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Die
Erfindung betrifft einen hydraulisch betriebenen Schlaghammer mit
einem Schlagkolben und einem von ihm beaufschlagten aber beweglichen,
in Längsrichtung
des Schlagkolbens verschiebbar positionierten und mit dem Bohrgestänge verbundenen
Einsteckende, wobei im Kolbengehäuse über Steuerleitungen
miteinander verbunden und sich gegenseitig steuernd der mit Steuerkanten
ausgerüstete
Schlagkolben und ein kleinerer Steuerkolben angeordnet sind.
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Derartige
hydraulisch betriebene Schlaghämmer
werden zur Herstellung von Erdbohrungen benutzt, wobei sie zur Erzeugung
der notwendigen oszillierenden Kolbenbewegung zumeist zwei sich gegenseitig
steuernde hydraulische Steuerschieber nutzen, von denen der erste
durch den schweren Schlagkolben selbst und der zweite durch einen
kleinen Steuerkolben realisiert sind. Die Bewegung der beiden Kolben
wird über Öl hervorgerufen
und gesteuert, wobei das Öl über die
entsprechenden, im Zylindergehäuse
ausgebildeten Steuerleitungen fließt. Über diese Steuerleitungen werden
die Druckverhältnisse
an den beiden Kolben wechselseitig umgekehrt. Der Druck wirkt über die
Kolbenfläche
des Schlagkolbens als antreibende Kraft, welche den Schlagkolben
in die jeweilige entgegengesetzte Endlage beschleunigt. Dieses Oszillieren
wird ausgenutzt, um in der unteren Endlage des Schlagkolbens die
erreichte kinetische Energie durch einen mechanischen Stoßvorgang
auf ein frei bewegliches Einsteckende zu übertragen, welches mechanisch
fest mit dem Bohrgestänge
verbunden ist. Das Einsteckende kann durch ein vorgeordnetes Getriebe
zusätzlich
in Rotation versetzt werden. Die
DE 44 24 080 C1 beschreibt einen entsprechenden
hydraulischen Schlaghammer, wobei dem rückwärtigen Ende des Schlagkolbens
ein Ambosskolben angeordnet ist, der das Oszillieren des Schlagkolbens
unterstützen
soll. Die
US 5,884,713 beschreibt
ein Vibrationsgerät, dessen
Schlagkolben über
die Länge
verteilt Kolbenabschnitte aufweist. Ein Steuerkolben ist zugeordnet. Die
DE 44 24 078 C2 zeigt
einen vergleichbaren hydraulischen Schlaghammer, bei dem erkennbar
ist, dass der Schlagkolben über
die Länge
verteilt auch mit Steuerkanten ergebenden Kolbenabschnitten und
dazwischen angeordneten Ringabschnitten ausgerüstet ist. Es sind jeweils zwei
dieser Abschnitte erkennbar. Bei diesen bekannten Schlaghämmern wird der
Schlagkolben durch die Stoßwechselwirkung
mit dem Einsteckende in der Bewegung stark verzögert oder je nach Massenverhältnis sogar
durch den Stoß selbst
reflektiert, um in die entgegengesetzte Endlage zurück bewegt
zu werden. Dies ist immer gegeben, solange das Einsteckende beim
Bohren trotz der Schläge
durch die Andruckkraft des Bohrgestänges in eine obere Position
zurückgedrängt wird.
Diese obere Position wird als Aufschlagpunkt bezeichnet. Wird nun
das Bohrgestänge
aus irgendeinem Grunde in seine unterste Position gezogen werden, die üblicherweise
durch eine sogenannte Dämpfungseinrichtung
begrenzt ist (
DE 44
24 080 C1 und
DE
39 13 866 A1 ) kann es bei einer Beschädigung dieser Dämpfungseinrichtung
oder bei anderen Situationen dazu kommen, dass der Schlagkolben
bei Erreichen des Aufschlagpunktes keine Stoßwechselwirkung mit dem Einsteckende
erfährt,
sodass er aufgrund seiner Geschwindigkeit und Massenträgheit mit
hoher Geschwindigkeit über
diesen Aufschlagpunkt hinausbewegt wird, bis er durch mechanische Kontakte
oder durch entsprechende Sicherheitsbauten am Gehäuse oder
durch das unten aufsitzende Einsteckende abrupt gestoppt wird. Dabei
kann es zu Beschädigungen
an den Dichtungen oder an den Steuerkanten des Schlagkolbens kommen,
oder aber die Dämpfungseinrichtung
wird beeinträchtigt
oder gar zerstört.
