DE1023428B

DE1023428B - Internal combustion hammer

Info

Publication number: DE1023428B
Application number: DEM30552A
Authority: DE
Inventors: Ernst Ueckert
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse GmbH
Priority date: 1956-05-19
Filing date: 1956-05-19
Publication date: 1958-01-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Brennkrafthammer mit einem im Arbeitszylinder frei beweglichen Arbeitskolben, der beim Schlaghub durch den Druck der Verbrennungsgase, beim Rückhub durch Druckluft bewegt wird. Die Druckluft für den Rückhub wird dabei durch einen Steuerschieber gesteuert, der durch den wechselnden Druck im Verbrennungsraum hin- und herbewegt wird. Die Zündung wird durch eine Schaltvorrichtung, vorzugsweise durch einen Unterbrecher ausgelöst, der von einem Hilfskolben betätigt wird. Die unter Federdruck stehenden Unterbrecherkontakte werden dabei nach Absinken des Druckes der Rückhubluft geöffnet, d. h. nachdem der Steuerschieber in Stellung gegangen ist.The invention relates to internal combustion hammers with a working piston that can move freely in the working cylinder, which is activated by the pressure during the stroke stroke the combustion gases, is moved by compressed air during the return stroke. The compressed air for the return stroke is controlled by a control slide, which is controlled by the changing pressure in the combustion chamber is moved back and forth. The ignition is by a switching device, preferably by a Interrupter triggered, which is operated by an auxiliary piston. The ones under spring pressure Interrupter contacts are opened after the pressure of the return stroke air has dropped, i.e. H. after the control slide has moved into position.

Es macht Schwierigkeiten, sicherzustellen, daß der Schieber, der die Rückhubluft steuert, vor dem Einsetzen der Zündung mit seiner Dichtfläche am Zylinderkopf aufliegt, da die verschiedenen Einflüsse, welche die Gängigkeit des Steuerschiebers und des Hilfskolbens beeinflussen, im voraus schwer bestimmbar sind und in Abhängigkeit vom Betriebszustand wechseln. Der Schieber für die Steuerung der Rückhubluft muß unbedingt vor Einsetzen der Zündung geschlossen sein, da er anderenfalls heftig auf seinen Sitz geschlagen wird und da sonst die heißen Verbrennungsgase an die Dichtfläche gelangen, was beides eine schnelle Zerstörung derselben zur Folge haben würde.It is difficult to ensure that the valve controlling the return air is prior to deployment the ignition rests with its sealing surface on the cylinder head, since the various influences which the Freedom of movement of the control spool and the auxiliary piston influence, are difficult to determine in advance and change depending on the operating state. Of the The slide for controlling the return air must be closed before the ignition is switched on. otherwise he will be hit violently on his seat and otherwise the hot combustion gases will appear get the sealing surface, both of which would result in rapid destruction of the same.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Betätigung der Zündung im Hinblick auf die Haltbarkeit des Steuerschiebers und die genaue Einhaltung des Ziindzeitpunktes zu verbessern. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung an einem Brennkrafthammer der vorstehend beschriebenen Art dadurch gelöst, daß ein Drosselglied in dem Ausströmweg der Rückhubluft angeordnet ist. Vorteilhaft ist hierbei das Drosselglied in Ausströmrichtung hinter dem Steuerschieber gelegen.The object of the invention is to control the ignition with a view to durability of the control slide and the exact observance of the ignition time. This task will solved according to the invention on an internal combustion hammer of the type described above in that a Throttle member is arranged in the outflow path of the return stroke air. The throttle element is advantageous here Located behind the control slide in the outflow direction.

