NL8020028A - Slagboorhamer. - Google Patents

Description

8 O 2 O O 2 a VO 1001

Slagboorhamer.

De uitvinding betreft een slgboorhamer met een, in een huis aangebrachte cilinder, waarin een slagzuiger heen en weer verplaatsbaar gelegerd is en door middel van periodieke drukstoten van een drukfluïdum voor het uitvoeren van werkzame slagen kan worden aange-5 dreven.

Bij bekende slagboorhamers van deze soort ondergaat het huis bij elke drukstoot, welke de slagzuiger tot een slagbeweging versnelt, als reactie een kortstondige, heftige terugslag. Deze terugslagen hebben voor de bedieningspersoon een hinderlijke en ook schadelij-10 ke, trillende uitwerking. Om deze hinderlijke trillingen enigszins te dempen, was het tot dusverre gebruikelijk, het gewicht van het huis aanzienlijk hoger, dan van de slagzuiger te kiezen, hetgeen echter afbreuk doet aan de slagcapaciteit van de slagzuiger enerzijds en aan de handzaamheid van de slagboorhamer anderzijds.

15 Doel van de uitvinding is derhalve een slagboorhamer van de in de aanhef vermelde soort, waarbij de afzonderlijke terugslagimpul-sen tot een in hoofdzaak constante, dat wil zeggen een in verregaande mate van trillingen vrije reactiekracht worden afgevlakt, welke reac-tiekracht ook in de periodes tussen de afzonderlijke drukstoten werk-20 zaam is.

Hiertoe wordt de volgens de uitvinding voorgestelde slagboorhamer nader gekenmerkt, doordat is voorzien in een vereffenings-massalichaam, dat door de drukstoten in tegengestelde zin ten opzichte van de slagzuiger belast wordt en parallel hiermee, alsmede tegen de 25 werking van een in het huis steun nemende veer in, verplaatsbaar is.

Maatregelen, die nadere uitwerkingen van de uitgevonden slagboorhamer belichamen, staan vermeld in de volgconclusies.

De uitvinding zal thans, onder verwijzing naar een uitsluitend bij wijze van voorbeeld voor de uitvinding in de tekening weer-30 gegeven uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding, nog nader worden toegelicht.

De nekele figuur van de tekening toont, in schematische doorsnede, een met een hydraulische vloeistof werkende slagboorhamer, met weglating van details, elke in verband met de uitvinding van slechts 8020028 2 ondergeschikte betekenis zijn.

De weergegeven slagboorhamer 10 bevat een huis 11, dat aan zijn ene einde is voorzien van een tweetal handvatten 12, 13 en aan het andere einde van een, slechts schematisch aangegeven gereed-5 schapslegering 14, waarin b.v. een boorbeitel 15 in langsrichting verplaatsbaar kan worden ingezet. Aan de kop 16 van de boorbeitel 15 worden periodiek - zoals nog zal worden toegelicht - door het vooreifldé 17 van een langgerekte slagzuiger 18, slagen meegedeeld.

In het huis 11 is - slechts schematisch weergegeven -10 een inlaat 19 gevormd,· welke via een leiding met een, in de tekening niet-weergegeven drukbron, in het onderhavige geval een drukbron voor hydraulische vloeistof, verbonden is. De inlaat 19 leidt naar het verwijde deel 20 van een schuif- of verplaatsingskamer 21, waarin een, van twee ventielzuigers 22, 22' voorziene schuif 23 tegen de werking van 15 een veer 24 i, verplaatsbaar gelegerd is. Het van de veer 2k af gekeerde einde 25 van de ventielschuif 23 strekt zich tot buiten het huis 11 uit en ligt tegen een schamierbaar aan het handvat 13 bij het ver-wijzingscijfer 26 bevestigde bedieningshefboom 27 aan. Van de kamer 21 • gaat aan het, van het verwijde deel 20 af gekeerde einde een uitlaat 20 28 uit, welke in dit geval via een in de tekening niet-weergegeven retourleiding met een bak of voorraadhouder verbonden is, waaruit,het fluïdum voor de drukbron afkomstig is.

Van het verwijde deel 20 van de kamer 21 leidt een doorlaat 29 naar een vertakkingsplaats 30, vanwaaruit een naar een druk-25 accumulator 23 verlopend kanaal 32 uitgaat, voorts een doorlaat 33 naar het middenbereik van een verdere verplaatsingskamer 34, en tenslotte een verder kanaal 355 waarop hieronder nog nader wordt ingegaan.

De drükaccumulator 31 bevat een kamer 36, welke door een dicht, elastisch rekbaar membraan in twee compartimenten 38, 39 30 onderverdeeld is, waarbij het kanaal 32 in het compartiment 39 uitmondt. Het compartiment 38 bevat daarentegen een gas, dat onder druk staat, die vergelijkbaar is met de fluïdumdruk ter plaatse van de inlaat 19.

