JPH04217472A - 衝撃装置 - Google Patents

衝撃装置

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JPH04217472A
JPH04217472A JP3002029A JP202991A JPH04217472A JP H04217472 A JPH04217472 A JP H04217472A JP 3002029 A JP3002029 A JP 3002029A JP 202991 A JP202991 A JP 202991A JP H04217472 A JPH04217472 A JP H04217472A
Authority
JP
Japan
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piston
impact
cushion
percussion
movement
Prior art date
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Pending
Application number
JP3002029A
Other languages
English (en)
Inventor
Josef Erlach
ヨゼフ　エルラッハ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sulzer AG
Original Assignee
Sulzer AG
Gebrueder Sulzer AG
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06—Means for driving the impulse member
    • B25D11/12—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism
    • B25D11/125—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism with a fluid cushion between the crank drive and the striking body

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はクランクギヤによって作
動され、エアクッションの圧縮によってエアクッション
の間に取付けられてラムの形状のピストンロッドを含む
突き出たピストンを駆動する衝撃装置（ｐｅｒｃｕｓｓ
ｉｏｎ　　ｄｅｖｉｃｅ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の衝撃装置は、手によって案内さ
れるか、または取付け装置に取付けられるかに拘わらず
穿孔および衝撃装置に使用されている。ドイツ国特許明
細書ＤＥ　　２１　　５５　　６８９、ＤＥ　　２８　
　５４　　５６９、ＤＥ　　２８３２　　１６９、ＤＥ
　　２０　　２３　　９１３、ＤＥ　　２４　　６１　
　６６２、ＤＥ　　２６　　４１０７０、ＤＥ　　２２
　　０７　　９６２およびＤＥ　　３１　　２１　　６
１６は、エアクッションによって工具または工具ホルダ
ーを打撃する衝撃ピストンを駆動する衝撃装置を開示し
ている。一方において、これらの装置の寸法に関しては
、非直線的ばね特性およびエアクッションの蓄勢作用が
、ピストン面の間の機械的接触がクッションを介して生
じる前に伝達される力が高い値まで増大できる点で有利
である。他方において、空気圧作動ばねの寸法に対する
制限がある。何故ならば幾何学的に同じ構造の寸法が増
大される時に、ラムのような運動する部材の質量が運動
を伝達するためのばね力よりもさらに迅速に増大するか
らである。従って、衝撃装置の製造には、与えられた衝
撃速度に対する最大の運動力学的衝撃エネルギーを得る
ことができ、しかも伝達および反転損失を小さく保持で
きるようになす努力がなされて来たのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の点に関して、本
発明の目的は、巧妙な配置によって伝達損失を小さくし
、場所の要求を小さくできるようにして大なる衝撃力を
与えることのできる衝撃装置に対する附加的な伝達装置
を提供することである。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】上述の目的を解決するため
に、本発明によって、衝撃方向に駆動を行う衝撃クッシ
ョンが少なくともクランク駆動装置に連結されるバッキ
ングポンプによって加圧されるようになされ、ピストン
の衝撃移動距離に関係して衝撃クッションの一部分が中
央バイパス通路を経て衝撃ピストンを通ってレコイルク
ッションに供給されるようになされ、このレコイルクッ
ションが衝撃の方向とは反対方向に衝撃ピストンに対し
て働くようになされ、また衝撃クッションおよびレコイ
ルクッションに対して流通されるエアの量が、衝撃ピス
トンの移動とともに中央エア出口を介して調節可能にな
されるのである。
【０００５】本発明の利点は、衝撃サイクルの間に、こ
の装置が自動的に空気圧作動ばねの非可逆的特性を有す
るようになされ、ピストンが与えられた設定位置に達す