Wenn der Zündzeitpunkt an verschiedenen Kolbenendstellungen liegt, wird die Leistung des Hammers in Abhängigkeit von vielen unkontrollierbaren Einflüssen schwanken. Das bedeutet, daß nicht nur die Schlagstärke, sondern auch der Rückstoß auf die Person, die mit dem Hammer arbeitet, ungleichmäßig und teilweise unangenehm wird. Dadurch, daß der Schieber für die Steuerung der Rückhubluft gewissermaßen als Vorsteuerorgan für den Hilfskolben zur Auslösung der Zündung dient, entsteht eine Pause bis zur Bewegung des Hilfskolbens, während deir der Arbeitskolben in seine Endstellung gehen kann, in der ei durch den Verdichtungsdruck weich abgefangen wird. Durch die Drosselung des Ausströmens der verbrauchten Rückhubluft läßt sich diese Pause genau auf den günstigsten Wert einstellen.When the ignition point is at different piston end positions the performance of the hammer is dependent on many uncontrollable influences vary. This means that not only the impact strength, but also the recoil on the Person who works with the hammer becomes uneven and sometimes uncomfortable. Because the Slide for the control of the return stroke air to a certain extent as a pilot control element for the auxiliary piston Triggering the ignition, there is a pause until the auxiliary piston moves, while the The working piston can go into its end position, in which the egg is softly intercepted by the compression pressure will. This pause can be precisely controlled by throttling the outflow of the used return air set to the most favorable value.

Anmelder:Applicant:

Knorr-Bremse G.m.b.H.,
München 13, Moosacher Str. 80Knorr-Bremse GmbH,
Munich 13, Moosacher Str. 80

Ernst Ueckert, Mannheim,
ist als Erfinder genannt wordenErnst Ueckert, Mannheim,
has been named as the inventor

Es ist schon vorgeschlagen worden, die Betätigung der Zündung an Brennkrafthämmern der im ersten Absatz der Beschreibung erwähnten Art dadurch vorzunehmen, daß der Arbeitskolben gegen Ende des Rückhubes eine Steuerbohrung im Arbeitszylinder freilegt, wobei diese Steuerbohrung mit einem mit Rückhubluft gefüllten Raum verbunden ist, der entweder kurz vorher durch den Steuerschieber oder kurz nachher durch eine Auspufföffnung entlüftet wird. Diese Arbeitsweise ergibt eine sehr ungenaue Lage des Zündzeitpunktes auf dem Kolbenweg, da die vorherige Entlüftung des mit Rückhubluft gefüllten Raumes von der Dichtheit des Arbeitskolbens und des Steuerschiebers und von der Gängigkeit des letzteren abhängt und daher an wechselnden Stellen des Arbeitskolbenhubes und dann meistens zu früh erfolgt. Dies hat zur Folge, daß der Arbeitskolben, nur einen Teil seines Weges zurücklegt. Die nachherige Entlüftung durch eine Auspufföffnung ergibt ebenfalls ein noch zu frühzeitiges Zünden, so daß hierbei ebenfalls nur ein Teilhub des Arbeitskolbens erreicht wird. Außerdem benötigt die bekannte Bauart eine Umschalteinrichtung, die beim Anlassen entweder automatisch oder durch Eingriff des Bedienungspersonals eine anders gelegene Steuerbohrung zur Wirkung bringt. Demgegenüber ist die Ausnutzung des vollen Arbeitskolbenhubes beim Erfindungsgegenstand besser erreichbar, da der Zündzeitpunkt durch Verändern des Drosselgliedes genau einstellbar ist. Diese Einstellung braucht während der Benutzung des Hammers nicht mehr verändert zu werden.It has already been proposed to operate the ignition on internal combustion hammers in the first To make paragraph of the description mentioned type by the fact that the working piston towards the end of the Return stroke exposes a control bore in the working cylinder, this control bore with a Return air filled space is connected, either shortly beforehand by the control slide or shortly is subsequently vented through an exhaust port. This way of working results in a very imprecise position of the ignition point on the piston path, since the previous venting of the one filled with return stroke air Space on the tightness of the working piston and the control slide and on the ease of movement of the latter depends and therefore takes place at changing points of the working piston stroke and then mostly too early. As a result, the working piston only covers part of its way. The one afterwards Venting through an exhaust port also results in too early ignition, so that here also only a partial stroke of the working piston is achieved. In addition, the known type requires a Switching device that either automatically or by intervention of the operating personnel when starting brings a differently located control bore into effect. In contrast to this is the utilization of the full working piston stroke in the subject of the invention is easier to achieve, since the ignition point is through Changing the throttle member is precisely adjustable. This setting needs during use of the hammer no longer to be changed.

