DE2536143C2 - Hydraulisches Schlaggerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Schlaggerät,

ίο in dessen Gehäuse, welches Kanäle zum Durchgang von Flüssigkeit aufweist, axial beweglich ein Stufenschlagkolben, der mit seiner größeren Stufe an den Vorderteil des Gerätes elastisch angedrückt ist und unter der Wirkung von Druckflüssigkeit zu Arbeits- und Leerhüben hin- und herbewegbar ist und bei den Arbeitshüben auf einen Amboß schlägt, der mit einem Arbeitswerkzeug verbunden ist, das im Gehäuse am Vorderteil des Geräts angeordnet ist, sowie ein auf den Schlagkolben aufgesetztes, hülsenförmiges Stufendifferentialventil angeordnet ist, welches gleichfalls hin- und herbewegbar ist um Druckflüssigkeit in den vorderen Schlagkolbenarbeitsraum bzw. nach außen zu lassen, und die entsprechend den Stufen des Schlagkolbens ausgebildete Arbeitsräume aufweist, in deren hinterem die Stufe

2^ kleineren Durchmessers abgedichtet geführt ist.

Ein derartiges Schlaggerät ist aus dem SU-Erfinderschein 3 65 455 bekannt.

Der Stufenschlagkolben ist bei diesem bekannten hydraulischen Schlaggerät ungeteilt, d. h. seine Stufen mit verschiedenem Durchmesser sind als ein Körper ausgeführt, wobei sich die kleinere Stirnfläche des hinteren Schlagkolbenteils im hinteren Arbeitsraum des Gehäuses befindet, der mit einer Druckrohrleitung dauernd verbunden ist. In der äußeren vorderen Stellung des Stufenventils, in Richtung zum Arbeitswerkzeug sind dessen Kanäle mit den Kanälen des Gehäuses verbunden, durch welche der vordere Arbeitsraum mit der Druckrohrleitung verbunden ist. Die Druckflüssigkeit dringt in den vorderen Arbeitsraum ein und bewirkt einen Leerhub des Schlagkolbens und drückt dabei eine Feder zusammen, welche zwischen der oberen Stirnfläche der großen Stufe des Schlagkolbens und einem ringförmigen Vorsprung des Gehäuses angeordnet ist. Am Ende der Leerhubs, in Richtung vom Arbeitswerkzeug weg, streift der Schlagkolben mit seinem ringförmigen Außenvorsprung einen ringförmigen Innenvorsprung des Ventils und löst das Ventil vom Amboß, wonach das Ventil sich infolge der Stirnflächendifferenz unter der Wirkung der Druckflüssigkeit in Richtung vom Arbeitswerkzeug weg rückwärts bewegt und die Auslaßkanäle öffnet Dabei werden die Ventilkanäle durch die seitlichen Zylinderwände des Gehäuses überdeckt, und der vordere Arbeitsraum wird von der Druckrohrleitung getrennt, wodurch über dem Schlagkolben und in der Druckrohrleitung ein hydraulischer Druckschlag erfolgt. Unter der Wirkung dieses hydraulischen Schlags und des Überdrucks der Flüssigkeit auf die Stirnfläche der kleinen Stufe des Schlagkolbens sowie durch die Wirkung der sich spreizenden Druckfeder vollzieht der Schlagkolben einen Arbeitshub, indem er die Druckflüssigkeit aus dem vorderen Schlagkolbenraum nach außen verdrängt Am Ende dieses Arbeitshubs verstellt der Schlagkolben das Ventil in die äußere vordere Stellung, in Richtung zum Arbeitswerkzeug, wobei es die Auslaßkanäle schließt und dem mit dem Arbeitswerkzeug verbundenen Amboß einen Schlag versetzt. Durch das Anhalten des Schlagkolbens erfolgt in der Rohrleitung ein zweiter

Druckschlag, unter dessen Wirkung sowie der Wirkung des Überdrucks der Flüssigkeit der Schlagkolben seinen Leerhub wiederholt und der Vorgang neu beginnt.