る時には常に、得られるエアクッション作用の一部分が
反対側に働くための仕事量の貯蔵分となされるのである
が、この場合この仕事量の貯蔵分がピストンの運動に比
較して甚だ迅速に圧縮作用を増大させるようになされる
ことである。このことは、大なる衝撃周波数および小さ
い寸法を可能になすのである。衝撃出力は工具のビット
の使用寿命に悪影響を与えないで増大される。さらに、
エアは運動部分に沿って循環され、このことが油ミスト
を利用する場合、例えばバッキングポンプによるクラン
クケースの吸引排気により潤滑の問題を解決するのであ
る。作動サイクルの間総ての室が大気に対して流通し、
少量の漏洩が補償されて、突き出た衝撃ピストンの位置
に悪影響を与えないようになされるのである。また、作
動ピストンの戻り運動の間に、クランクギヤが仕事を与
えて、これが衝撃運動の間に衝撃ピストンに伝達される
ようになされるのである。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例が図面を参照して以下に説明
される。
【０００７】これらの図面は、クランクギヤによって作
動されてエアクッションの圧縮によってエアクッション
１０，２０の間に取付けられて、ラムの形状のピストン
ロッド１２を含んでいる突き出た衝撃ピストン１１を駆
動する駆動ピストン６を示している。
【０００８】本発明によって、少なくとも衝撃方向１３
に駆動を行う衝撃クッション１０がクランク駆動装置２
に連結されるバッキングポンプによって圧縮され、ピス
トン１１の衝撃移動距離に関係して衝撃クッション１０
の一部分が中央バイパス通路１９を経て衝撃ピストン１
１を通り、衝撃方向１３とは反対方向に衝撃ピストン１
１に働くレコイルクッション２０に供給されるようにな
されて、衝撃クッション１０およびレコイルクッション
２０のために流通されるエアの量が中央エア出口１４を
通って衝撃ピストン１１の移動方向に沿って調節可能に
なされるのである。
【０００９】図１において、突き出た衝撃ピストン１１
および同じ直径を有する駆動ピストン６がシリンダー１
内を案内され、ピストン面およびピストンロッド１２お
よびピストン本体１８上の柔らかなシール７によって封
止されている。駆動ピストン６上にてピン５が回転方向
４に距離３だけ移動するクランクを含むクランクギヤ２
の運動を伝達するようになっているが、この回転運動は
頂部デッドセンター位置２１および底部デッドセンター
位置２２を有する。ピストン本体１８は孔９を有し、こ
の孔は頂部デッドセンター位置２１を通る移動の間に環
状ピストン面８によつて境界される環状空間をクランク
室または大気に連通させるようになっている。頂部デッ
ドセンター位置２１を通って移動する間に、面８によっ
て境界される環状室は自動的に閉じられ、底部デッドセ
ンター位置に向かう途中で内部のエアクッションが大気
圧から大気圧の何倍にも圧縮されるのである。この圧縮
仕事は頂部デッドセンター位置２１から底部デッドセン
ター位置２２へのクランク駆動装置の戻りの間のクラン
ク駆動によって強制的に行われるのである。底部デッド
センター位置２２に達すると、端部位置バイパス通路２
３によって衝撃クッション１０への出口開口が自動的に
開放される。図１に示される位置において、衝撃ピスト
ン１１は衝撃方向１３とは反対に動き、既に中央エア出
口を遮断しているが、これに反して衝撃クッション１０
は端部位置バイパス通路２３を経て端部位置バイパス通
路２３が図２に示されるように、案内される駆動ピスト
ン６によって遮断されるまで附加的に加圧されるのであ
る。
【００１０】このようにして附加的に増大された衝撃ク
ッション１０内の密度の結果として、クッション作用は
増大された仕事量の蓄積を行うように働くのである。何
故ならば圧縮作用は反対方向に衝撃ピストン１１に向か
う駆動ピストン６の運動の結果として続けられ、圧力−
容積線図（ｐ．Ｖ線図）にて高いｐ．Ｖが大体一定にな
される曲線に沿って伸長するからである。
【００１１】図３において、衝撃ピストン１１の運動の
反転が既に衝撃方向１３にて生じるのである。レコイル
クッション２０に向う運動の反転の間に開放されていた
中央エア出口１４は既に閉じられて、作動ピストン６は
衝撃方向１３に最大速度で移動され、衝撃クッション１
０が小さい容積になされ、この予備圧縮によって衝撃ピ
ストン１１および作動ピストン６の間の増加する距離に
よる圧力の損失が緩徐になされるのである。既に中央エ
ア出口１４によって流通可能になされているレコイルク
ッション２０は、クッション２０が次第に減少するにつ
れて大気圧から始まって比較的小さい反動圧力を衝撃ピ
ストン１１の環状面に対して与えるようになされるので
ある。
【００１２】図４において、衝撃ピストン１１は大体最
大限の運動力学的エネルギーを得ていて、工具ホルダー
１５を打撃する直前の状態と考えられるが、これに反し
て空間的には、衝撃ピストン１１は、これの移動量に関
係して衝撃クッション１０およびレコイルクッション２
０の間の連結を生じさせる中央パイパス通路１９の連結
開口の間にあるようになされるのである。この短い時間
の連結の間に、レコイルクッション２０は高い圧力に附
加的に附勢されて、工具ホルダー１５を打撃した後で衝
撃ピストン１１を反転するためのさらに大なるばね作用
が得られるようになす。図５において衝撃ピストン１１
