値信号
発生器によって検知するように構成することもできる
（請求項８）。最も単純な例では打撃ピストン自体の運
動行程は、打撃ピストンを無接触式に誘導コイルユニッ
トによって包囲することによって、相当信号に変換する
ことができる。前記誘導コイルユニットは、打撃ピスト
ン先端部から離反した方の打撃ユニット側で打撃ピスト
ンに対応配設されているのが有利である。
【００１８】本発明の方法では、打撃ピストンによって
行われる打撃に伴って周期的に変化する、打撃ユニット
構成部分の応力を、力測定値信号発生器又は応力測定値
信号発生器によって検知するように構成することも可能
である（請求項９）。この目的を達成するためには、歪
み計としてか又は圧電素子として構成されていてかつ前
記打撃ユニット構成部分に発生する応力状態を信号に変
換する測定値信号発生器を使用することが可能である。
最も単純な例では当該測定値信号発生器は、打撃ピスト
ンストロークによって惹起される応力を受けて変形する
ように、打撃ユニットのケーシングに装着されている。
【００１９】油圧式打撃ユニットが、打撃ピストンを支
持する加圧ガスクッションを装備している場合には、該
加圧ガスクッションの温度又は圧力を、温度測定値信号
発生器又は圧力監視器を用いて検知することによって適
当な信号を発生することも可能である（請求項１０又は
請求項１１参照）。加圧ガスクッションは通常、打撃ピ
ストン先端部から離反した方の打撃ユニット側に配置さ
れているので、当該測定値信号発生器（温度測定値信号
発生器、圧力監視器）は、打撃ユニットの直接的な作業
域から比較的遠く隔たって位置している。本発明の方法
は、動作確実性及び経済性という観点に立って、予め規
定された信号総数に達すると、少なくとも１つの保守表
示信号を発生させて、この保守表示信号に基づいて、打
撃ユニットが保守を必要としていることを少なくとも認
識させるように構成されているのが有利である（請求項
１２）。これは特に、場合によっては例えば赤色の警報
ランプを点灯させて、保守を要しない運転期間が終わっ
たことを指示するようにして行われる。
【００２０】しかし又、その都度目下の信号総数に関連
して、複数の事前警告表示信号を時間的に順次に発生さ
せて、信号総数の設定上限によって規定された保守イン
ターバルの区分時期に達したことを認識させるようにす
ることも可能である（請求項１３）。
【００２１】この事前警告表示の主旨は、設定された信
号総数の上限に達する前に、先ず緑色の警報ランプを点
灯させ、後の時点には黄色の警報ランプを点灯させ、い
わば段階的に打撃ユニットの目下の使用状態を認識させ
ることにある。
【００２２】本発明のその他の有利な実施形態は、請求
項１４及び請求項１５に記載した通りである。これらの
実施形態は殊に、ここで重要な情報を、打撃ユニットか
ら空間的に隔離されて位置する部位で処理することを可
能にする。
【００２３】信号を準備するため、つまり特に信号を取
得、合算及び蓄積するために必要な電気エネルギは、バ
ッテリ又は蓄電池によって発生させることができる。当
該エネルギユニットはその場合、トラブルを排除するた
めに充電表示素子を備えておかなければならない。しか
し本発明の方法は、信号を準備するための電気エネルギ
を、打撃ピストンも駆動する流体によって発生させるよ
うに構成することもできる（請求項１６）。この構成を
達成するために、補助油圧モータ並びに該補助油圧モー
タによって駆動されるジェネレータと、該ジェネレータ
に後置された蓄電器とを有する電気エネルギユニットを
設けておくことが可能である。
【００２４】又これとは択一的に、打撃ピストンストロ
ークによって惹起される運動事象に基づいて稼働しかつ
蓄電器を後置したジェネレータによって、信号を準備す
るための電気エネルギを発生させることも可能である
（請求項１７）。この自動的に稼働するジェネレータ
は、その基本構造の点では特に、すでに述べた振動測定
値信号発生器に相当している。
【００２５】前述の同一の設定課題は更にまた、請求項
１８の特徴部に記載した装置上の構成手段によって解決
される。すなわち油圧式打撃ユニット、特に油圧ハンマ
の運用時間及び使用状態を検出する本発明の装置は、時
間的に順次に継起する個々の運転区分中に、打撃ピスト
ンによって一方の運動方向に行われるストローク回数に
比例した数の信号を発生させるセンサと、発生された信
号を連続的に合算するための計数素子と、全体的に合算