Ein Nachteil dieses hydraulischen Schlaggeräts besteht darin, daß die Stufen des Schlagkolbens miteinander starr verbunden sind und einen ungeteilten Körper bilden, wodurch große Energieverlust durch die Druckschläge in der Druckrohrleitung entstehen, so daß ein besonderer Kompensator (Resonator) zur Dämpfung der Druckschläge im Hochdruckschlauch bzw. in den Rohren, durch die dem Gerät Druckflüssigkeit zugeführt wird, erforderlich ist Im Kompensator geht jedoch ein Teil der Energie der Druckschläge verloren. Außerdem kompliziert die Gegenwart eines Kompenrators die Konstruktion des hydraulischen Schlaggeräts und setzt seine Betriebsstabilität herab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Schlaggerät zu schaffen, das es ermöglicht, die beim Betrieb des Geräts, insbesondere beim Schließen des Ventils sich ergebenden Druckschläge zu verringern und dadurch eine Verbesserung des Wirkungsgrades zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch ein hydraulisches Schlaggerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schlagkolben in zwei Teile mit verschiedenem Durchmesser, einen eigentlichen Schlagkolben 3 mit größerem Durchmesser und einen Kolben 4 mit kleinerem Durchmesser, geteilt ist und daß zwischen den Teilen ein elastisches Element angeordnet ist, wobei im Schlagkolben 3 seitens der dem hinteren Endteii des Schlaggeräts zugewandten Stirnfläche in seiner Längsachse ein axialer Zylinderraum 22 ausgeführt ist, dessen Querschnittsfläche kleiner als die vordere Arbeitsfläche 3' des Schlagkolbens 3 ist, daß der Kolben 4 als Hohlkörper ausgeführt ist, dessen das eine Ende bildender Hohlzylinder 4a im Zylinderraum 22 des Schlagkolbens 3 axial beweglich und dessen das andere Ende bildender Hohlzylinder 4b gleichfalls axial beweglich im axialen hinteren Arbeitsraum 16 des Gehäuses angeordnet ist, dessen Querschnittsfläche kleiner als die vordere Fläche des Schlagkolbens 3 ist, wobei die Fläche der Stirnseite 4c des Hohlzyiinders 4b, welcher im axialen Arbeitsraum 16 des Gehäuses 2 angeordnet ist, größer als die Fläche der Stirnseite 4d des Hohlzylinders 4a ist, der im Zylinderraum 22 des Schlagkolbens 3 angeordnet ist.

Diese Lösung ermöglicht die Übertragung der Druckschläge durch einen direkten Strom von Druckflüssigkeit auf den Boden des axialen Zylinderraums des Schlagkolbens und durch den Kolben auf das elastische Element, wodurch der Wirkungsgrad des hydraulischen Schlaggeräts größer wird und die Notwendigkeit der Anwendung eines Kompensators zum Dämpfen der Druckschläge in der an das Gerät angeschlossenen Druckrohrleitung entfällt. Außerdem bietet diese technische Lösung die Möglichkeit, das Gerät mit kleineren Längenmaßen auszuführen.

Es ist auch vorteilhaft, an der seitlichen Außenfläche des getrennten Schlagkolbens einen Ringvorsprung und an der Innenfläche des Gehäuses eine entsprechende Stufe auszuführen, welche gemeinsam eine Ringkammer bilden, wobei in der Wandung des Gehäuses auf diese Stufe Kanäle auszuführen sind, welche die Ringkammer mit der Außenluft in der äußeren vorderen Stellung in Richtung zum Arbeitswerkzeug des Schlag- b^r> kolbens verbinden, der bei seinem Leerhub mit Hilfe des Ringvorsprungs die durch diese Kanäle in die Ringkammer eingedrungene Luft komprimiert und sie durch den Ringspalt zw sehen dem Gehäuse und dem Schlagkolben in den Hohlraum des Gehäuses zwischen dem Schlagkolben und dem Kolben hineinpreßt

Die komprimierte Luft spielt die Rolle eines elastischen E!i ments, so daß ein automatisches Einpressen der komprimierten Luft in den Hohlraum des Gehäuses sowie die Erzeugung eines elastischen Elements ohne zusätzlichen Kompensator unter dem Schlagkolben erreicht wird, was zu einer Steigerung des Wirkungsgrades des Gerätes führt sowie die Möglichkeit bietet, die Druckfeder, welche eine relativ kurze Lebensdauer hat, durch ein elastisches Element zu ersetzen, das praktisch nicht versagen kann.