が工具ホルダー１５を打撃することが示されている。衝
撃ピストン１１がレコイルクッション２０の側で中央バ
イパス通路１９の連結開口を閉じる時に、ピストン１１
は同時に衝撃クッション１０に対する中央エア出口１４
を開放する。これによってクッション１０は排気を行い
、衝撃ピストン１１における力の平衡を向上させて、衝
撃方向１３とは反対の迅速な反転運動生じさせるのであ
る。閉じられたレコイルクッション１０は、衝撃ピスト
ン１１の運動力学的エネルギーが消費されて運動が反転
されるまで附加的に圧縮される。レコイルクッション２
０のばね作用およびピストンロッド１２および工具ホル
ダー１５の間の空間内の圧力は衝撃ピストン１１を図１
に示されるような出発位置に戻すように働くのである。
【００１３】もし、図５に示される工具ホルダー１５が
ピストン１１の衝撃範囲にない場合には、運動の反転は
衝撃を生じない無負荷状態で生じるようになす。もし衝
撃がない場合には、衝撃ピストン１１の運動力学的エネ
ルギーは衝撃方向１３にて遙かに大きくなる。閉じられ
たレコイルクッション２０は、ピストン１１が図６に示
されるようにシリンダーカバー１６に遙かに近い反転点
に達するまで遙かに強力に圧縮されるのである。もしレ
コイルクッション２０が図４に示されるように中央バイ
パス通路１９を経て附加的に加圧されなかった場合には
、この反転点は、衝撃が接触によって生じる程シリンダ
ーカバー１６に接近する恐れがある。しかし、レコイル
クッションのばね作用は、このばね作用が衝撃ピストン
１１の全体の戻り移動にわたって生じ得る場合には、遙
かに大きくなされるのである。このために衝撃ピストン
１１が反転点に達する前に衝撃ピストンがアイドリング
バイパス通路１７によって連通されるようになされるの
であるが、このアイドリングパイパス通路１７は調節可
能の流過抵抗を有し、またアイドリングバイパス通路１
７の２つの連結開口がそれぞれシリンダーの面で他方の
エアクッションに連通される限り、衝撃クッション１０
に向うレコイルクッション２０に対する圧力を一部分解
除するようになされるのである。
【００１４】衝撃装置が起動されると、数回のサイクル
の後で、衝撃クッション１０およびレコイルクッション
２０内で生じる圧力特性は狭い限界内で繰返し可能で、
衝撃ピストン１１の移動量に関係するのである。バイパ
ス通路１７，１９，２３および中央エア出口１４はそれ
ぞれ絞り作用の微細な調節を行うように調節できる最小
断面を有する。種々のエアクッション作用が駆動ピスト
ン６の移動量および衝撃ピストン１１の移動量に関係し
て自動的に生じ、この装置が非直線的特性を有して、作
動サイクルが短くされて多量の動力が伝達され得る結果
を得ることができるのである。
【００１５】数十ｋｇ／ｃｍ２　（数十バール）（１バ
ールは１．０２０４ｋｇ／ｃｍ２　）のエア圧力の多く
の圧縮工程がそれぞれの作動サイクルの間に行われ、摩
擦によっても熱もまた生じるから、温度を制御するため
に冷却が重要である。もし冷却が強力で中央エア出口１
４および吸引開口９の間に膨張室がある場合には、新し
いエアを吸引しないで実質的に閉じたエアの循環回路が
利用され、これにより大気の汚染を排除するようになす
ことができる。
【００１６】本発明の１つの特別な応用面は、手によっ
て案内される穿孔ハンマーが爆破孔を穿孔するために使
用される場合のような鉱業技術面である。この場合、必
要な衝撃力は、手による穿孔機械と比較して極めて大き
くなされて、圧縮力を増大させる他の手段が本発明にお
けるように使用されない限り、質量が圧縮力よりもさら
に迅速に増大するようになされる最初に述べた全体的の
寸法の計算が限界を与えるのである。
【００１７】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているか
ら、巧妙な配置によって伝達損失を小さくし、場所的要
求を小さくできるようにして大なる衝撃力を与えること
のできる衝撃装置に対する附加的な伝達装置を提供でき
る優れた効果が得られるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による駆動ピストンの案内される衝撃運
動の間の衝撃装置の構成要素の配列を示す概略的な長手
方向断面図。
【図２】本発明による駆動ピストンの案内される衝撃運
動の間の衝撃装置の構成要素の配列の引続く段階におけ
る概略的な長手方向断面図。
【図３】本発明による駆動ピストンの案内される衝撃運
動の間の衝撃装置の構成要素の配列の引続く段階におけ
る概略的な長手方向断面図。
【図４】本発明による駆動ピストンの案内される衝撃運
動の間の衝撃装置の構成要素の配列の引続く段階におけ
る概略的な長手方向断面図。
【図５】本発明による駆動ピストンの案内される衝撃運
動の間の衝撃装置の構成要素の配列の引続く段階におけ
る概略的な長手方向断面図。
【図６】反転点における駆動ピストンを含み、衝撃ピス
トンが工具に対して仕事を与えないアイドリング作動の
間に反転されるようになされていることを示す本発明の
衝撃装置の構成要素の配置の概略的な長手方向断面図。
【符号の説明】
１　　シリンダー ２　　クランクギヤ ３　　回転方向の距離 ４　　回転方向 ５　　ピン ６　　駆動ピストン ７　　柔らかなシール ８　　環状ピストン面 ９　　ピストン本体１８の孔すなわち吸引開口１０　　