De kamer 34 bevat een verwijd bereik 4θ en een stuur-35 schuif 41 met twee ventielzuigers 42, 43, waarvan de ventielzuiger 43 is voorzien van een omtrekskraag 45. Het éne einde van de verplaatsings- 8020028 3 of schuifkamer 3** is via een doorlaat 1+1+ verbonden met het, naar het compartiment 39 lopende kanaal 32. Van het andere einde van de schuif-kamer 3^ gaat een kanaal k6 uit, waarop hieronder nog nader wordt ingegaan. Tenslotte gaat van het verwijde bereik U-0 van de kamer 3^ een 5 via de kamer 21 met de uitlaat 28 communicerende doorlaat 1*7 uit, terwijl op dezelfde hoogte als de doorlaat 1*7 van het verwijde bereik 1*0 een kanaal 1*8 uitgaat, dat als verzamelkanaal dienst doet voor drie retour- of lekkanalen 1*9, 50 en 51·

In het huis 11 is een cilinder 52 gevormd, waarin de 10 slagzuiger 18 heen en weer verplaatsbaar gelegerd is. De slagzuiger 18 bevat aan zijn, van het einde 17 af gekeerde einde een kraag 5**» welke met glijdende zitting, doch afdichtend in de cilinder 52 past. Op de kraag 53 volgt een gedeelte^ 5l* met kleinere diameter, zodat naar de binnenwand van de cilinder 52 toe een mantelvormige tussenruimte 55 15 vrij blijft. Op het gedeelte 5^ volgt een verdere kraag 56, welke zoals hieronder nog zal blijken, tezamen met het kanaal 1*6, respectievelijk. de monding hiervan, in de cilinder 52 als ventielzuiger werkzaam is en hiertoe is voorzien van twee stuurranden 57, 58. Op de kraag 56 volgt eerst een cilindrisch gedeelte 59 van ongeveer dezelfde diame-20 ter als het gedeelte 5l*j terwijl op het gedeelte 59 een zuigerschacht 60 volgt, welke met glijzitting door een, ten opzichte van .de cilinder 52 coaxiale doorlaatboring 61 heen reikt en het einde 17 van de slagzuiger 18 vormt. Aan zijn het dichtst bij de cilinder 52 gelegen einde is de doorlaatboring 61 voorzien van een verlaagd gedeelte 62, dat tezamen met 25 het gedeelte 59 als rem fungeert voor het geval, dat de kop. 16 van de beitel 15 te snel voor de slag van de slagzuiger 18 wijkt.

Het op de vrije kopzijde 63 van de kraag 53 aansluitende deel 65 van de cilinder 52 is, via een doorlaat 6k, verbonden met de schuifkamer 3I*. Het retourkanaal 1*9 mondt tussen de kragen 53 en 56 30 en het kanaal 35 in de onmiddellijke nabijheid van de verspringing 62 in de cilinder 52 uit.

Yan het deel 65 van de cilinder 52 gaat een doorlaat 66 uit, die door een centrale boring 67 als geleidingstap is verlengd, welke zich tot in een in het huis 11 coaxiaal ten opzichte van de ci-35 linder 52 gevormde kamer 69 uitstrekt en aan weerseinden in deze kamer vast met het huis 11 verbonden is. Op de, ongeveer ter halver hoogte 8020028 k tot op een geringere diameter versprongen uitgevoerde geleidingstap 68 is een in de kamer 69 aangebracht vereffeningsmassalichaam TO, tegen de werking van een veer 71 in, in langsrichting verplaatsbaar gelegerd. Het lichaam 70 is in hoofdzaak klokvormig en bevat een boring 72, door 5 middel waarvan het massaliehaam 70 een glijzitting heeft op het dikste gedeelte van de geleidingstap 68.

Tussen de boring 72 en het dunste gedeelte 68’ -van . de geleidingstap blijft een ruimte 73 vrij, welke via de boring 67 en de doorlaat 66 met het deel 65 van de cilinder 52 communiceert. De 10 boring 72 eindigt in een ringvormig vlak 7^» waarvan het oppervlak ongeveer correspondeert met het oppervlak van de kopzijde 63, verminderd met het oppervlak van de ringvlakken van de stuurrand 58 en dat aan het einde van het gedeelte 59 i zoals met streeplijnen en met een accolade boven de kopzijde 63 aangegeven.