Man kann auch das zwischen dem Schlagkolben und dem Kolben angeordnete elastische Element als Druckfeder ausführen. Dies ist in denjenigen Fällen vorteilhaft, wo der Einsatz von Druckluft Schwierigkeiten bereitet, beispielsweise bei der Verwendung des hydraulischen Schlaggerätes als Tauchgerät zum Abteufen von Tiefbohrungen, welches sich während der Arbeit in einem ersoffenen Bohrloch befindet

Durch die Erfindung wird ein betriebssicheres hydraulisches Schlaggerät geschaffen, welches sich im Vergleich zu den bekannten hydraulischen Schlaggeräten der gleichen Art durch ihre einfache Konstruktion, ihr geringes Gesamtgewicht und ihren höheren Wirkungsgrad auszeichnet. Dieses erfindungsgemäße hydraulische Schlaggerät arbeitet effektiv als hydraulischer Hammer (Bruchsteinschläger) sowie als Hydroschläger zum Abteufen von Bohrlöchern und Tiefbohrungen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

F i g. i ein erfindi'.ngsgemäßes hydraulisches Schlaggerät im Längsschnitt,

Fig. 2einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. '.,

F i g. 3 das erfindungsgemäße hydraulische Schiaggerät, in welchem die dem hinteren Endteil des Gerätes zugewandte Stirnfläche ihres Kolbens bei den Arbeitsund Leerhüben des Kolbens nicht an das Gehäuse angedrückt ist,

Fig.4 ein erfindungsgemäßes Schlaggerät als hydraulischer Schlagharnmer (Brechsteinschläger) im Längsschnitt,

F i g. 5 die Baugruppe »A «in F i g. 4, vergrößert,

F i g. 6 die Baugruppe »B« in F i g. 4, vergrößert.

Das in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte hydraulische Schlaggerät kann beim Einsatz eines entsprechenden Arbeitswerkzeuges in ihrem Kopfteil als hydraulischer Schlaghammer (Brechsteinschläger) und als hydraulischer Schläger zum Abteufen von Bohrlöchern und Tiefbohrungen mit Hilfe eines Arbeitswerkzeuges antreibenden Drehwerkes verwendet werden.

Dieses hydraulische Schlaggerät weist ein am Vorderteil anliegendes Stufengehäuse I und ein an ihrem hinteren Endteil anliegendes Gehäuse 2 auf, wobei beide Gehäuse miteinander verbunden sind.

In den Gehäusen 1 und 2 sind axialverstellbar ein Schlagkolben 3 mit größerem Durchmesser im Kopfteil des Gerätes sowie ein Kolben 4 mit kleinerem Durchmesser im hinteren Endteil des Gerätes angeordnet

Zwischen dem Schlagkolben 3 und dem Kolben 4 ist eine zylindrische Druckfeder 5 angeordnet.

Im Vorderteil des Gehäuses 1 ist ein Amboß 6 angeordnet, welcher mit einem Arbeitswerkzeug 7 zum Abteufen von Bohrlöchern und Tiefbohrungen verbun-

den ist.

Während der Arbeit des Gerätes übt der Schlagkolben 3 mit seiner vorderen Stirnfläche auf den Amboß 6 einen Schlag aus, welcher durch das Arbeitswerkzeug 7 den Schlag auf den zu zerstörenden Gegenstand überträgt.

Das Gehäuse 1 ist mit einem Deckel in Form einer Schlitzmutter 8 verschlossen, welche den Amboß 6 aufnimmt. In der Schlitzmutter 8 und im Amboß 6 sind Auslaßkanäle 9 vorgesehen. Im Gehäuse 1 sind Kanäle

10 und 11 sowie eine ringförmige Nut 12 ausgeführt.

Im Gehäuse 2 sind Kanäle 13,14,15, ein Arbeitsraum 16 und ein Stutzen 17 vorgesehen, welche, mit Ausnahme des Kanals 15 in Verbindung mit dem Kanal

11 und der Ringnut 12 für die Zufuhr der Druckflüssigkeit in den hinteren bzw. vorderen Arbeitsraum 16 bzw. 16' des Gerätes dienen.

Der Kanal 15 verbindet den hinteren ringförmigen Schlagkolbenraum 15a des Gehäuses 2, welcher der Wirkung der Druckflüssigkeit nicht ausgesetzt ist, mit der Außenluft. Dadurch ist die Bildung eines Wasserpolsters im genannten Hohlraum infolge des Durchsickems von Druckflüssigkeit aus dem Geräteinneren durch die Dichtungsmanschetten, welches die Bewegung des Schlagkolbens 3 bei seinem Leerhub in Richtung vom Arbeitswerkzeug weg bremsen könnte, ausgeschlossen.