された信号の目下の総数を記憶蓄積するための蓄積素子
と、信号の目下の総数を少なくとも一時的に認識可能に
する表示素子とから成っている。
【００２６】本発明の装置は、請求項１９に記載した通
り、打撃ピストン運動に基づいて発生する物理的事象を
信号に変換するセンサを装備することができる。
【００２７】本発明の方法を実施するための装置のその
他の有利な実施形態は、請求項２０〜請求項２９に記載
した通りである。
【００２８】
【発明の実施の形態】次に図面に基づいて本発明の実施
例を詳説する。
【００２９】図１に示した油圧掘削機１は、図示を省い
たディーゼル機関と、該ディーゼル機関によって駆動さ
れる油圧ポンプ１１（図３参照）とを備えた供給ユニッ
ト２を有している。該供給ユニットは周知のように油圧
ハンマ３に接続されており、該油圧ハンマ自体は、油圧
掘削機１のジブ４に２つのジブ腕４ａ，４ｂによって調
整可能に保持されている。ジブ腕４ｂ自体は旋回可能な
接続ブラケット５を支持しており、該接続ブラケットに
は、支持ケーシングとしてか又は支持枠として構成され
た支持エレメント６が固定されている。該支持エレメン
ト６には油圧ハンマ３がケーシング３ａを介して支持さ
れている。
【００３０】供給ユニット２から供給される流体の作用
を受けて油圧ハンマ３は、ビット７として形成された工
具に作用し、しかも油圧ハンマ３を起点とする運動エネ
ルギは打撃エネルギに変換される。
【００３１】支持エレメント６の上位には表示素子Ａが
配置されており、該表示素子は殊に、油圧ハンマ３の運
用時間及び使用状態に関する情報を認識可能にする。油
圧ハンマ３は、前記表示素子Ａにおいて連続的に合算さ
れて総数として蓄積されかつ認識可能にされる信号を発
生するためのセンサＳを有している。
【００３２】図２には、究極的には油圧ハンマ３の運用
時間及び使用状態に関する情報を提供することになる諸
物理的事象のプロセスと協働が概略的に図示されてい
る。
【００３３】これに従って、油圧ハンマ３の運転を契機
にして発生する諸物理的事象がセンサＳによって信号に
変換され、計数・蓄積素子ＺＳにおいて総数に関して連
続的に合算されると共に、総数として記憶蓄積され、し
かも油圧ハンマの使用状態を指示する表示素子Ａを介し
てその都度目下の信号総数が認識可能にされる。
【００３４】信号及び、該信号から導出される情報を準
備するために必要な電気エネルギは蓄電器Ｅによって供
与される。
【００３５】必要に応じて、計数・蓄積素子ＺＳによっ
て得られた情報は、無線で評価装置ＡＷへ伝送される。
【００３６】原則としてセンサＳは、油圧ハンマ３の時
間的に順次に継続する個別的な運転区分中に、油圧ハン
マの打撃ピストンによって一方の運動方向に行われるス
トロークに比例した数の信号を発生するように配置・構
成されている。要するに該センサは、打撃ピストン運動
によって惹起される物理的事象又は状態もしくは状態の
変動を検知し、かつこれらの物理的事象、状態又は状態
変動を信号の形に変換する。時間的に順次に継続する個
々の信号の合算によって、目下の（アクティブな）運用
時間に関する告知情報が得られ、この告知情報から−規
定の保守（メインテナンス）インターバルに関連した−
油圧ハンマ３の使用状態に関する情報を導出することが
可能である。これらの情報は表示素子Ａを介して認識可
能にされ、場合によっては無線で評価装置ＡＷに供給さ
れる。
【００３７】前記表示素子Ａはその場合、予め規定され
た信号総数に達した後に、保守作業を要しない運用時間
の期間終期に達したことを認識させる少なくとも１つの
保守表示を発生させるように構成されている。それのみ
ならず該表示素子は、その都度目下の信号総数に関連し
て時間的に順次、保守インターバルの終期に近づいてい
ることを段階的に示唆する複数の事前警告表示を発生さ
せるように構成することもできる。
【００３８】図３の（ａ）の図示から判るように油圧ハ
ンマ３は、追って説明する導線並びに駆動素子及び制御
素子以外に、既に述べたケーシング３ａを有し、該ケー
シング内に、打撃ピストン８が長手方向に往復動可能に
保持されている。該打撃ピストン８はケーシング３ａの
シリンダ室内に２つのピストンカラー８ａ，８ｂを有
し、両ピストンカラーは１つの周溝８ｃによって相互に
仕切られている。
【００３９】ピストンカラー８ｂ，８ａの半径方向外向
きに張出したピストン面Ｋ１，Ｋ２はケーシング３ａと
相俟って、シリンダ室後部区分３ｂとシリンダ室前部区
分３ｃを画設している。この場合ピストン面Ｋ１はピス