Diese Situation wird üblicherweise
als „Leerschlag” bezeichnet.
Man hat nun versucht, durch aufwendige Dämpfungssysteme dieses Problem
des Leerschlages oder besser gesagt der Leerschläge zu lösen. Muss dieses Dämpfungssystem aber
beim Ziehen des Bohrgestänges
bzw. beim nicht an den Boden angekoppelten Bohrgestänge oder
auch beim Abbohren die gesamte Schlagenergie aufnehmen, kommt es
trotz der teuren und aufwendigen Konstruktion nach gewisser Betriebszeit mit
solchen Leerschlägen
durch Überhitzung
zu Beschädigungen
bzw. Ausfällen
der Dämpfungssysteme.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Schlaghammer
vorzuschlagen, dessen Schlagkolben vor schädlichen sogenannten Leerschlägen auch
ohne Dämpfungssystem
gesichert ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
der Schlagkolben mit einer zusätzlichen Steuerkante
ausgerüstet
ist, die bei einer den Aufschlagpunkt des Schlagkolbens um ein vorgegebenes
Maß überschreitenden
Hubstrecke als Steuerleitung dienende Ölkanäle öffnend angeordnet und ausgebildet
ist, wobei Ölkanäle dann
ein Abfließen
des Öls
am Schlagkolben vorbei und in den Tank bewirkend im Kolbengehäuse ausgeführt sind.
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Bei
einer derartigen Ausbildung des Schlaghammers wird die Position
von Einsteckende und Arbeitskolben automatisch ermittelt und beim
Einsetzen der Leerschlagsituation die Bewegung des Schlagkolbens
stillgesetzt, sodass es erst gar nicht zu einem richtigen Leerschlag
kommen kann. Das Schlagwerk bzw. der Schlagkolben wird durch Öffnen der
entsprechenden Ölkanäle und Abfließen des Öls in den
Tank automatisch bei Eintreten der Leerschlagsituation stillgesetzt,
da der Arbeitsdruck gezielt zusammenbricht. Besonders vorteilhaft
ist, dass nun auf ein Dämpfungssystem
gänzlich
verzichtet werden kann, da die gefährlichen Leerschläge nicht mehr
auftreten können.
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Nach
einer zweckmäßigen Ausführungsform ist
vorgesehen, dass das Kolbengehäuse
im Bereich des Kolbenaustritts eine enge, eine hydraulische Drosselwirkung
vorgebende oder ergebende Passung aufweist. Nachdem der Arbeitsdruck
durch die Verbindung der entsprechenden Ölkanäle mit dem Tank zusammengebrochen
ist, fährt
der Schlagkolben im unteren Bereich des Kolbengehäuses in
eine enge Passung, die durch die hydraulische Drosselwirkung wie
ein gezieltes Dämpfungspolster
wirkt, ohne dass es sich hier um ein mit dem Stand der Technik vergleichbares
Dämpfungssystem
handelt.
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Diese
gezielte Drosselwirkung wird nach einer Weiterbildung der Erfindung
dadurch unterstützt, dass
am Ende der Passung und kurz vor der dort vorgesehenen Dichtung
ein Verbindungskanal zum zugeordneten Ölkanal mündet, in dem eine Drossel den Durchfluss
regelnd angeordnet ist. Das vom Schlagkolben im Bereich der engen
Passung vor sich her bewegte Öl
kann somit zwar über
den Verbindungskanal in Richtung Ölkanal und von dort in Richtung Tank
fließen,
allerdings gezielt abgebremst, sodass der Schlagkolben so stark
abgebremst werden kann, dass der Schlagkolben das in der unteren
Endlage befindliche Einsteckende allenfalls geringfügig berührt. Da
der Schlagkolben die entsprechenden Ölkanäle vollständig geöffnet hat und das Öl ungehindert damit
von der Pumpe durch den Schlaghammer zum Tank fließen kann,
ist der Arbeitsdruck bis auf einen ganz geringen Staudruck zusammengebrochen
und das Schlagwerk bleibt stehen. Nach Erreichen des schonenden
Stillstandes kann das Schlagwerk gezielt und einfach wieder dadurch
in Betrieb genommen werden, dass der Bediener den Schlagkolben hochdrückt, sodass
das Öl
nicht mehr drucklos in den Tank entweichen kann. Das Schlagwerk
läuft dann automatisch
und sehr schnell wieder an. Dadurch ergeben sich für den Betrieb
insgesamt erhebliche Vorteile.