In der Zeichnung ist die Erfindung scheniatisch dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, the invention is shown schematically, namely shows

Fig. 1 den erfmdungsgemäßen Brennkrafthammer im Augenblick der Zündung,1 shows the internal combustion hammer according to the invention at the moment of ignition,

709 850/115709 850/115

Fig. 2 die Stellung, in der der Arbeitskolben seinen Schlaghub vollendet hat, wobei der Schieber für die Steuerung der Rückhubluft bereits umgesteuert hat.Fig. 2 shows the position in which the working piston has completed its stroke, the slide for the Control of the return stroke air has already reversed.

In dem Zylinder 1 ist ein Stufenkolben 2 dichtend eingebaut, dessen Hub in seiner oberen Stellung durch den Bund 3 und in seiner unteren Stellung durch den Amboß 4 begrenzt ist. Mit dem Amboß 4 steht das Werkzeug 5., das beispielsweise ein Meißel sein kann, in kraftschlüssiger Verbindung. Der Zylinder 1 ist an. seiner Unterseite durch das Führungsstück 6 abgeschlossen, so daß sich ein abgedichteter Raum 7 bildet. Im Oberteil des Zylinders 1 befindet sich der Verbrennungsraum 8, der durch den Zylinderkopf 9 abgeschlossen ist. In den Verbrennungsraum 8 ragt die Zündkerze 10. Im Zylinderkopf 9 befindet sich das Gemischeinlaßventil 11 und der Steuerschieber 12. Beide besitzen an ihrer dem Verbrennungsraum zugewandten Saite eine Dichtfläche 13. mit der sie am Zylinderkopf 9 abdichtend zur Auflage kommen. Das Gemischeinlaßventil 11 wird durch eine Feder 14 in seine Dichtsteilung gebracht. Seine Hubbegrenzung im Öffnungssinne kann durch Anschlagen der Scheibe 15 an einem (nicht dargestellten) Vorsprung oder auch an einem Vorsprung am Zylinder 1 bewirkt werden. Der Steuerschieber 12 wird in seinem Weg durch die Dichtfläche 13 und einen Vorsprung im Zylinder 1 begrenzt. Es kann aber auch eine Anschlagscheibe 15 vorgesehen sein wie beim Gemischeinlaßventil 11. Den Steuerschieber 12 umgibt eine Ringnut 16, die sowohl eine Verbindung zwischen den Ringräumen 17 und 18 als auch im geschlossenen Zustand des Schiebers 12 zwischen den Ringräumen 18 und 19' herstellen kann. Der Ringraum 17 ist über den Anlaßschieber 20 mit dem Drucklufteintritt 21., der Ringraum 18 über den Kanal 22 mit dem Raum 7 unter dem Arbeitskolben 2 und der Ringraum 19 über die Drosselstelle 23 mit dem Auspuffkanal 24 verbunden. Der Durchmesser der Drosselstelle 23 verhält sich zum großen Durchmesser des Arbeitskolbens 2, gemessen am Bund 3, wie 1:10 bis 1 :15, wobei der Druck der von außen zugeführten Druckluft 2 bis 3 kg/cm² beträgt und der Hammer etwa 1200 Schläge pro Minute ausführt. Der Kanal 22 ist außerdem in den Raum 25 unter den Hilfskolben 26 geführt, den eine Blattfeder 27 entgegen dem im Raum 25 herrsehenden Luftdruck zu verschieben sucht. Eine derartige Verschiebung hat die Wirkung, daß der Unterbrecherkontakt 28 geöffnet wird. Der Unterbrecherkontakt 28 liegt in dem Primärstromkreis einer (nicht dargestellten) Zündspule, in deren Sekundär-Stromkreis die: Zündkerze 10 liegt. Der Primärstromkreis wird von einem ebenso wie die Druckluftquelle vom Brennkrafthammer getrennten und daher nicht gezeigten Zündstromerzeuger versorgt. Der Anlaßschieber 20 gibt im ersten Teil seines Hubes bei Betätigung des Griffes 44 entgegen dem Uhrzeigersinn nicht nur den Luftzutritt zum Ringraum 17, sondern auch über das Rückschlagventil 29 und den Ringraum 34 zum Brennstoffbehälter 30 frei. Im weiteren