トン面Ｋ２よりも小さく設計されている。
【００４０】ケーシング３ａの外部で打撃ピストン８は
ピストン先端部８ｄへ移行し、該ピストン先端部はビッ
ト７に対向している。打撃ピストン８の作業ストローク
方向運動は、矢印８ｅによって示されている。
【００４１】図３の（ａ）に示した油圧ハンマ３は、打
撃ピストン８がビット７に衝突した直後の状態にある。
【００４２】打撃ピストン８の運動を切換えるための制
御装置は、制御弁９内を可動の制御スプール９ａから成
り、該制御スプールの小さい方のスプール面Ｆ１は、戻
し導管１０を介して作業圧（システム圧）で常時負荷さ
れている。該作業圧は油圧ポンプ１１としてのエネルギ
源によって発生される（なお前記油圧ポンプ自体は、す
でに述べたように供給ユニット２の構成部分である）。
【００４３】小さい方のピストン面Ｋ１は、戻し導管１
０に連通する吐出導管１２を介して作業圧によって常時
負荷されている。吐出導管１２の開口１２ａはケーシン
グ３ａに対して、如何なる場合もピストンカラー８ｂの
前位に、つまりシリンダ室前部区分３ｃの内部に位置す
るように配置されている。
【００４４】制御スプール９ａの大きい方のスプール面
Ｆ２は、切換え制御導管１３を介してケーシング３ａの
シリンダ室に接続されており、しかも図示の状態では前
記切換え制御導管の開口１３ａを周溝８ｃを介して、無
圧に保たれた復路導管１４に接続するようになってい
る。要するに切換え制御導管１３の開口１３ａと復路導
管１４の開口１４ａは、打撃ピストン８の長手方向で見
れば、周溝８ｃの軸方向長さよりも小さい間隔をおいて
対置している。
【００４５】制御弁９は制御導管１５を介して吐出導管
１２に接続されている一方、タンク１６ａへの流出導管
１６を介して復路導管１４にも接続されている。更に制
御弁９は変換圧力（Wechseldruck）導管１７を介してシ
リンダ室後部区分３ｂと連通しており、該シリンダ室後
部区分を介して大きい方のピストン面Ｋ２を、場合によ
っては作業圧で負荷することが可能である。
【００４６】制御弁９は２つの弁位置、つまり変換圧力
導管１７と流出導管１６を介して大きい方のピストン面
Ｋ２を除圧した図示の（右手の）戻しストローク位置
と、吐出導管１２と該吐出導管に連通する制御導管１５
と変換圧力導管１７とを介してシリンダ室後部区分３ｂ
を作業圧で負荷した（左手の）作業ストローク位置を占
めることができる。この状態の結果として、打撃ピスト
ン８は、小さい方のピストン面Ｋ１に起因した戻し力に
抗して、矢印８ｅの方向の作業ストロークを行うことに
なる。
【００４７】シリンダ室後部区分３ｂの上位には、加圧
ガスクッション収容室１８が配置されている。打撃ピス
トン８は、ピストン先端部８ｄから離反した方の側で前
記加圧ガスクッションに支持されている。
【００４８】すでに述べた信号を発生させるために吐出
導管１２は（殊に有利にはケーシング３ａへの入口手前
付近に）圧力監視器１９の形の測定値信号発生器を装備
している。該圧力監視器１９は、打撃ピストン運動によ
って惹起される吐出導管１２内部の圧力変動を検知して
信号に変換する。この信号の時間的経過が図３の（ｂ）
に図示されている。
【００４９】これらの信号（その信号数は、一方の運動
方向で打撃ピストンによって行われるストロークに比例
している）は、すでに述べたように油圧ハンマ３の目下
の運用時間及び使用状態に関する情報をキャッチして認
識するために使用することができる。
【００５０】図４の（ａ）に示した実施形態では圧力監
視器２０は、該圧力監視器を切換え制御導管１３に配設
することによって、油圧ハンマ３用の制御装置に組込ま
れている。
【００５１】図４の（ｂ）に示した、圧力監視器２０に
よって発生された信号は、切換え制御導管１３の開口１
３ａに対するピストンカラー８ｂの位置に関連して生じ
る。
【００５２】開口１３ａが、図示のように周溝８ｃを介
して復路導管１４に接続されている限り、切換え制御導
管１３には、図４の（ｂ）に示した下位の圧力レベルが
負荷されている。この圧力レベルは、ピストンカラー８
ｂが開口１３ａに重なって、究極的にシリンダ室前部区
分３ｃを介して吐出導管１２と切換え制御導管１３との
間に連通が生じた後に始めて変化させられる。従って圧
力監視器２０は、打撃ピストンのストロークに関連して
該ストローク回数に比例した信号を発生することがで
き、該信号は合算されて評価される。
【００５３】油圧ハンマ３が、すでに述べたように打撃