15 Het vereffeningsmassalichaam 70 vormt, tezamen met het aan een einde tegen het einde van de kamer 69 en zo tegen het huis, en aan het andere einde op een schouder 75 aan het lichaam J0 steun nemende veer 71 een trilmassa, waarvan de eigen cirkeltrillingsfrequentie ongeveer 20 f =" \/~^ res V m bedraagt, waarbij met _c de veerconstante van de veer 71 en met m de massa van het lichaam 70 is aangeduid, d.w.z. dat c_ en m zuivere beme-tingsgrootheden zijn. Deze grootheden zijn, zoals nog zal blijken, zodanig te kiezen, dat de eigen trillingsfrequentie ten hoogste met de 25 helft, bij voorkeur echter met een derde van de frequentie van de druk-stoten correspondeert welke de kopzijde 63 belasten, en hierdoor aan de slagzuiger telkens een slagbeweging meedelen.

Deze periodieke drukstoten komen in het onderhavige geval als volgt tot stand: In figuur 1 is de slagboorhamer 10 in uit-30 geschakelde toestand weergegeven. Aan de inlaat 19 toegevoerd druk-fluïdum stroomt via de schuifkamer 21 rechtstreeks naar de uitlaat 28. Zodra echter de bedieningshefboom 27 ingedrukt wordt, wordt de ventiel-schuif 63, tegen de werking van de veer 2k in, in de kamer 21 gedrukt en onderbreekt de ventielzuiger 22 de stromingsverbinding tussen 20 en 35 21. Hierdoor Wordt in de doorlaat 29, in de kanalen 32, 35,in de door- 8020028 5 laat 33 en daardoor tevens in de schuifkamer 3^, in de doorlaat 6b en in het.deel 65 van de cilinder druk opgedouwd. Deze druk in het deel 65 stuwt de slagzuiger 18 voorwaarts, omdat het oppervlak van de kopzijde 23 groter is, dan de som van de ringvormige oppervlakken van stuur-5 rand 58 en verspringing 59· Tegelijkertijd is de druk echter ook, via het ringvlak jU, werkzaam op het lichaam TO en licht dit op vanuit zijn ruststand. Zodra de kraag 58, d.w.z. de stuurrand 57 daarvan,-het kanaal b6 vrij gegeven heeft, communiceert dit via de ruimte 55 met het drukloze kanaal ^9j d.w.z., dat de kopzijde van de kraag ^5 druk-10 loos wordt. Nu werkt echter de druk via de doorlaat ^ 6ok op de vrije zijde van de ventielzuiger !+2, zodat de stuurschuif M in figuur 1 omlaag verplaatst wordt. Dit heeft tot gevolg, dat enerzijds de doorlaat 33 gesloten wordt en anderzijds doorlaat 6b wordt verbonden met doorlaat i+T. Het deel 65 wordt aldus met de uitlaat 28 verbonden, ter-15 wijl de steeds nog toestromende drukvloeistof zich in de drukaccumula-tor 31 ophoopt. Aangezien het kanaal 35 door de beweging van de stuurschuif 1+1 niet beïnvloed wordt, wordt nu de slagzuiger 18 door de werking van de drukvloeistof op de ringvlakken van 58, 59 teruggedrongen en wel zo ver, tot de stuurrand 58 de verbinding van het kanaal b6 met 20 het onder druk staande kanaal 35 weer tot stand gebracht heeft. Aangezien het deel 65 van de cilinder in deze fase drukloos is, vervalt ook de werking op het lichaam J0, dat aldus weer naar zijn uitgangsstand nadert, voor zover de kracht van de veer J1 in staat is, vloeistof döor de boring 67 en de doorlaat 66 te verdringen.

25 Zodra echter de kanalen 35 en b6 in verbinding staan, ondergaat de stuurschuif U1, dank zij het grotere oppervlak van de kraag 1*5 een kracht, welke de stuurschuif 1*1 tot in de, in de figuur weergegeven uitgangsstand terugdringt, zodat in het deel 65 een nieuwe druk-stoot ontstaat.

30 Aangezien de stuurschuif. 1*1, dank zij zijn geringe massa, aanzienlijk, minder traag is, dan het lichaam 70, keert die schuif naar zijn uitgangsstand terug, voordat, het lichaam 70 weer zijn uitgangsstand bereikt heeft.

De met de frequentie van de drukstoten cyclisch op het 35 lichaam 70 werkzame stoten hebben aldus enerzijds een "statische" uitslag van het lichaam 70 tegen de kracht van de veer tot gevolg, op wel- 8020028 6 ke uitslag een - grof "benaderd - sinusvormige trilling wordt gesuper-poneerd.

De genoemde, "statische" uitslag is van de, van de drukstoot uitgaande kracht maal de tijdsduur van de drukstoten of -5 anders uitgedrukt - van de slagcapaciteit van de boorhamer afhankelijk. De op de "statische" uitslag van het lichaam, 70 gesuperponeerde trilling is- afhankelijk van de, van de drukstoten uitgaande kracht en 'van de massa van het lichaam 70, doch praktisch onafhankelijk van de veer-constante van de veer 71· Zoals reeds opgemerkt, zijn deze beide waar-10 den van veerconstante en massa zodanig gekozen, dat de eigen cirkel-trillingsfrequentie van het lichaam 70 ongeveer met het drievoud van de frequentie van de drukstoten correspondeert. Het lichaam 70 vormt aldus een trillingsorgaan van tweede orde, waarvan de trillingsbewe-ging een faseverschuiving van ongeveer 180° heeft ten opzichte van de 15 slagen van de slagzuiger.

