DE2658455C3

DE2658455C3 - Druckmittelbetriebenes Schlagwerk

Info

Publication number: DE2658455C3
Application number: DE19762658455
Authority: DE
Inventors: Fried.-Karl Dr. 4300 Essen Arndt
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG Hoesch Krupp
Priority date: 1976-12-23
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1981-01-22
Also published as: FR2375008A1; SE429515B; DE2658455A1; SE7714140L; DE2658455B2; GB1584810A; JPS614628B2; JPS5380304A

Description

Die Krfindung betrifft ein druckmittelbetriebenes Schlagwerk mit einem in einem Arbeitszylinder hin und her bewegten Kolben, dessen Bewegungsrichtung und Arbeitsfrequen/ durch eine kolbenwegabhängige Steuerung dadurch einstellbar sind, daß der Arbeitszylinder in der Nähe des abwechselnd mit einer Druckunc¹ einer Abgangsleitung verbundenen Endes axial hintereinander mehrere Ringnuten aufweist, von denen jede mittels eines Steuerschiebers wahlweise mit einem Steuerventil verbindbar ist.

Solche Schlagwerke werden z. B. zum Zerkleinern von Gesteinsbrocken benötigi.

Die DE-PSJ7 0J0bl beschreibt einen Sehubkölbenmölör, der einen in einem Arbeitszylinder hin- und herbewegten Kolben besitzt dessen mit der Kolbenstange verbundene Ringfläche ständig Vom Arbeitsdruck und dessen Stirnfläche durch einen hydraulich betätigten Steuerschieber abwechselnd mit dem Arbeitsdruck und dem Äbgangsdrucik beaufschlagt wird. Dabei wird der zum Betätigen des Steuerschiebers dienende veränderliche Steuerdruck in einem Lcitungsstück gebildet, das mit zwei Ringnuten im Arbeitszylinder, die vom hin und hergehenden Kolben abwechselnd überdeckt werden, sowie mit einer Abgangsleitung über je eine hydraulische Drossel verbunden ist. Die ί Geschwindigkeit der Steuerdruck&nderung und damit die Hubhöhe und die Schlagarbeit des Kolbens sind durch den Querschnitt der Drossel bestimmt. Eine andere Möglichkeit, die Arbeitsfrequenz -iber die Kolbenhubänderung zu verändern, besteht darin, im Arbeitszylinder statt einer mehrere Ringnuten axial hintereinander anzuordnen, von denen wahlweise eine über eine Drossel mit dem Leitungsstück verbunden ist. Die einzelnen hubbestimmenden Steuerkanäle werden durch Schrauben o.a. ausgewählt, die die Verbindung zwischen Steuernut und Steuerventil des Schlagwerkes öffnen oder schließen. Diese Verstellung am Schlagwerkzeug ist zeitraubend und umständlich, weil z. B. bei Bohrhämmern die Lafette aus der Bohrposition in eine zugängliche Lage gebracht werden muß und anschließend nur schwer wieder eingerichtet werden kann. InsDesondere muß beim Zerkleinern von Knappem mit Hydraulikhämmern der Bedienungsstand dauernd verlassen werden, weil bei Beginn eine große Einzelschlagarbeit mit entsprechend großem Hub benötigt wird, im Fortgang dann kleinere Stücke zu zerschlagen sind, die kleinere Einzelsch.hgarbeit und damit einen geringeren Hub erfordern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Verstellung der Schlagfrequenz und gegebenenfalls des Hubes zu

in erleichtern und zu beschleunigen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem in einer Bohrung beweglichen Steuerschieber ein Federelement anliegt, dessen durch eine Vorspannung erzeugte Rückstellkraft dem Druck

J5 entgegenwirkt, der mittels eines über eine Zuleitung steuerbaren Druckmediums auf eine Kolbenfläche des Steuerschiebers geführt wird.

Das über eine Zuleitung geführte Druckmedium wird bei einer anderen Ausbildung üer Erfindung zur Steuerung des Querschnitts e'nes oder mehrerer Drosseln verwendet, die sich in der Steuerimpuls-Leitung zwischen dem Arbeitszylinder und dem Steuerventil befinden. Vorteilhafterweise teilt sich die Steuerimpulsleitung in /«.ei mit dem Steuerventil verbundene

•45 Pfade auf. von denen jeder entweder eine Drossel mit veränderbarem Querschnitt oder ein Rückschlagventil oder beides enthält.

Der Querschnitt einer in der Leitung eingebauten Drossel beeinflußt den Hub des Arbeitskolbens derart.

Ί» daß eine Verzögerung des aus dem Arbeitsraum abgeleiteten Steuerimpulses auf dem Weg zum Steuerventil den Kolbenhub vergrößert. Beim Entlastungsimpuls ist der Steuerkanal mit Nuten und über diese mit der Rücklauflcitung verbunden, wobei die Umsteuerzeit

« vom Leerhub auf den Arbeitshub durch eine in den Kanal eingebaute Drossel bestimmt ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Verstellung der Schlagfrequenz und des Hubes während des Arbeitsprozesses

W) von einem Bedienungsstand aus leicht durchgeführt werden kann.