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Eine
weitere zweckmäßige Ausbildung
der Erfindung sieht vor, dass der der zusätzlichen Steuerkante zugeordnete,
ein Passieren des Schlagkolbens durch das Öl ermöglichende mittlere Ringabschnitt
und die Mündungsabschnitte
der zuführenden Ölkanäle ein langsames Öffnen des
Mündungsabschnittes
des abführenden,
zugeordneten Ölkanals vorgebend
ausgebildet ist. Durch diese gezielte Ausbildung einmal des Schlagkolbens
und der ihm zugeordneten Ringabschnitte bzw. Kolbenabschnitte und zum
anderen durch eine gezielte Ausbildung der Mündungsabschnitte, insbesondere
des entsprechenden zuführenden Ölkanals
ist sichergestellt, dass beim Bewegen des Schlagkolbens der Öffnungsvorgang
und damit das Drucklos werden des Gesamtsystems entsprechend gleichmäßig abläuft, ohne
dass es zu Zwischenstößen oder
anderen Problemen kommen kann.
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Die
Leerschlagsicherung soll nicht bei kleinen Überschreitungen des Aufschlagpunktes
schon ansprechen. Daher ist vorgesehen, dass die zusätzliche Steuerkante
so angeordnet ist, dass bei einer um z. B. 10 mm über dem
Aufschlagpunkt liegenden Hubstrecke diese den Mündungsabschnitt des zugeordneten,
mit dem Tank verbindenden Ölkanals
anfährt.
Erst bei einer entsprechend „großen” Überschreitung
des üblichen
Hubweges wird dann der entsprechende Ölkanal durch die Steuerkante
geöffnet
und erstes Öl
kann „ungenutzt” dem Tank
zugeführt
werden. Mit Weiterfahren des Schlagkolbens erfolgt dann eine weitere Öffnung der Ölkanäle und damit
der schnell einsetzende Zusammenbruch des Arbeitsdruckes im Ölsystem.
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Die
der Öffnung
der Ölkanäle in Richtung Tank
nachfolgende zusätzliche
Abbremsung des Schlagkolbens erfolgt wiederum „stufenförmig” so, dass die zusätzliche
Steuerkante so angeordnet und der mittlere Ringabschnitt so ausgebildet
ist, dass bei einer weiteren Hubstrecke von z. B. 3 mm in Richtung Einsteckende
rund 50% des Mündungsabschnittes und
bei weiteren z. B. 7 mm der gesamte Mündungsabschnitt sich im Bereich
des Ringabschnittes befindet. Dem Schlagkolben ist somit eine auf
rund 20 mm begrenzte Bewegung in Richtung Einsteckende ermöglicht,
ohne dass er zu Zerstörungen
führen
kann. Innerhalb dieses Hubweges ist dann die „Bremse” so angezogen, dass der Schlagkolben
zum Stillstand kommt, ohne auf das Einsteckende oder besser gesagt
das Kolbengehäuse
oder andere Teile Einfluss nehmen zu können und hier zu Beschädigungen
zu führen.