衝撃エアクッション １１　　衝撃ピストン １２　　ピストンロッド １３　　衝撃方向 １４　　中央エア出口 １５　　工具ホルダー １６　　シリンダーカバー １７　　アイドリングバイパス通路 １８　　ピストン本体 １９　　中央バイパス通路 ２０　　レコイルエアクッション ２１　　頂部デッドセンター位置 ２２　　底部デッドセンター位置 ２３　　端部位置バイパス通路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　クランクギヤ（２）によって作動され
    、エアクッション（１０，２０）の間に取付けられて、
    ラムの形状のピストンロッド（１２）を含んでいる、エ
    アクッションの圧縮によつて突き出た衝撃ピストン（１
    １）を駆動する駆動ピストン（６）を含む衝撃装置にお
    いて、少なくとも衝撃方向（１３）に駆動を行う衝撃ク
    ッション（１０）がクランク駆動装置（２）に連結され
    るバッキングポンプによって加圧されるようになされて
    いて、前記衝撃クッション（１０）の一部分が前記ピス
    トン（１１）の衝撃移動に関係して中央通路（１９）を
    経て前記衝撃ピストン（１１）を通過して衝撃方向（１
    ３）とは反対方向に前記衝撃ピストン（１１）に働くレ
    コイルクッション（２０）に供給されるようになされて
    いて、前記衝撃クッション（１０）およびレコイルクッ
    ション（２０）に対して流通されるエアの量が前記衝撃
    ピストン（１１）の移動方向に沿って中央エア出口（１
    ４）を介して調整可能になされていることを特徴とする
    衝撃装置。
  2. 【請求項２】　　前記駆動ピストン（６）および前記衝
    撃ピストン（１１）が同じ直径を有して共通のシリンダ
    ー（１）内で運動することを特徴とする請求項１に記載
    された衝撃装置。
  3. 【請求項３】　　前記衝撃ピストン（１１）の衝撃移動
    量が過大に長くて、前記ピストンが抵抗を受けない場合
    に、衝撃移動量に関係して前記レコイルクッション（２
    ０）の一部分が無負荷バイパス通路（１７）を介して前
    記衝撃クッション（１０）に供給されるようになされて
    いることを特徴とする請求項１または２に記載された衝
    撃装置。
  4. 【請求項４】　　前記バイパス通路（１７，１９）およ
    び前記中央エア出口（１４）が調節可能の流過抵抗を有
    することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載さ
    れた衝撃装置。
  5. 【請求項５】　　前記駆動ピストン（６）が後部環状ピ
    ストン面（８）の形状のバッキングポンプを設けられて
    いて、このバッキングポンプが前記駆動ピストン（６）
    の移動量に関係してこの移動の間に前記クランク駆動装
    置（２）から入口開口（９）を通して頂部デッドセンタ
    ー位置（２１）に向って自動的にエアを吸引して、底部
    デッドセンター位置（２２）に向う移動の間に端部位置
    バイパス通路（２３）を経て圧縮エアを前記駆動ピスト
    ンを通して前記衝撃クッション（１０）に供給すること
    を特徴とする請求項１から４の何れかに記載された衝撃
    装置。
  6. 【請求項６】　　前記バイパス通路（１７，１９）およ
    び前記エア出口（１４）がシリンダー（１）および前記
    衝撃ピストン（１１）の面の間の弁作用によって調節可
    能になされていて、また端部位置バイパス通路（２３）
    に向く開口が前記シリンダー（１）および前記駆動ピス
    トン（６）の面の間の弁作用によって調節可能になされ
    ていて、前記入口開口（９）が前記駆動ピストン（６）
    のピストン本体（１８）およびこれと協働する封止面の
    間の弁作用によって調節可能になされていることを特徴
    とする請求項１から５の何れかに記載された衝撃装置。
  7. 【請求項７】　　手によって案内されるか、または取付
    け装置上に配置される鉱業的技術用のハンマードリルに
    おいて、請求項１から６の何れかに記載された衝撃装置
    を含んでいることを特徴とするハンマードリル。
JP3002029A 1990-01-15 1991-01-11 衝撃装置 Pending JPH04217472A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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CH00120/90-6 1990-01-15
CH12090 1990-01-15

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ID=4179709

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US (1) US5161623A (ja)
EP (1) EP0438029B1 (ja)
JP (1) JPH04217472A (ja)
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