Das Gehäuse 2 wird durch den Rohrstutzen 17 mit einer Rohrsäule (nicht dargestellt) verbunden, durch welche dem Gerät eine Druckflüssigkeit zugeführt wird. Mit Hilfe der Rohrsäule wird das hydraulische Schlaggerät von einem besonderen Drehwerk (nicht dargestellt), welches an der Mündung des abzuteufenden Bohrloches angeordnet ist, gedreht.

Beim Einsatz des Gerätes als hydraulischer Hammer zum Einrammen von Pfählen, für Freiform- und Gesenkschmiedearbeiten, zum Zerschlagen formloser Massen ist kein Drehwerk erforderlich, in diesen Fällen wird der Rohrstutzen 17 mit der Druckrohrleitung durch einen Spezialpanzerschlauch (nicht dargestellt) verbunden. Im Gehäuse 1 ist auf dem Schlagkolben 3 ein hülsenförmiges Stufendifferentialventil 18 mit einem inneren exzentrischen Ringvorsprung 19 und mit Kanälen 20 angeordnet, welche zum Durchgang der Druckflüssigkeit in den vorderen Arbeitsraum 16' der Gehäuse 1 und 2 zum Ausführen eines Leerhubes in Richtung vom Arbeitswerkzeug weg bestimmt sind.

Der Schlagkolben 3 weist in seinem Vorderteil einen Ringvorsprung 21 und im hinteren Endteil einen axialen Zylinderraum 22 auf, dessen Querschnittsfläche kleiner als die vordere Arbeitsfläche des Schlagkolbens ist.

Im Gehäuse 2 des hinteren Endteils des Gerätes ist axial der zylindrische Arbeitsraum 16 ausgeführt. Der Kolben 4 ist als Hohlkörper ausgeführt und weist an einem Ende einen Hohlzylinder 4a, der so angeordnet ist, daß er sich in einem Zylinderraum 22 im Schlagkolben 3 axial bewegen kann, und am anderen Ende einen Hohlzylinder 46 auf, der so angeordnet ist, daß ;r sich im Arbeitsraum 16 des Gehäuses axial bewegen kann.

Der Querschnitt des Arbeitsraumes 16 ist kleiner als die vordere Schlagkolbenfläche 3'. wobei die Fläche der Stirnseite 4c des Hohlzylinders 4b, welcher im Arbeitsraum 16 des Gehäuses 2 angeordnet ist. die Fläche der Stirnseite 4c/des Hohlzylinders 4a übersteigt, welcher im Zylinderraum 22 des Schlagkolbens 3 angeordnet ist

Bei einer derartigen Konstruktion des Gerätes entfällt die Notwendigkeit der Verwendung einer besonderen Vorrichtung (eines Resonators) zum Dämpfen der Druckschläge, das gewöhnlich in einer gewissen Entfernung vom Schlaggerät in der Rohrleitung zur Zufuhr der Druckflüssigkeit in das Gerät angeordnet wird. Dabei steigt der Wirkungsgrad des Gerätes, da die Druckschläge bei den Arbeits- und Leerhüben des Schlagkolbens 3 ihre Energie durch den Kolben 4 auf die Feder 5 übertragen, welche ihrerseits diese Energie auf den Schlagkolben 3 bei dessen Arbeitshub effektiv

to überträgt.

Der innere Ringvorsprung 19 des Ventils 18 ist exzentrisch zur Längsachse des Gerätes ausgeführt, und sein Innendurchmesser übersteigt den Durchmesser des Ringvorsprungs 21 des Schlagkolbens 3 um Spaltbreite bei Laufsitzanordnung. Diese Ausführung ist dazu vorgesehen, daß das Ventil 18 durch den Ringvorsprung 21 auf den verjüngten Teil des Schlagkolbens 3 außerhalb des Gerätes aufgesetzt werden kann, ohne jedoch von diesem Teil des Schlagkolbens im zusammengebauten Gerät während der Arbeit abgleiten zu können, da es mit seinem Vorsprung 19 am Vorsprung 21 des Schlagkolbens anstößt und dadurch angehalten wird. Dank der Ausführung des Ventils 18 mit einem exzentrischen Vorsprung trennt der Schlagkolben 3 am Ende seines Leerhubes (in Richtung vom Arbeitswerkzeug weg) das Ventil 18 vom Amboß 6.