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Weiter
vorn ist darauf hingewiesen worden, dass über eine zusätzliche
Steuerkante ein entsprechendes Steuern und damit Abbremsen des Schlagkolbens
erreicht wird. Hierzu ist ergänzend
vorgesehen, dass der Schlagkolben zwischen den endseitigen Dichtungen
mit drei Kolbenabschnitten und mit drei Ringabschnitten ausgerüstet ist,
von denen der hintere Ringabschnitt über den Steuerkolben und den Ölkanal mit
der Pumpe bzw. dem Tank, über
den mittleren Ringabschnitt bei entsprechender Stellung die Ölkanäle und über den
vorderen Ringabschnitt die die Bewegung des Steuerkolbens beeinflussend angeordneten Ölkanäle miteinander
verbindbar sind. Die entsprechenden Funktionen bzw. Steuerreaktionen
können
somit gezielt und je nach Ablauf des Betriebes des Schlaghammers
sich automatisch einstellen, ohne dass es eines Eingreifens des
Bedienungsmannes bedarf oder einer anderen Automatik. Vielmehr erreicht
und sichert die Ausbildung des Schlagkolbens mit den drei Kolbenabschnitten
und drei Ringabschnitten die Vorgabe der entsprechenden Steuerkanten, über die
die jeweilig angesprochnen bzw. anzusprechenden Ölkanäle geöffnet werden, um den Fluss
des Öls
in die richtige Richtung zu bewirken und sicherzustellen.
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Der
Steuerkolben kann die ihm zugeordneten Impulse veranlassen, weil
er mit der Pumpe und vorderem Ölkanal
verbindender Längsbohrung,
die Pumpe und zur hinteren Steuerkante führendem Ölkanal verbindenden Radialbohrungen
ausgerüstet ist,
sowie über
zwei über
die die Ölkanäle ansprechbare,
am Außenmantel
vorgesehene Steuerkolbenkanten verfügt. Über diese besondere Ausbildung
des Steuerkolbens kann der benötigte
Arbeitsdruck bzw. das Öl
durch den Steuerkolben hindurch auf die die Rückbewegung erbringende Steuerkante geleitet
bzw. über
die Radialbohrungen bei entsprechender Stellung auf die hintere
Steuerkante, die den Aufwärtshub
bzw. Schlaghub erbringt. Dabei unterstützen die beiden Steuerkolbenkanten
die Bewegung des Steuerkolbens in die jeweilige Richtung, indem
sie gezielt über
die zugeordneten Ölkanäle mit Drucköl beaufschlagt
werden, je nach dem in welcher Position sich der Schlagkolben befindet.
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Der
notwendige Arbeitsdruck im System wird dadurch aufrechterhalten,
dass beidseitig des Schlagkolbens Dichtungen vorgesehen sind. Diese Dichtungen
sind für
die Gewährleistung
des Druckes wichtig, weshalb die Erfindung vorsieht, dass die Dichtungen
jeweils als Doppel-O-Ringdichtung ausgebildet sind. Dabei sind die
notwendigen Nuten im Kolbengehäuse
untergebracht bzw. ausgebildet, sodass die O-Ringe beim Verschieben
des Schlagkolbens auf diesen einwirken und für die notwendige Abdichtung
Sorge tragen können.
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Weiter
vorn ist bereits darauf hingewiesen worden, dass die Bewegung des
Steuerkolbens durch die Steuerkolbenkanten gezielt unterstützt werden
soll. Die hintere Steuerkolbenkante ist dabei über einen Ölstichkanal mit dem den vorderen
Ringabschnitt und Tank verbindenden Ölkanal verbunden. Dadurch wird
der Steuerkolben bei entsprechender Versorgung des Ölstichkanals
mit Druckflüssigkeit
bzw. Öl
in seiner Bewegung in Richtung Umschaltung von Bewegung in Richtung
Einsteckende in Bewegung weg vom Einsteckende gezielt unterstützt, sodass
die Umschaltung sicher und schnell erfolgt.