Verlauf seines Hubes öffnet er das Kugelventil 31, so daß der Brennstoff unter der Wirkung des auf ihm lastenden Luftdruckes über das Steigrohr 32 und über die Düse 33 austreten und sich mit der im Ringraum 34 befindlichen Druckluft mischen kann. Das Gemisch gelangt in die Mischkammer 35, die mit dem Innenraum 36 des Gemischeinlaßventils 11 in Verbindung steht.A stepped piston 2 is installed in a sealing manner in the cylinder 1, the stroke of which is limited in its upper position by the collar 3 and in its lower position by the anvil 4. The tool 5, which can for example be a chisel, is in a force-locking connection with the anvil 4. The cylinder 1 is on. its underside closed by the guide piece 6, so that a sealed space 7 is formed. The combustion chamber 8, which is closed off by the cylinder head 9, is located in the upper part of the cylinder 1. The spark plug 10 protrudes into the combustion chamber 8. The cylinder head 9 contains the mixture inlet valve 11 and the control slide 12. Both have a sealing surface 13 on their string facing the combustion chamber, with which they come to rest on the cylinder head 9 in a sealing manner. The mixture inlet valve 11 is brought into its sealing division by a spring 14. Its stroke limitation in the opening direction can be brought about by striking the disk 15 against a projection (not shown) or also with a projection on the cylinder 1. The path of the control slide 12 is limited by the sealing surface 13 and a projection in the cylinder 1. However, a stop disk 15 can also be provided as in the mixture inlet valve 11. The control slide 12 is surrounded by an annular groove 16 which can establish a connection between the annular spaces 17 and 18 and, when the slide 12 is closed, between the annular spaces 18 and 19 '. The annular space 17 is connected to the compressed air inlet 21 via the starter slide 20, the annular space 18 via the duct 22 to the space 7 under the working piston 2 and the annular space 19 to the exhaust duct 24 via the throttle point 23. The diameter of the throttle point 23 is related to the large diameter of the working piston 2, measured at the collar 3, such as 1:10 to 1:15, the pressure of the compressed air supplied from the outside being 2 to 3 kg / cm ² and the hammer about 1200 blows per minute. The channel 22 is also led into the space 25 under the auxiliary piston 26, which a leaf spring 27 seeks to move against the air pressure prevailing in the space 25. Such a shift has the effect that the breaker contact 28 is opened. The interrupter contact 28 is in the primary circuit of an ignition coil (not shown), in whose secondary circuit the spark plug 10 is located. The primary circuit is supplied by an ignition current generator that is separate from the internal combustion hammer like the compressed air source and is therefore not shown. In the first part of its stroke, when the handle 44 is actuated counterclockwise, the starter slide 20 not only releases air to the annular space 17, but also to the fuel container 30 via the check valve 29 and the annular space 34. In the further course of its stroke, it opens the ball valve 31 so that the fuel can exit via the riser pipe 32 and via the nozzle 33 under the effect of the air pressure on it and mix with the compressed air in the annular space 34. The mixture reaches the mixing chamber 35, which is in communication with the interior 36 of the mixture inlet valve 11.

Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Brennkrafthammers soll zunächst die Stellung nach Fig. 1 betrachtet werden. Der Arbeitskolben 2 ist unter der Einwirkung des im Raum 7 wirkenden Druckes in seine obere Endstellung gegangen. Da das Gemischeinlaßventil 11 unter dem Einfluß der Feder 14 bereits im Anfang des Aufwärtshubes geschlossen hatte und da der Schieber 12 durch die zylindrische Dichtstrecke 39 auch bei abgehobener Dichtfläche 13 abgedichtet war, konnte sich in dem Verbrennungsraum 8 ein Druck bilden, der infolge der umgesetzten Bewegungsenergie des Arbeitskolbens 2 noch über dem durch das Querschnittsverhältnis des als Stufenkolben ausgebildeten Arbeitskolbens 2 und den Druck im Raum 7 bedingten Wert liegt. Das Verhältnis des großen Durchmessers des Arbeitskolbens 2 zu dessen kleinstem Durchmesser liegt zwischen 1,1 und 1,2. Entgegen diesem Druck wirkt der auf die Stirnfläche 40 des im Durchmesser kleineren Oberteiles 41 des Schiebers 12 lastende Druck der bei 21 zugeführten Druckluft. Dadurch, daß der im Raum 8 befindliche Druck höher als der Druck auf die Stirnfläche 40 und die zugehörige Stirnfläche 42 größer ist als die Stirnfläche 40, entsteht eine nach oben gerichtete Kraft, die den Steuerschieber 12 sicher in die gezeichnete Stellung bringt. In dieser ist der Ringraum 18 über den Ringraum 19 mit dem Auspuffkanal 24 verbunden, so daß der Raum 7 entlüftet wird. Durch die Drosselstelle 23 wird dieses Ausströmen so lange verzögert, bis auch bei vorzeitiger Umsteuerung des Schiebers 12 dafür gesorgt ist, daß der Arbeitskolben 2 in seine Endstellung gelangt ist, wenn der Hilfskolben 26 durch die Blattfeder 27 infolge des Absinkens des Luftdruckes im Raum 25 nach unten geschoben wird und den Unterbrecherkontakt 28 öffnet und damit einen Funken an der Zündkerze 10 auslöst. Das im Raum 8 befindliche Gemisch verbrennt und treibt den Arbeitskolben 2 nach unten auf den Amboß 4, der den erhaltenen Schlag auf das Werkzeug 5 weiterleitet. Wenn der Kolben 2 die Auspuffschlitze 43 freigegeben hat, strömen die verbrauchten Gase mit großer Geschwindigkeit aus, so daß der Druck im Verbrennungsraum 8 schnell fällt. Der in der Mischkammer 35 herrschende Überdruck öffnet das Gemischeinlaßventil 11, das frisches Gemisch in den Raum 8 strömen läßt, das die verbrannten Gase vor sich her schiebt (Fig. 2). Der Steuerschieber 12 geht unter dem Einfluß des auf seiner Stirnfläche 40 lastenden Druckes in die in Fig. 2 gezeigte Stellung und verbindet die Ringräume 17 und 18. Dadurch wird der Kanal 22 mit Druckluft beaufschlagt. Der Hilfskolben 26 geht in die Schließlage des Unterbrecherkontaktes 28, und der Raum 7 füllt sich mit Druckluft, wodurch der Arbeitskolben 2 nach oben getrieben wird, so daß der vorstehend beschriebene Vorgang wieder ablaufen kann.To illustrate the mode of operation of the internal combustion hammer according to the invention, first the position of Fig. 1 can be considered. The working piston 2 is under the action of the im Space 7 acting pressure has gone into its upper end position. Since the mixture inlet valve 11 under the influence of the spring 14 had already closed at the beginning of the upward stroke and since the slide 12 was sealed by the cylindrical sealing section 39 even when the sealing surface 13 was lifted, could a pressure build up in the combustion chamber 8 which, as a result of the kinetic energy converted by the Working piston 2 still above that formed by the cross-sectional ratio of the stepped piston Working piston 2 and the pressure in space 7 is a conditional value. The ratio of the large diameter of the working piston 2 to its smallest diameter is between 1.1 and 1.2. Against this pressure acts on the end face 40 of the smaller diameter upper part 41 of the slide 12 on Pressure of the compressed air supplied at 21. As a result of that the pressure in the space 8 is higher than the pressure on the end face 40 and the associated end face 42 is larger than the end face 40, an upwardly directed force arises which pushes the control slide 12 brings safely into the position shown. In this, the annular space 18 is via the annular space 19 with the Exhaust duct 24 connected so that the space 7 is vented. By the throttle point 23 this is The outflow is delayed until it is ensured, even if the slide 12 is reversed prematurely, that the working piston 2 has reached its end position when the auxiliary piston 26 is actuated by the leaf spring 27 due to the drop in air pressure in space 25 is pushed down and the breaker contact 28 opens and thus triggers a spark on the spark plug 10. The mixture in room 8 burns and drives the working piston 2 down onto the anvil 4, which takes the blow received forwards to the tool 5. When the piston 2 has released the exhaust slots 43, the flow spent gases at great speed, so that the pressure in the combustion chamber 8 quickly falls. The overpressure prevailing in the mixing chamber 35 opens the mixture inlet valve 11, the fresh one The mixture can flow into the space 8, which pushes the burned gases in front of it (Fig. 2). Of the Control slide 12 goes under the influence of the pressure on its end face 40 in the in Fig. 2 position shown and connects the annular spaces 17 and 18. As a result, the channel 22 is with Compressed air is applied. The auxiliary piston 26 goes into the closed position of the interrupter contact 28, and the space 7 fills with compressed air, whereby the working piston 2 is driven upwards, so that the process described above can run again.