ピストン８を支持する加圧ガスクッション収容室１８を
有している場合には、本発明は、加圧ガスクッションの
状態を圧力監視器２１［図５の（ａ）］によってか又は
温度測定値信号発生器２２［図６の（ａ）］によって検
知しかつ信号［図５の（ｂ）もしくは図６の（ｂ）］に
変換するように構成することも可能である。
【００５４】打撃ピストン８の作業ストローク方向（矢
印８ｅ）の運動の結果、加圧ガスクッションの圧力は
（これに伴って温度も）低下することになる。
【００５５】これとは反対に、戻りストローク方向の打
撃ピストン運動は圧力及び温度を上昇させることにな
る。従って圧力監視器２１及び温度測定値信号発生器２
２によってやはり、打撃ピストン運動に関連した回数の
信号が発生することになる。
【００５６】図７の（ａ）及び（ｂ）は、打撃ピストン
ストロークに基づいて一方の運動方向に運動する油圧ハ
ンマ３の構成部分のシフト量を、行程測定値信号発生器
によって検知するようにした本発明の１実施形態に関す
る。該行程測定値信号発生器は、誘導式のプランジャコ
イル２３として構成されており、該プランジャコイル
は、加圧ガスクッション収容室１８の構成部分を形成
し、かつ打撃ピストン８を（ケーシング３ａ内部の位置
に関連して）多かれ少なかれ包囲している。
【００５７】プランジャコイル２３に対する打撃ピスト
ン８の相対運動によって、時間的に変化する誘導動作が
惹起され、該誘導動作の時間的経過が図７の（ｂ）に図
示されている。本発明ではこの誘導動作を、油圧ハンマ
３の目下の運用時間及び該油圧ハンマの使用状態に関す
る情報を得るために活用することが可能である。
【００５８】本発明は、打撃ピストンストロークによっ
て惹起される運動を、振動測定値信号発生器によって検
知して相応の信号に変換するように構成することも可能
である。
【００５９】図８の（ａ）及び（ｂ）に示した実施形態
では、振動測定値信号発生器２４は主要構成部分とし
て、弾性的に保持された振動体２４ａを有し、該振動体
は、地震質量の形式で２つのプランジャコイル２４ｂ，
２４ｃ間を振子運動することができ、該振子運動によっ
て誘導動作が惹起される。この誘導動作の時間的経過が
図８の（ｂ）に示されている。プランジャコイル２４
ｂ，２４ｃに対する振動体２４ａの相対的な振子運動
は、打撃ピストンストロークに基づいて発生する振動に
よって惹起される。図示の実施例では振動測定値信号発
生器２４は、油圧ハンマ３の上位でユニットとして接続
ブラケット５に固着されている。勿論本発明では、異な
った構成手段を使用することも可能であり、特に振動測
定値信号発生器２４を支持エレメント６の内部で油圧ハ
ンマのケーシング３ａにか、或いは支持エレメント６自
体に直接装着することも可能である。
【００６０】図９の（ａ）及び（ｂ）は、打撃ピストン
によって実施される打撃に伴って周期的に変化するとこ
ろの、油圧ハンマの構成部分にかかる応力を、応力測定
値信号発生器によって検知して信号に変換するようにし
た本発明の１実施形態に関する。
【００６１】この目的のために油圧ハンマ３のケーシン
グ３ａには歪み計２５が装着されている。該歪み計は、
ケーシング３ａの応力に関連して周期的に弾性変形を受
け、この弾性変形に基づいて、図示のような信号が得ら
れる。図示の実施形態とは異なり、ここで要求される応
力測定値信号発生器を、一緒に接続された複数の歪み計
から構成することも可能である。少なくとも１つの歪み
計に代えて、測定センサとして少なくとも１つの圧電素
子を有する力測定値信号発生器を使用することも可能で
ある。この力測定値信号発生器は例えば、ケーシング３
ａの上位で該ケーシングと、支持エレメント６を固定す
るためのフランジ６ａとの間に、所属の圧電素子を遊び
なく固定するようにして配置することができる。
【００６２】適当な信号を発生するための別の手段は、
打撃ピストンストロークに関連して異なった騒音レベル
を検知することである。この騒音レベルは、打撃ピスト
ンがビット７と共に被加工材料に衝突する際にその都
度、短時間の音響ピーク値を有する。
【００６３】図１０の（ａ）及び（ｂ）に示した実施形
態では、音響レベル測定値信号発生器はマイクロホン２
６として構成されており、該マイクロホンはフランジ６
ａの下位で、支持エレメント６と油圧ハンマのケーシン
グ３ａとの間に配置されている。マイクロホン２６を適
当に形成しかつフィルタを後置することによって、被加