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Die
Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein hydraulischer
Schlaghammer geschaffen ist, bei dem es gezielt beim Ziehen des Bohrgestänges nicht
zu gefährlichen
Leerschlägen kommen
kann und zwar auch dann nicht, wenn der Bediener das Schlagwerk
nicht abgeschaltet hat. Die automatische Betätigung ist deswegen sehr bedeutsam,
weil bereits durch wenige ungedämpfte
Leerschläge,
die sich aufgrund der hohen Schlagfrequenz in kürzester Zeit ereignen, nun
Schäden
am Hydraulikhammer nicht entstehen können. Dabei kann auf ein Dämpfungssystem
hinter dem Einsteckende oder im Bereich des Einsteckendes völlig verzichtet
werden, weil gezielt der Arbeitsdruck in einer derartigen Situation,
also drohenden Leerschlägen
automatisch so heruntergefahren wird, dass es erst gar nicht zur Leerschlagsituation
kommen kann. Vielmehr wird der Schlagkolben druckentlastet und das
Drucköl
sofort unter Umgehung des Schlagkolbens in den Tank abgeführt, wobei
zur Vorsicht der Schlagkolben auch noch abgebremst wird, indem im
vorderen Bereich anstehendes und zu verdrängendes Öl gedrosselt wird. Aufgrund
dieser besonderen Ausbildung dieses hydraulisch betriebenen Schlaghammers
kann nun die Leerschlagsituation nicht eintreten, weil der Schlagkolben
rechtzeitig stillgesetzt wird, ohne dass der Schlagkolben das Einsteckende
berührt
bzw. gefährdet
hat. Der Schlagkolben kann dann schnell wieder freigegeben werden,
indem er über
das Einsteckende wieder über
den Aufschlagpunkt hinausgeschoben wird, sodass die Drucklossituation
aufgehoben und der Druck sich schnell wieder aufbauen kann. Das
Schlagwerk läuft
dann schnell und gezielt wieder an und der Betrieb kann weitergeführt werden.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt
ist. Es zeigen:
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1 eine
Schnitt durch den Schlaghammer im Moment des Umschaltens in Richtung
Rückbewegung,
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1a den
Hubweg mit „Leerschlagsituation”,
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2 eine
verkleinerte Wiedergabe der Darstellung nach 1
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3 den
Schlagkolben in seiner oberen Endposition,
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4 den
Steuerkolben in der Position „Schlagkolben
senken”,
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5 den
Schlagkolben bei Erreichen der unteren Arbeitsposition bei Aufschlag
auf das Einsteckende,
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6 den
Steuerkolben in der Position „Schlagkolben
heben”,
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7 den
Schlagkolben kurz vor Einleiten der Leerschlagsituation,
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8 den
Schlagkolben beim Ansprechen der zusätzlichen Steuerkante und
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9 den
Schlagkolben nach vollständigem Öffnen durch
die zusätzliche
Steuerkante.
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1 zeigt
einen Schlaghammer 1 beispielsweise auch einen Drehschlaghammer
im Schnitt, wobei deutlich wird, dass im Kolbengehäuse 2 ein
entsprechend großer
und besonders ausgerüsteter
Schlagkolben 3 angeordnet ist. Dieser Schlagkolben 3 wirkt
beim oszillierenden Bewegen auf das Einsteckende 4 ein,
das hier nur das nachgeordnete Bohrgestänge andeutet. Die Bewegungen
des Schlagkolbens 3 im Kolbengehäuse 2 werden durch ihn
selbst und den über
Steuerleitungen 5 mit ihm verbundenen Steuerkolben 6 so
geregelt, dass sich die oszillierende Bewegung des Schlagkolbens 3 ergibt.
Das notwendige Drucköl
wird über
die Pumpe 7 ins System gegeben, wobei das druckentlastete
oder nicht mehr benötigte
Drucköl
in den Tank 8 zurückfließen kann.
Das Drucksystem wird über
die endseitig angeordneten Dichtungen 9, 10 gewährleistet,
wobei diese Dichtungen 9, 10 als Doppel-O-Ringdichtungen
ausgeführt
sind.
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Mit 11 ist
der Kolbenaustritt bezeichnet, wobei anhand der 1 und
der nachgeordneten Figuren deutlich wird, dass der Schlagkolben 3 mit
seinem vorderen Ende 12 immer über das Kolbengehäuse 2 vorsteht,
um Beschädigungen
in diesem Bereich auszuschließen.
Hierzu ist das vordere Ende 12 des Schlagkolbens 3 gleichzeitig
auch abgeschrägt.
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Der
Schlagkolben 3 ist mit drei Kolbenabschnitten 14, 18, 22 sowie
Ringabschnitten 15, 19, 23 ausgerüstet. Die
Kolbenabschnitte 14, 18, 22 und die Ringabschnitte 15, 19, 23 geben
die benötigten
Steuerkanten 16, 20, 24 vor, wobei die
Steuerkanten 16, 24 für den üblichen Betrieb des Schlaghammers
bzw. Schlagkolbens benötigt
werden, während
es sich bei der Steuerkante 20 um eine zusätzliche
Steuerkante handelt, die wie weiter hinten noch zu erläutern ist, die
Leerschlagsituation meistern soll und kann.