Das in F i g. 4.5 dargestellte hydraulische Schlaggerät kann nur als hydraulischer Hammer (Brechsteinschläger) zum Zerstören formloser Massen (Brechgut), für

so Metallschmiedearbeiten, zum Einrammen von Pfählen u. dgl. verwendet werden. Die Schläge auf den zu zerstörenden Körper bewirkt dieses Gerät mit der Stirnfläche des Vorderteils des Schlagkolbens 3.

In seiner Bauart unterscheidet sich der hydraulische

!■"j Hammer nur wenig von dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten hydraulischen SchlaggeräL

Im exzentrischen Ringvorsprung 19 des Differentialventils 18 des hydraulischen Hammers sind zusätzliche Kanäle 23 für den Durchgang der Druckflüssigkeit

• vorgesehen. Der Schlagkolben 3 ist mit einem zusätzlichen Ringvorsprung 24 und zusätzlichen Dichtungsmanschetten 25,26 und das Gehäuse 2 ist mit einer dem Ringvorsprung 24 entsprechenden zusätzlichen Stufe 27 ausgeführt und weist Saugkanäle 28 auf.

-". Zwischen Gummimanschettenpaaren 29, 29a und 30, 30a der Außen- und Innenfläche des Schlagkolbens 3, welche zwei verschiedene Medien (Flüssigkeit und Druckluft) abdichten, sind Ringnuten 31 und 32 hergestellt, welche untereinander und mit der Außenluft durch Kanäle 33, 34, 35, 36 verbunden sind. Diese Ausführungsart dient zur Ableitung der durch die Manschetten 29a. 29,30a. 30 nach außen durchgesickerten Flüssigkeit, damit sie nicht in den Hohlraum 37 gelangen kann, welcher mit Druckluft gefüllt ist, die aus

">■"· der Atmosphäre mit Hilfe des Ringvorsprungs 24 des Schlagkolbens 3 eingepreßt wird, der sich mit der Manschette 25 in der Ringkammer 38 der zusätzlichen Stufe 27 des Gehäuses 2 bewegt.

Das Einpressen von Druckluft erfolgt beim Leerhub des Schlagkolbens 3 durch einen Ringspalt 38a (F i g. 5) zwischen dem Gehäuse 2 und dem Schlagkolben 3 und weiter durch die Manschette 26, welche mit ihren Rändern dem Hohlraum 37 zugewandt ist und als Rückschlagventil dient Im Gehäuse 2 ist im Bereich des Hohlraumes 37 ein Rohrstutzen 39 vorgesehen, welcher ein Sicherheitsventil (eine Entiastungsklappe) 40 enthält, das auf einen bestimmten Druck der Druckluft im Hohlraum 37 durch die Mutter 41 mit dem Kanal 42

eingestellt und fixiert werden kann. Der Deckel 43 wird mit Hilfe eines Bolzens 44 geschlossen. In diesem Bolzen ist eine Durchgangsöffnung 45 vorgesehen, welche zur Befestigung eines Seils (nicht dargestellt) dient, an dem der hydraulische Hammer während der Arbeit aufgehängt wird.

In der als Deckel dienenden Schlitzmutter 8 des Gehäuses 1 ist vor dem Ventil 18 ein Ringvorsprung 46 (Fig. 4, 6) ausgeführt, welcher von außen einen dem Arbeitswerkzeug zugewandten vorderen Vorsprung 47 des Ventils 18 umfaßt und zwischen seiner inneren Oberfläche und der äußeren Seitenfläche des vorderen Vorsprungs 47 des Ventils 18 einen Ringspalt 48 zum Durchgang der Flüssigkeit bildet. Dadurch kann das Ventil 18 zu Beginn seines Rücklaufes in der Richtung des hinteren Endtcüs des Gerätes bei einem beliebig großen Querschnitt der Auslaßkanäle 9 und maximalem Druck der Preßluft im Hohlraum 37 so lange arbeiten, bis die Kanäle 20 überdeckt werden, wodurch der Wirkungsgrad und die Betriebssicherheit des Gerätes ansteigen. Der Wert »h«der Erhebung des Vorsprungs 46 über der Anlagefläche des Ventils 18 am Deckel 8 soll gleich bzw. 1,5- bis 2mal größer als die lichte Weite der Öffnungen 20 des Ventils 18 sein. Die Querschnittsfläche des Ventils 18 ist an der Stelle seines Vorsprungs 47 größer als seine Querschnittsfläche im hinteren Endteil. Im hinteren Deckel 43 (Fig.4) des Gehäuses 2 ist eine zusätzliche Stufe 49 ausgeführt, in welche ein zusätzlicher Ringvorsprung 50 des Hohlkolbens 4 eingeht. Die durch Druck nicht kompensierte Fläche des Ringvorsprungs 50 befindet sich im ringförmigen Hohlraum 51 des Deckels 43, welcher durch die Kanäle 52 mit der Außenluft verbunden ist. Die zusätzliche Stufe 49, der Vorsprung 50 sowie der Hohlraum 51 mit den Kanälen 52 sind nur im Falle des Ersetzens der Feder durch Druckluft bzw. durch einen anderen gasförmigen Stoff erforderlich, dessen Druck immer kleiner als der Druck der Arbeitsflüssigkeit sein muß, damit man den Schlagkolben 3 bei seinem Leerhub in Richtung des hinteren Endteils des Gerätes zurückführen kann, und darum muß die Stirnfläche des Hohlkolbens 4, welche sich unter der Wirkung von Druckluft bzw. eines anderen Gases befindet, größer als die Flächendifferenz seiner Stirnseiten sein, die sich unter der Wirkung der Druckflüssigkeit befinden, da nur unter dieser Bedingung der Kolben 4 in den Zeitabschnitten zwischen den Druckschlägen sich in der Endstellung halten kann, welche in F i g. 4 gezeigt ist und für ein normales Arbeiten des Gerätes erforderlich ist.