工材料に対する各打撃時にだけ、図１０の（ｂ）に示し
たパルス状の信号を発生させることが保証され、このパ
ルス状信号数は、打撃ピストン８の打撃回数に合致して
いる。
【００６４】図１１の（ａ）及び（ｂ）に示した実施形
態では、当面利害関係のある信号を発生させるために加
速度測定値信号発生器２７が設けられている。この加速
度測定値信号発生器２７はフランジ６ａの上位で接続ブ
ラケット５に支持されているが、本発明の思想の範囲内
では、別の適当な部位、例えばフランジ６ａにか又は支
持エレメント６自体に、或いは油圧ハンマのケーシング
３ａに装着されていてもよい。この加速度測定値信号発
生器２７によって、打撃ピストンストロークに起因した
運動プロセスが、周期的に反復する経過を有する信号に
変換される。
【００６５】図１２に示した実施形態では、運用時間及
び該運用時間から導出されるその他の情報を検知するた
めの信号は、図１１の（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明
したように、加速度測定値信号発生器２７によって得ら
れる。油圧ハンマ３と支持エレメント６とから成るユニ
ットには、信号及びその他の情報を準備するために必要
とされる電気エネルギを発生するジェネレータ２８が付
加的に配設されている。該ジェネレータは、その構造の
点については、図８の（ａ）に基づいてすでに説明した
振動測定値信号発生器２４に相当している。
【００６６】運転に基づいて発生する振動は、ジェネレ
ータ２８によって電気エネルギに変換され、該電気エネ
ルギは、計数・蓄積素子ＺＳの構成部分としての蓄電器
２９によって収容される。加速度測定値信号発生器２７
によって発生された信号は計数・蓄積素子ＺＳにおいて
合算されて信号総数として記憶蓄積される。
【００６７】計数・蓄積素子ＺＳには表示素子Ａが後置
されており、該表示素子は、目下の信号総数を認識可能
にすると共に、場合によっては油圧ハンマ３の使用状態
に関するその他の情報も伝達することができる。
【００６８】これらの情報の働きは、その都度目下の信
号総数に関連して複数の事前警告表示素子Ａ１及びＡ２
を時間的に順次表示させ、かつ予め規定された信号総数
に達すると保守表示素子Ａ３を発光させて、規定の保守
インターバルの終わったことを通告する点にある。
【００６９】計数・蓄積素子ＺＳには更にまた送受信ユ
ニット３０が後置されており、該送受信ユニットによっ
て適当な情報が送受信ユニット３１に無線で伝送され
る。該送受信ユニット３１自体は評価装置ＡＷ（特にコ
ンピュータ）と結合されている。該評価装置ＡＷは、蓄
積された情報の評価を可能にするだけでなく、所望のリ
セット値へリセットすることによって蓄積情報に影響を
及ぼす働きも有している。前記のリセットは、評価装置
ＡＷから発せられる命令を、送受信ユニット３０，３１
の協働によって同じく無線で計数・蓄積素子ＺＳに伝送
することによって可能になる。
【００７０】前記の実施形態とは異なり、信号及び該信
号から導出される情報を準備するための電気エネルギ
は、図１３から判るように補助油圧モータ３２によって
発生され、該補助油圧モータは入口側で吐出導管１２
に、また出口側では復路導管１４［図３の（ａ）参照］
に接続している。補助油圧モータ３２は、蓄電器３４を
後置したジェネレータ３３を駆動する。
【００７１】要するに前記構成手段に基づいて、打撃ピ
ストンをも駆動する流体によって電気エネルギを発生す
ることが可能になる訳である。
【００７２】その場合前記蓄電器３４は、独立素子とし
て計数／蓄積素子ＺＳと結合されていても、或いは図１
２に示したように構成部分（蓄電器２９）として計数／
蓄積素子ＺＳ内に組込まれていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ハンマの形の油圧式打撃ユニットを調整可
能に装着した、油圧掘削機として構成された支持機器の
概略側面図である。
【図２】本発明の機能上の基本構成図である。
【図３】圧力導管に配設された圧力監視器を有する切換
えユニットの構成図（ａ）並びに前記圧力監視器によっ
て発生された信号列の時間線図（ｂ）である。
【図４】切換え制御導管に配設された圧力監視器を備え
た切換えユニット部分の、図３（ａ）相当の構成図
（ａ）並びに前記圧力監視器によって発生された信号列
の時間線図（ｂ）である。
【図５】ガスクッションに配設された圧力監視器を備え
た切換えユニット部分の、図３（ａ）相当の構成図