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Mit 25 ist
der Aufschlagpunkt bezeichnet, wobei zu erwähnen ist, dass dieser Aufschlagpunkt 25 höher liegt
als in 1 und 1a angedeutet. Der
Aufschlagpunkt 25 gibt eigentlich die Position wieder,
die das Einsteckende durch das Rückfedern nach
dem Auftreffen des Schlagkolbens 3 einnimmt. Der Deutlichkeit
halber ist dieser Anschlagpunkt 25 aber „herausgezogen” wiedergegeben
und insbesondere unter 1a ist gezeigt, dass die normale
Hubstrecke 26 zwischen diesem Aufschlagpunkt 25 und dem
oberen Umschaltpunkt liegt, während
die zusätzliche
mit 27 bezeichnete Hubstrecke wie hier dargestellt 10,
13 bzw. 20 mm beträgt.
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Im
Kolbengehäuse 2 verlaufen
die benötigten
Steuerleitungen 5, hier durch entsprechende Ölkanäle wiedergegeben.
Zunächst
einmal verbindet der Ölkanal 28 den
Steuerkolben 6 bzw. dessen Längsbohrung 44 und
damit die Pumpe 7 mit der vorderen Steuerkante 24.
Steht hier das Öl
an, sorgt es für
die entsprechende Bewegung des Schlagkolbens 3 in Richtung
weg vom Einsteckende 4. Da dieser Ölkanal 28 in einen
weiteren Ölkanal 29 übergeht,
ist für
eine rundum Beeinflussung dieser Steuerkante 24 Sorge getragen.
Der Ölkanal 29 mündet wie
hier dargestellt im Mündungsabschnitt 40 einmal
im Bereich der Steuerkante 24 und zum anderen im Bereich
des mittigen Ringabschnittes 19. Erkennbar ist, dass hier kein
Drucköl
entweichen kann, sodass die Bewegung des Schlagkolbens 3 weg
vom Einsteckende 4 unterstützt wird.
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Der Ölkanal 30 verbindet
die Pumpe 7 und die hintere Steuerkante 16. Nach
Erreichen der oberen Endposition schaltet der Steuerkolben 6 um
und die Verbindung zwischen Pumpe 7 und der Steuerkante 16 ist
hergestellt, wobei das Drucköl
durch den Ölkanal 30 strömt. Mit 31 ist
der Ölkanal
bezeichnet, der den Steuerkolben 3 bzw. die entsprechenden Bohrungen
und den Tank 8 verbindet, während mit 32 ein Ölkanal bezeichnet
ist, der mit dem Ölkanal 33 zusammenwirkt,
um auf die vordere Steuerkolbenkante 48 einzuwirken und
die Bewegung des Steuerkolbens 6 damit zu unterstützen. Die
umgekehrte Beeinflussung des Steuerkolbens 6 wird dadurch
erreicht, dass der Ölstichkanal 34 die
hintere Steuerkolbenkante 49 dann mit Drucköl beaufschlagt,
wenn der Ölkanal 38 entsprechendes Drucköl vorhält. Einzelheiten
hierzu werden noch weiter hinten erwähnt.
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Im
vorderen Bereich der Bohrung im Kolbengehäuse 2, die den Schlagkolben 3 aufnimmt
ist eine Passung 36 ausgebildet, die dafür sorgt,
dass bei Überschreiten
der Steuerkante 24 das Drucköl nur mit entsprechendem Widerstand
vor den Dichtungen 9 durch den Verbindungskanal 35 in
Richtung auf den Ölkanal 28 gedrückt werden
kann. Zusätzlich
ist hier noch eine Drossel 37 vorgesehen, die für eine entsprechende
Drosselwirkung bzw. eine entsprechende Abbremsung des Schlagkolbens 3 Sorge
trägt.