Für die Beschreibung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Gerätes wird a!s Anfangssteilung die in F i g. 1 dargestellte Position angenommen.

In dieser Lage ist das Ventil 18 an den Amboß 6 angedrückt, wodurch die Auslaßkanäle 9 geschlossen sind, die Kanäle 20 liegen gegenüber der Ringnut 12, so daß der vordere Arbeitsraum 16' der beiden Gehäuse 1 und 2 durch die Kanäle 20, die Ringnut 12, die Kanäle 11, 13, 14 mit dem Arbeitsraum 16, dem Zylinderraum 22 und der Druckrohrleitung (der Rohrsäule bzw. des Panzerschlauches) verbunden ist

Aus der Druckrohrleitung (nicht dargestellt) gelangt durch den Rohrstutzen 17 Druckflüssigkeit in den Arbeitsraum 16, den Zylinderraum 22 sowie durch die Kanäle 14, 13, 11, 12, 20 in den vorderen Arbeitsraum 16' der beiden Gehäuse 1 und 2 und bewirkt, daß sich der Schlagkolben 3 zurückzieht (nach rechts in der Zeichnung), da die Flächen seiner von der Druckflüssigkeit umspülten Stirnseiten nicht gleich sind: Die vordere Arbeitsfläche 3' des Schlagkolbens ist größer als die hintere, welche der Querschnittsfläche des Zylinderraumes 22 entspricht. Dabei bewirkt der Schlagkolben 3 einen Leerhub und drückt die Feder 5 zusammen.
^r, Sobald der Schlagkolben 3 die vorgegebene Strecke zurückgelegt hat, streift er mit seinem Ringvorsprung 21 den inneren exzentrischen Ringvorsprung 19 des Ventils 18, trennt das Ventil 18 vom Amboß 6 und öffnet die Auslaßkanäle 9.

ίο Daraufhin setzt das Ventil 18 seine Rückwärtsbewegung selbständig unter der Wirkung der Druckflüssigkeit fort, welche aus dem vorderen Arbeitsraum 16' infolge der Flächendifferenz der entgegengesetzten Stirnflächen des Schlagkolbens ausfließt, die der der Wirkung der Druckflüssigkeit nicht ausgesetzten Fläche des Ventils 18 entspricht, die sich im ringförmigen Zwischenraum 18a des Gehäuses 1 befindet, der seinerseits durch die Kanäle 10 mit der Außenluft verbunden ist.