（ａ）並びに前記圧力監視器によって発生された信号列
の時間線図（ｂ）である。
【図６】ガスクッションに配設された温度測定値信号発
生器を備えた切換えユニット部分の、図３（ａ）相当の
構成図（ａ）並びに前記温度測定値信号発生器によって
発生された信号列の時間線図（ｂ）である。
【図７】打撃ピストンと協働する行程測定値信号発生器
を備えた切換えユニット部分の、図３（ａ）相当の構成
図（ａ）並びに前記行程測定値信号発生器によって発生
された信号列の時間線図（ｂ）である。
【図８】振動測定値信号発生器を備えた油圧ハンマの概
略図（ａ）並びに前記振動測定値信号発生器によって発
生された信号列の時間線図（ｂ）である。
【図９】歪み計を備えた油圧ハンマの概略図（ａ）並び
に前記歪み計によって発生された信号列の時間線図
（ｂ）である。
【図１０】マイクロホン状の音響レベル測定値信号発生
器を備えた油圧ハンマの概略図（ａ）並びに前記音響レ
ベル測定値信号発生器によって発生された信号列の時間
線図（ｂ）である。
【図１１】加速度測定値信号発生器を備えた油圧ハンマ
の概略図（ａ）並びに前記加速度測定値信号発生器によ
って発生された信号列の時間線図である。
【図１２】加速度測定値信号発生器及び電気的エネルギ
を発生するためのジェネレータ並びにその他の装置を装
備した油圧ハンマの概略図である。
【図１３】補助油圧モータを使用して電気的エネルギを
供給するための構成図である。
【符号の説明】
１ 油圧掘削機、 ２ 供給ユニット、 ３ 油圧ハン
マ、 ３ａ ケーシング、 ３ｂ シリンダ室後部区
分、 ３ｃ シリンダ室前部区分、 ４ ジブ、４ａ，
４ｂ ジブ腕、 ５ 接続ブラケット、 ６ 支持エレ
メント、 ６ａフランジ、 ７ ビット、 ８ 打撃ピ
ストン、 ８ａ，８ｂ ピストンカラー、 ８ｃ 周
溝、 ８ｄ ピストン先端部、 ８ｅ 作業ストローク
方向を示す矢印、 ９ 制御弁、 ９ａ 制御スプー
ル、 １０ 戻し導管、 １１ 油圧ポンプ、 １２
吐出導管、 １２ａ 吐出導管の開口、 １３ 切換え
制御導管、 １３ａ 切換え制御導管の開口、 １４
復路導管、 １４ａ 復路導管の開口、 １５ 制御導
管、 １６ 流出導管、 １６ａ タンク、 １７変換
圧力導管、 １８ 加圧ガスクッション収容室、 １
９，２０，２１ 圧力監視器、 ２２ 温度測定値信号
発生器、 ２３ 誘導式のプランジャコイル、２４ 振
動測定値信号発生器、 ２４ａ 振動体、 ２４ｂ，２
４ｃ プランジャコイル、 ２５ 歪み計、 ２６ マ
イクロホン、 ２７ 加速度測定値信号発生器、 ２８
ジェネレータ、 ２９ 蓄電器、 ３０，３１ 送受
信ユニット、 ３２ 補助油圧モータ、 ３３ ジェネ
レータ、 ３４ 蓄電器、 Ａ表示素子、 Ａ１，Ａ２
事前警告表示素子、 Ａ３ 保守表示素子、 ＡＷ評
価装置、 Ｓ センサ、 ＺＳ 計数・蓄積素子、 Ｅ
蓄電器、 Ｋ１小さい方のピストン面、 Ｋ２ 大き
い方のピストン面、 Ｆ１ 小さい方のスプール面、
Ｆ２ 大きい方のスプール面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 300039155 Ｈｅｌｅｎｅｎｓｔｒ．149，Ｄ−45153 Ｅｓｓｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ (72)発明者 マルクス ガイマー ドイツ連邦共和国 エッセン グースマン プラッツ ９ (72)発明者 トーマス ダイメル ドイツ連邦共和国 ミュールハイム フェ ラッカー 15

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケーシング（３ａ）内でガイドされてい
    て制御装置（９）の作用下で打撃方向（８ｅ）の作業ス
    トロークと戻りストロークとを交互に行う打撃ピストン
    （８）を備えた油圧式打撃ユニット、特に油圧ハンマ
    （３）の運用時間及び使用状態を検出する方法におい
    て、 打撃ユニットの、時間的に順次に継起する個々の運転区
    分中に、打撃ピストンによって一方の運動方向に行われ
    るストローク回数に比例した数の信号を発生させ、該信
    号数を連続的に合算して総数として記憶蓄積し、その都
    度目下の信号総数を、少なくとも一時的に、使用状態を
    示唆する表示の形で認識可能にすることを特徴とする、
    油圧式打撃ユニット、特に油圧ハンマの運用時間及び使