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Weiter
vorn ist bereits darauf hingewiesen worden, dass der Mündungsabschnitt 40 und
dort insbesondere der Mündungsabschnitt 40' so angeordnet
und ausgebildet ist, dass ein Übertreten
von Drucköl
aus dem Ölkanal 29 in
den Ringabschnitt 19 gezielt möglich ist. Dieser Ringabschnitt 19 und
die Steuerkante 20 überfährt bei
Eintritt des sogenannten Leerschlages den Ölkanal 38, sodass
dann das Drucköl über den Ölkanal 38 und
den Ölkanal 31 in Richtung
Tank 8 abfließen
kann. Das untere Ende oder das Übergangsende
dieses Kanals 38 ist mit 41 und damit mit dem
Begriff Mündungsabschnitt 41 versehen.
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Der
Steuerkolben 6 bewegt sich innerhalb einer entsprechenden
Ausnehmung im Kolbengehäuse 2,
wobei er mit einer Längsbohrung 44 ausgerüstet ist,
sodass bei entsprechender Stellung des Steuerkolbens 6 das
Drucköl
von der Pumpe 7 durch diese Längsbohrung 44 hindurch
in den Ölkanal 28 gefördert werden
kann. Wird dann der Steuerkolben 6 aufgrund des Erreichens
der oberen Endposition des Schlagkolbens 3 über das
Drucköl
und seine Formgebung entsprechend verschoben, kann dann das Drucköl über die
Radialbohrungen 45, 46 in den Ölkanal 30 einströmen und
dafür sorgen,
dass über
die Steuerkante 16 der Schlagkolben 3 wieder in
die umgekehrte Richtung, d. h. in Richtung Einsteckende 4 verschoben
bzw. bewegt wird.
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Am
Außenmantel 47 des
Steuerkolbens 6 sind die Steuerkolbenkanten 48, 49 ausgebildet,
die mit den Ölstichkanälen 34 bzw.
dem Ölkanal 33 zusammenwirken,
um so die Bewegung des Steuerkolbens 6 zu beschleunigen
und zu unterstützen.
Außerdem
weist der Steuerkolben 6 einen Mittelring 50 auf, der
bei entsprechender Position dafür
sorgt, dass die beiden Ölkanäle 38 und 31 miteinander
verbunden sind, sodass das Drucköl
in Richtung Tank 8 abströmen kann.
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Mit 52 ist
hier ein Teil des Kolbengehäuses 2 bezeichnet,
das praktisch einen Zylinderkopf darstellt. In diesen Zylinderkopf
sind einmal die beiden die hintere Dichtung 10 ergebenden
Dichtringe angeordnet und außerdem
eine entsprechende Zylinderbohrung, die das obere Ende des Schlagkolbens 3 aufnimmt.
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2 zeigt
den Schlagkolben 3 in der Position, wo er gerade auf dem
Einsteckende 4 aufgeschlagen ist, wobei der Steuerkolben 6 bereits
in die Position für „Schlagkolben 3 heben” umgeschaltet hat.
Das Drucköl
von der Pumpe 7 kommend, steht im Ölkanal 28 an und schiebt
den Schlagkolben 3 hoch, d. h. vom Ensteckende 4 weg.
Das von der Kolbenoberseite verdrängte Drucköl kann durch den Ölkanal 30 am
Steuerkolben 6 und dessen Mittelring 50 vorbei
durch den Ölkanal 31 in
den Tank 8 entweichen.
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3 zeigt
den Schlagkolben 3 in der hochgefahrenen Position, wobei
nun die Steuerkante 24 den Ölkanal 32 freigibt.
Aufgrund dieser Freigabe des Ölkanals 32 kann
das Drucköl
nun gemäß 4 durch
den Ölkanal 32 in
den Ölkanal 33 strömen, um auf
die Steuerkolbenkante 48 einzuwirken und den Steuerkolben 6 in
die Position „Schlagkolben 3 senken” zu verschieben.
Das Drucköl
strömt
nun durch die Radialbohrungen 45, 46 im Steuerkolben 6 in
den Ölkanal 30 und
damit hinter die Steuerkante 16, sodass der Schlagkolben 3 in
Richtung Einsteckende 4 bzw. Aufschlagpunkt 25 bewegt
und beschleunigt wird.
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Bei 5 ist
der Steuerkolben 6 auf dem Einsteckende 4 aufgeschlagen
und hat durch Freigabe der Steuerkante 24' am Schlagkolben 3 den Ölkanal 33 mit
dem Ölkanal 38 verbunden.