Als resultaat ondergaat het huis 11 niet bij elke, op de slagzuiger werkzame drukstoot een abrupte terugslag doch slechts de van de veer 71 uitgaande kracht, welke ongeveer sinusvormig om een constante waarde heen schommelt. Door geschikte keuze van de systeem-20 parameters is het aldus mogelijk, deze kracht op elk tijdstip lager te houden dan het gewicht van het huis 11, zodat dit nimmer versneld wordt in de richting van de bedieningspersoon.

Het spreekt vanzelf, dat het beginsel van afvlakking van de op het huis werkzame drukstoten ook te realiseren is voor pneu-25 matisch aangedreven slagboorhamers. In dat geval zou de van de uitlaat 28 uitgaande retourleiding komen te vervallen en desnoods door een geluiddemper kunnen worden vervangen.

Voor de besturing van de frequentie van de drukstoten en daardoor van de slagen, kan ook in het kanaal 35 een naar de cilinder 30 52 toe sluitend terugslagventiel met groot doorstromingsdwarsprofiel en, parallel hiermee, een smoorplaats worden ingeschakeld. Hierdoor kan de slag van de slagzuiger 18 praktisch onbelemmerd worden volvoerd, terwijl de terugslag slechts naar rato van het door de smoorplaats stromende drukfluïdum plaats vindt.

8020028

Claims (8)

1. Slagboorhamer met een in een huis aangebrachte cilinder, waarin een slagzuiger heen en weer verplaatsbaar gelegerd is en door middel van periodieke drukstoten van een drukfluïdum voor het uitvoeren van slagen aangedreven kan worden, met het kenmerk, dat is 5 voorzien in een vereffeningsmassalichaam (70), dat door de drukstoten in tegengestelde zin ten opzichte van de slagzuiger (18) belast wordt en parallel ten opzichte hiervan, alsmede tegen de werking van een in het huis (11) steun nemende veer (71) in, verplaatsbaar is.

2. Slagboorhamer volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 10 de massa van het vereffeningsmassalichaam (70) en de veer-constante van de veer (71) zodanig zijn gekozen, dat de eigen cirkeltrillingsfrequen-tie van het vereffeningsmassalichaam (70) verschilt van de frequentie van de drukstoten.

3. Slagboorhamer volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat 15 de eigen cirkeltrillingsfrequentie van het vereffeningsmassalichaam (70) ten hoogste correspondeert met de helft, bij voorkeur met een derde van de frequentie van de drukstoten. b. Slagboorhamer volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het vereffeningsmassalichaam (70) een ruimte (73) begrenst, welke 20 met het door de periodieke drukstoten belaste deel (65) van de cilinder (52) in stromingsverbinding staat.

5· Slagboorhamer volgens conclusie U, met het kenmerk, dat het vereffeningsmassalichaam (70) door een coaxiaal ten opzichte van de slagzuiger (18) aangebracht, cilindrisch lichaam gevormd wordt, dat 25 een, de genoemde ruimte (73) begrenzende, cilindrische boring (73) bevat, door middel waarvan het cilindrische lichaam op een geleidingstap (68) verplaatsbaar gelegerd is.

6. Slagboorhamer volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de genoemde ruimte (73) via een, in de geleidingstap (68) gevormde 30 doorlaat (66, 67) communiceert met het door de periodieke drukstoten belaste deel (65) van de cilinder (52).

7. Slagboorhamer volgens conclusie 5, met het kenmerk, 8020028 dat het vereffeningsmassalichaam (70) en de veer (71) hiervan aangebracht zijn in een coaxiaal ten opzichte van de cilinder (52) in het huis (11) gevormde kamer (69)·

8. Slaghoorhamer volgens ten minste een der conclusies 5 ^ - 7» met het kenmerk, dat de massa van het vereffeningsmassalichaam (70) en de veerconstante van de veer (71) zodanig zijn gekozen, dat de eigen cirkeltrillingsfrequentie van het vereffeningsmassalichaam:' (TO) ten hoogste met de helft, hij voorkeur met een derde van de frequentie van de drukstoten correspondeert. -

9. Slaghoorhamer volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het in tegengestelde zin ten opzichte van de slagzuiger (18) belaste vlak (7¾) van het vereffeningsmassalichaam (70) in hoofdzaak even groot is als dat door de drukstoten belaste vlak van de slagzuiger (18), dat de slagen bewerkstelligt. 802D028