    用状態を検出する方法。
  2. 【請求項２】 圧力、運動行程、温度、流量及び振動の
    ような少なくとも１つの物理的事象に関連して信号を発
    生させる、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 打撃ユニット（３）用の供給導管の１つ
    の導管内、すなわち前記打撃ユニット（３）内へ流入す
    る流体のための吐出導管（１２）及び前記打撃ユニット
    から流出する流体を戻すための復路導管（１４）の一方
    の導管内で発生する圧力変動又は流動事象を検知する、
    請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 周期的に発生する圧力変動を圧力監視器
    （１９）によって信号に変換する、請求項３記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 周期的に発生する通過流量の変化を流量
    測定値信号発生器によって信号に変換する、請求項３記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 打撃ピストン（８）によって行われる打
    撃に関連して発生する音響レベルの変化を検知する音響
    測定値信号発生器（２６）によって信号を発生させる、
    請求項１又は２記載の方法。
  7. 【請求項７】 打撃ピストンの運動によって惹起される
    振動事象を、振動測定値信号発生器（２４）によって検
    知する、請求項１又は２記載の方法。
  8. 【請求項８】 打撃ピストンストロークに基づいて一方
    の運動方向に運動する打撃ユニット（３）の構成部分
    （８）のシフト量を、行程測定値信号発生器（２３）に
    よって検知する、請求項１又は２記載の方法。
  9. 【請求項９】 打撃ピストン（８）によって行われる打
    撃に伴って周期的に変化する、打撃ユニット（３）の構
    成部分（３ａ）の応力を、力測定値信号発生器又は応力
    測定値信号発生器（２５）によって検知する、請求項１
    又は２記載の方法。
  10. 【請求項１０】 打撃ピストンストロークに伴って周期
    的に変化する、ガスクッション（１８）の温度を、温度
    測定値信号発生器（２２）によって検知する、請求項１
    又は２記載の方法。
  11. 【請求項１１】 打撃ピストンストロークに伴って周期
    的に変化するガスクッション圧力を、圧力監視器（２
    １）によって信号に変換する、請求項１から４までのい
    ずれか１項記載の方法。
  12. 【請求項１２】 予め規定された信号総数に達した後に
    少なくとも１つの保守表示信号（Ａ３）を発生させて、
    この保守表示信号に基づいて、打撃ユニット（３）が保
    守を必要としていることを少なくとも認識させる、請求
    項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 その都度目下の信号総数に関連して、
    複数の事前警告表示信号（Ａ１，Ａ２）を時間的に順次
    に発生させて、信号総数の設定上限によって規定された
    保守インターバルの区分時期に達したことを認識させ
    る、請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 蓄積された信号の、その都度目下の総
    数を無線で評価装置（ＡＷ）に伝送する、請求項１から
    １３までのいずれか１項記載の方法。
  15. 【請求項１５】 リセットのレリーズ（ＡＷ）によっ
    て、蓄積された信号の、その都度目下の総数に無線で影
    響を及ぼす、請求項１から１４までのいずれか１項記載
    の方法。
  16. 【請求項１６】 信号を取得、合算及び蓄積して信号を
    準備するための電気エネルギを、打撃ピストン（８）も
    駆動する流体によって発生させる、請求項１から１５ま
    でのいずれか１項記載の方法。
  17. 【請求項１７】 打撃ピストンストロークによって惹起
    される運動事象に基づいて稼働しかつ蓄電器（２９）を
    後置したジェネレータ（２８）によって、信号を準備す
    るための電気エネルギを発生させる、請求項１から１６