Der Ölkanal 38 wiederum
ist über
den Ölkanal 31 mit
dem Tank 8 verbunden. Hierdurch ist die Steuerkolbenkante 48 entsprechend
wieder entlastet.
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6 zeigt
die Position, bei der der Steuerkolben 6 wieder aufgrund
der unterschiedlichen Flächenverhältnisse
in die Position „Kolben
heben” umgeschaltet
worden ist. Die Radialbohrungen 45, 46 sind verschlossen,
sodass nun der Druck von der Pumpe 7 durch die Senkbohrung 44 in
den Ölkanal 28 auf
die Steuerkante 24 strömt,
sodass der Bewegungsvorgang „Schlagkolben
heben” wieder
eingeleitet wird.
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7 zeigt
eine Situation, bei der das Einsteckende 4 dem Schlagkolben 3 keinen
Gegendruck mehr bietet, weil z. B. der Bediener das Vorschubsystem des
Bohrgerätes
falsch bedient hat. Der Schlagkolben 3 fährt nun
aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit weiter nach unten, sodass – hier erkennbar – die Steuerkante 24 über den Ölkanal 28 hinaus
fährt.
Nach einer entsprechenden zusätzlichen Hubstrecken 27' gemäß 1a von
beispielsweise 10 mm fährt
die zusätzliche
Steuerkante 20 des Schlagkolbens 3 den Ölkanal 38 auf.
In 7 ist gerade die Position gezeigt, wo die Öffnung des Ölkanals 38 beginnt.
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8 zeigt
die Position des Schlagkolbens 3, bei der der Schlagkolben 3 eine
weitere Hubstrecke 27'' von beispielsweise
3 mm gefahren ist. Jetzt fließt
das Drucköl
bereits von der Pumpe 7 durch die Ölkanäle 28 und 29 am
Schlagkolben 3 im Bereich des mittigen Ringabschnittes 19 vorbei
durch den Ölkanal 38 und
dann am Steuerkolben 6 und dessen Mittelring 50 vorbei
in den Ölkanal 31,
um von dort in den Tank 8 abzuströmen. Damit bricht der gesamte Arbeitsdruck
zusammen. Gleichzeitig fährt
der Schlagkolben 3 im unteren Bereich in eine enge Passung 36,
die durch die hydraulische Drosselwirkung an sich schon wie ein
Dämpfungspolster
wirkt.
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Nachdem
diese zusätzlichen
Hubstrecken 27', 27'' zurückgelegt sind, verbleibt noch
eine restliche Hubstrecke 27''' von beispielsweise 7 mm, um die
endgültige
untere Endlage des Einsteckendes 4 zu erreichen. Auf diesem
restlichen Verzögerungsweg
bzw. dem Hubweg 27''' von beispielsweise 7 mm ist der
Schlagkolben 3 stark abgebremst worden, da das Drucköl in dem
Dämpfungspolster
im Bereich der Passung 36 nur langsam durch die Düse bzw.
Drossel 37 und den Verbindungsölkanal 35 entweichen kann.
Da der Schlagkolben 3 die Ölkanäle 29 und 38 vollständig geöffnet hat
und das Drucköl
ungehindert damit von der Pumpe 7 zum Tank 8 fließen kann,
ist der Arbeitsdruck bis auf einen sehr geringen Staudruck zusammengebrochen
und das Schlagwerk ist nun stehengeblieben.
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Auf
diese Weise bzw. durch die besondere Ausbildung des Schlagkolbens 3 und
der entsprechenden Steuerleitungen 5 werden schädliche Leerschläge sicher
vermieden und ein Dämpfungssystem kann
ganz entfallen. Will nun der Bediener den Schlaghammer wieder in
Betrieb nehmen, so braucht er nur das Vorschubsystem und damit auch
den Schlagkolben 3 wieder hochzudrücken, um dann zu erreichen,
dass das Drucköl
nicht mehr drucklos direkt in den Tank 8 fließen kann.
Mit dem Hochschieben des Schlagkolbens 3 läuft somit
das Schlagwerk automatisch wieder an, ohne dass es irgendwelcher Umstellungen
bedarf.
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Alle
genannten Merkmale, auf die den Zeichnungen allein zu entnehmenden,
werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.