Zu Beginn des Rückwärtsganges des Ventils 18 verstellen sich seine Kanäle 20 gegenüber der Ringnut 12 und werden schnell durch die zylindrische Wandung des Gehäuses 1 überdeckt, der Schlagkolben hält an, und über ihn sowie in der Druckrohrleitung erfolgt ein Druckschlag, welcher auf den Schlagkolben 3 durch die größere Stirnfläche 4c des Kolbens 4 und die Feder 5 sowie direkt durch den Boden seines Zylinderraumes 22 auf den Schlagkolben 3 übertragen wird. Unter der Wirkung des Druckschlages und des Überdrucks der Flüssigkeit auf den Boden des Zylinderraumes 22 sowie unter der Wirkung der sich spreizenden Feder 5 schnellt der Schlagkolben 3 vorwärts (nach links in der Zeichnung), verdrängt die Flüssigkeit aus dem vorderen Arbeitsraum 16' der beiden Gehäuse 1 und 2 nach außen durch den geöffneten Ringspalt zwischen dem Gehäuse 1 und dem Amboß 6 und weiter durch die Auslaßkanäle 9. Dabei stößt der Schlagkolben 3 auf das unter dem Druck der austretenden Flüssigkeit sich ihm entgegen bewegende Ventil 18, zieht es mit sich und schlägt auf den Amboß 6, welcher mit dem Arbeitswerkzeug 7 verbunden ist. Das durch den Schlagkolben 3 mitgenommene Ventil 18 bewegt sich aufgrund der Trägheitskräfte weiter und stößt gegen den Amboß 6 und legt sich an ihn an, da dann die vordere Stirnfläche des von Flüssigkeit umspülten Ventils kleiner als seine hintere Stirnfläche ist.

Durch das Anliegen des Ventils 18 am Amboß 6 wird das Verdrängen der Flüssigkeit aus dem vorderen Schlagkolbenraum der beiden Gehäuse 1 und 2 nach

so außen unterbrochen, und in der Druckrohrleitung erfolgt wieder ein Druckschlag, welcher durch die Kanäle 20 des Ventils 18 in den vorderen Arbeitsraum 16' der Zylinder 1 und 2 übertragen wird.

Unter der Wirkung des Druckschlags und des Überdrucks der Flüssigkeit vollzieht der Schlagkolben 3 wieder einen Leerhub und der Vorgang wiederholt sich von neuem.

Das in Fig.3 dargestellte hydraulische Schlaggerät ist ebenso, weil das oben beschriebene Gerät (nach Fig. 1) eingerichtet und wirkt nach dem gleichen Arbeitsprinzip, mit dem Unterschied, daß die Feder 5 (F i g. 3) beim Arbeits- und Leerhub des Schlagkolbens 3, auch in der hinteren äußeren (in Richtung vom Arbeitswerkzeug weg) Stellung des Schlagkolbens 3 den Kolben 4 nicht an den hinteren Endteil des Gehäuses 2 andrückt, wodurch der Kolben 4 einen freien Rücklauf hat, welchen er gemeinsam mit dem Schlagkolben 3 und der Feder 5 beim Leerhub des

Schlagkolbens ausführt. Nur in den äußeren Endstellungen des Schlagkolbens 3, wenn Druckschläge entstehen, spielt der Kolben 4 mit der Feder 5 die Rolle eines Kompensator zum Dämpfen der Druckschläge. Die gedämpfte Energie der Druckschläge wird durch die Feder 5 auf den Schlagkolben 3 übertragen, welcher sie auf den Amboß 6 überträgt, gleichzeitig mit der Energie der Druckschläge und des Überdrucks der Flüssigkeit, welche durch den Boden des Zylinderraumes 22 übertragen werden.

Der Wirkungsgrad sowie andere Faktoren der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsvariante weisen keine Vorzüge im Vergleich zu den Kennwerten des in F i g. 1 dargestellten Gerätes auf. Sie läßt sich nur in den Fällen zweckmäßig verwenden, wo das Gerät mit einem kleinen Querschnitt zum Abteufen von Bohrlöchern mit äußerst geringem Durchmesser (etwa 70 —80 mm) ausgeführt ist.

In diesem Fall ist die vordere Fläche des Schlagkolbens 3 nur etwas größer als dessen hintere Fläche, und darum kann die Druckkraft der Flüssigkeit, welche auf den Schlagkolben 3 bei seinem Leerhub einwirkt, eventuell nicht ausreichen, um den Widerstand der nach dem in F i g. 1 dargestellten Prinzip angeordneten Feder zu überwinden. Infolgedessen ist es gegebenenfalls zweckmäßig, die Anordnung des Kolbens 4 ohne dessen > Andrücken durch die Feder 5 an den hinteren Teil des Gehäuses 2 auszuführen und eine bestimmte Strecke für seinen freien Rücklauf vorzusehen, welche die Hublänge des Schlagkolbens 3 übersteigt, d. h. so, wie es in F i g. 3 dargestellt ist.