Durch teilweises Loslassen des Bedienungsgriffes 44 wird zunächst das Kugelventil 31 geschlossen, wodurch die Brennstoffzufuhr zur Düse 33 aufhört. Der Hammer läuft dann lediglich mit Druckluft mit wesentlich verminderter Schlagkraft. Wird der Griff 44 ganz losgelassen, so geht der Anlaßschieber 20 in seine rechte Endlage, in der die Luftzufuhr zum Ringraum 18 und zum Brennstoffbehälter 30 aufhört, wodurch der Arbeitskolben 2 stillgesetzt wird. Durch die Wirkung des Rückschlagventils 29 bleibt der Druck im Brennstoffbehälter 30 eine gewisse Zeit erhalten, so daß die Brennstofförderung nach kurzen Arbeitspausen augenblicklich wieder in Gang kommt. Bei stillstehendem Arbeitskolben 2 strömt Druckluft durch die in der rechten Endlage des Anlaßschiebers 20 geöffnete Bohrung 45 zum Auspuffkanal 24 undBy partially letting go of the operating handle 44, the ball valve 31 is first closed, whereby the fuel supply to the nozzle 33 ceases. The hammer then only runs with compressed air significantly reduced clout. If the handle 44 is completely released, the starter slide 20 goes into its right end position, in which the air supply to the annular space 18 and to the fuel container 30 ceases, whereby the working piston 2 is stopped. Due to the action of the check valve 29, the remains Preserved pressure in the fuel tank 30 for a certain time, so that the fuel delivery after short Work breaks get going again immediately. When the working piston 2 is stationary, compressed air flows through the bore 45, which is open in the right end position of the starter slide 20, to the exhaust duct 24 and

kühlt den Zylinder 1. Außerdem wird der Zylinder 1 ständig, solange Druckluft bei 21 zugeführt wird, durch die Bohrung 46 mit Kühlluft bespült, die durch mehrere außen am Zylinderumfang angebrachte Bohrungen 47 längs des Zylindermantels austritt.cools the cylinder 1. In addition, the cylinder 1 is constantly, as long as compressed air is supplied at 21, flushed with cooling air through the bore 46, through several bores attached to the outside of the cylinder circumference 47 exits along the cylinder jacket.

Claims

Patent claims

1. Internal combustion hammer with a working piston that can move freely in the working cylinder Impact stroke is moved by the pressure of the combustion gases, on the return stroke by compressed air, wherein the compressed air for the return stroke is controlled by a control slide which is controlled by the alternating pressure in the combustion chamber moves back and forth and at which the combustion is initiated by an electrical ignition device, the ignition spark by opening from below Break contacts standing under spring pressure after the lowering of the one acting on an auxiliary piston Rückhubluftdruckes can be triggered, characterized in that to prevent a front Reversal of the control slide (12) taking place ignition a throttle element (23) in the outflow path the return stroke air is arranged.

2. Internal combustion hammer according to claim 1, characterized ίο characterized in that the throttle member (23) in Direction of outflow behind the control slide (12).

Considered publications:
German patent specifications No. 923 900, 817 879, 300.

1 sheet of drawings