    までのいずれか１項記載の方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１から１７までのいずれか１項
    記載の方法を実施するために、ケーシング（３ａ）内で
    ガイドされていて制御装置（９）の作用下で打撃方向
    （矢印８ｅ）の作業ストロークと戻りストロークとを交
    互に行う打撃ピストン（８）を備えた形式の、油圧式打
    撃ユニット、特に油圧ハンマ（３）の運用時間及び使用
    状態を検出する装置において、 時間的に順次に継起する個々の運転区分中に、打撃ピス
    トン（８）によって一方の運動方向に行われるストロー
    ク回数に比例した数の信号を発生させるセンサ（Ｓ）
    と、発生された信号を連続的に合算するための計数素子
    と、全体的に合算された信号の目下の総数を記憶蓄積す
    るための蓄積素子（ＺＳ）と、信号の目下の総数を少な
    くとも一時的に認識可能にする表示素子（Ａ）とから成
    ることを特徴とする、油圧式打撃ユニット、特に油圧ハ
    ンマの運用時間及び使用状態を検出する装置。
  19. 【請求項１９】 打撃ピストン運動に基づいて発生する
    物理的事象を信号に変換するセンサ（Ｓ）が装備されて
    いる、請求項１８記載の装置。
  20. 【請求項２０】 打撃ユニット（３）を圧力媒体源（１
    １）に接続させている吐出導管（１２）が、該吐出導管
    内に支配する圧力状態を検知するための圧力監視器（１
    ９）を備えている、請求項１８又は１９記載の装置。
  21. 【請求項２１】 制御装置（９）の制御スプール（９
    ａ）用の切換え制御導管（１３）が圧力監視器（２０）
    を有している、請求項１８又は１９記載の装置。
  22. 【請求項２２】 打撃ピストン（８）を、該打撃ピスト
    ンのピストン先端部（８ｄ）から離反した方の側で支持
    しているガスクッション（１８）内に、圧力を検知する
    ための圧力監視器（２１）が設けられている、請求項１
    ８又は１９記載の装置。
  23. 【請求項２３】 打撃ピストン（８）を、該打撃ピスト
    ンのピストン先端部（８ｄ）から離反した方の側で支持
    しているガスクッション（１８）内に、温度を検知する
    ための温度測定値信号発生器（２２）が設けられてい
    る、請求項１８又は１９記載の装置。
  24. 【請求項２４】 誘導式の行程測定値信号発生器（２
    ３）が、該行程測定値信号発生器（２３）に対する打撃
    ピストン（８）の相対運動を検知するように構成されて
    いる、請求項１８又は１９記載の装置。
  25. 【請求項２５】 打撃ピストンストロークに基づいて惹
    起される振動事象を検知する誘導式の振動測定値信号発
    生器（２４）が設けられている、請求項１８又は１９記
    載の装置。
  26. 【請求項２６】 打撃ユニット（３）が、打撃ピストン
    ストロークに基づいて発生する打撃ユニットの機械的応
    力を検知する少なくとも１つの歪み計（２５）を有して
    いる、請求項１８又は１９記載の装置。
  27. 【請求項２７】 打撃ピストンストロークに基づいて発
    生する騒音発生を検知する音響レベル測定値信号発生器
    （２６）が設けられている、請求項１８又は１９記載の
    装置。
  28. 【請求項２８】 打撃ピストンストロークに基づいて発
    生する運動プロセスを検知する加速度センサ（２７）が
    設けられている、請求項１８又は１９記載の装置。
  29. 【請求項２９】 信号を準備するために要する電気エネ
    ルギを発生するために、プランジャコイル原理に基づい
    て動作する電気ジェネレータ（２８）が、打撃ピストン
    ストロークに基づいて惹起される運動事象によって自動
    的に働くように配置・構成されており、該電気ジェネレ
    ータには、蓄電器（２９）が後置されている、請求項１
    ８から２８までのいずれか１項記載の装置。
JP2000148420A 1999-05-22 2000-05-19 油圧式打撃ユニット、特に油圧ハンマの稼働時間及び使用状態を検出する方法並びに該方法を実施する装置 Pending JP2001017873A (ja)

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