ίο Das in Fig.4 dargestellte hydraulische Schlaggerät arbeitet nach dem gleichen Prinzip, wie das in F i g. I und 3 dargestellte Gerät, mit dem Unterschied, daß der Schlagkolben 3 Schläge auf das zu zerstörende Objekt unmittelbar mit seiner vorderen Stirnseite ausübt, während die in der Gerätevariante gemäß F i g. 1 und 3 vorgesehene Druckfeder 5 in der Ausführung laut F i g. 4 durch Druckluft ersetzt ist, welche durch den Schlagkolben 3 bei seinem Leerhub in den über dem Schlagkolben liegenden Hohlraum 37 des Gehäuses 2, der mit der Druckflüssigkeit nicht in Berührung kommt, automatisch hineingepreßt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Schlaggerät, in dessen Gehäuse, welches Kanäle zum Durchgang von Flüssigkeit aufweist, axial beweglich ein Stufenschlagkolben, der mit seiner größeren Stufe an den Vorderteil des Geräts elastisch angedrückt ist und unter der Wirkung von Druckflüssigkeit zu Arbeits- und Leerhüben hin- und herbewegbar ist und bei den Arbeitshüben auf einen Amboß schlägt, der mit einem Arbeitswerkzeug verbunden ist, das im Gehäuse am Vorderteil des Geräts angeordnet ist, sowie ein auf den Schlagkolben aufgesetztes, hülsenförmiges Stufendifferentialventil angeordnet ist, welches gleichfalls hin- und herbev/egb?r ist, um Druckflüssigkeit in den vordsren Schlagkolbenarbeitsraum bzw. nach außen zu lassen, und die entsprechend den Stufen des Schlagkolbens ausgebildete Arbeitsräume aufweist, in deren hinterem die Stufe kleineren Durchmessers abgedichtet geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagkolben in zwei Teile mit verschiedenem Durchmesser, einen eigentlichen Schlagkolben (3) mit größerem Durchmesser und einen Kolben (4) mit kleinerem Durchmesser, geteilt ist und daß zwischen den Teilen ein elastisches Element angeordnet ist, wobei im Schlagkolben (3) seitens der dem hinteren Endteil des Schlaggeräts zugewandten Stirnfläche in seiner Längsachse ein axialer Zylinderraum (22) ausgeführt ist, dessen Querschnittsfläche kleiner als die vordere Arbeitsfläche (3') des Schlagkolbens (3) ist, daß der Kolben (4) als Hohlkörper ausgeführt ist, dessen das eine Ende bildender Hohlzylinder (4a) im Zylinderraum (22) des Schlagkolbens (3) axia! beweglich und dessen das andere Ende bildender Hohlzylinder (4b) gleichfalls axial beweglich im axialen hinteren Arbeitsraum (16) des Gehäuses angeordnet ist, dessen Querschnittsfläche kleiner als die vordere Fläche des Schlagkolbens (3) ist, wobei die Fläche der Stirnseite (4c; des Hohlzylinders (4b). welcher im axialen Arbeitsraum (16) des Gehäuses (2) angeordnet ist, größer als die Fläche der Stirnseite (4d) des Hoblzylinders (4a) ist, der im Zylinderraum (22) des Schlagkolbens (3) angeordnet ist.

2. Hydraulisches Schlaggerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß an der seitlichen Außenfläche des getrennten Schlagkolbens (3) ein Ringvorsprung (24) und an der Innenfläche des Gehäuses (2) eine entsprechende Stufe (27) ausgeführt sind, welche gemeinsam eine Ringkammer (38) bilden, wobei in der Wandung des Gehäuses (2) auf dieser Stufe (27) Kanäle (28) ausgeführt sind, welche die Ringkammer (38) mit der Außenluft in der vorderen — in Richtung zum Arbeitswerkzeug — Stellung des Schlagkolbens (3) vei binden, der bei seinem Leerhub mit Hilfe des Ringvorsprungs (24) die durch die Kanäle (28) in die Ringkammer (38) eingedrungene Luft komprimiert und sie durch den Ringspalt (3Sa) zwischen dem Gehäuse (2) und dem Schlagkolben (3) in den Hohlraum (37) des Gehäuses (2) zwischen dem Schlagkolben (3) und dem Kolben (4) hineinpreßt.

3. Hydraulisches Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem Schlagkolben (3) und dem Kolben (4) angeordnete elastische Element eine Druckfeder (5) ist.

4. Hydraulisches Schlaggerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem Schlagkolben (3) und dem Kolben (4) angeordnete elastische Element ein Gas ist