Außer der Zeilersparnis bedeutet dieses eine größere Schonung des Schlagwerkes- Der besondere Vorteil der Steuerung über den Drosselquerschnitt liegt darin, daß

b^r> Schlägfrequenz und Einzelschlagärbeit unabhängig voneinander regulierbar sind.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und zwar

F i g. 1 ein Schlagwerkzeug mit einer Fernsteuerung zur Kolbenhubänderung,

F i g. 2a, b eine andere Ausführungsform,

Fig.3a das Schaltprinzip für eine Verzögerung des Drucksteuerimpulses,

Fig.3b das Schaltprinzip für eine Verzögerung des Entlastungs-Steuerimpulse.s,

Fig.4a das Schaltprinzip für eine unabhängige Druckimpulssteuerung,

Fig.4b das Schaltprinzip für eine unabhängige Entlastungsimpulssteiierung,

Fig.4c eine kombinierte Schaltung zur unabhängigen Druck- und Entlastungsimpulssteuerung.

Die überwiegende Zahl der Konstruktionen von druckmittelbetriebenen Schlagwerken besitzt als gemeinsames Merkmal die kolbenwegabhängige Umsteuerung vom Rückhub auf den Arbeitshub und umgekehrt. Nach dem Schlag wird der Kolben 6 mit der Schlagfläche S von der Schlagebene ££in Pfeilrichtung durch das Druckmittel bewegt. In dem in F i g. 1 dargestellten Arbeitszylinder 1 sind Steuer luter. 2a ... 2t/ vorgesehen, von denen Steuerkanäle 3a ... 3d zum Steuerventil 19 führen. Wenn die Kante 5 des Kolbens 6 z. B. die Steuernute 3b freigibt, kann der über den Kanal 7 zugeführte Druck p_o als Steuerimpuls über den Ringraum 8, Steuernut 2b, Kanal 3b, Auswahlnut Ab, die Bohrung 9 und über den Kanal 10 zum Umsteuerventil 19 gelangen. Hier werden in bekannter, nicht näher beschriebener Weise der Leitungsdruck p_o und die Rücklaufleitung pr mit entsprechenden Ringflächen des si) Kolbens 6 so verbunden, daß die resultierende Hydraulikkraft den Kolben 6 in Richtung zum Einsteckende 11 treibt, bis der Aufschlag auf das Einsteckende 11 in der Ebene EE erfolgt. Die Umsteuerung vom Arbeitshub auf den RPckhub erfolgt 3> durch einen zweiten Steuerimpuls, der kurz vor dem Aufschlag des Kolbens zum Steuerventil 19 geführt wird.

Auf de¹"! Rückweg kann der Kolben 6 verschiedene Hübe s_a...Sd ausführen. Bestimmend für den Hub ist die -to Stellung des Steuerschiebers 12 des Auswahlschalters 13, durch den festgelegt ist, welcher Steuerkanal 3a ... 3ö über die Nuten 4a ... 4d /um Ventil 19 durchgeschaltet ist.

In F i p. 1 ist der Auswahlhub st eingestellt; wenn die Steuerkante 5 die Steuernut 2b freigibt, ist der Weg zum Ventil 19 frei, das auf Arbeitshub schaltet.

Weiterhin ist der Auswahlschalter 13 mit einem druckausgeglichenen Steuerschieber 12 dargestellt, der sich in einer Bohrung 9 bewegt und mit seiner Kante 14 je nach Stellung die Aus'vahlnuten 4a... 4c/abdeckt. Auf den Steuerschieber 12 wirken zwei Kräfte ein: die Federkraft 15 und in entgegengesetzter Richtung der Fernsteuerdruck pr über die Fläche 16. Der Druck pt wird dem Auswahlschalter 13 über eine kleinkalibrige Schlauchleitung 18 von einem als verstellbares Druckregelventil ausgebildeten Signalgeber 17 zugeführt, der luf dem Bedienungspult des Trägereiides montiert ist. Mit der Stellschraube 20 kann an einer Skala der Druck ausgewählt werden, der die jeweilige Hubeinstellung i_a 6ö ,,, SdSteuert.

F i g. 2a und F i g* 2b zeigen einfache Ausführungsfor^ men für nur zwei wählbare Hübe s„ und Sb.

Der Signalgeber 21 besteht jetzt aus einem handbetätigten 2/3 Wegeventil auf dem Bedienungsstand. Der Steuerschieber 22 ist ein 2/2 Wegeventil. In der Ruhestellung von 2f ist die Leitung 18 mit dem Tank Tverbunden, 24 gibt eine Teili'nsicht des Arbeitszylin^ ders mit den Steuernuten 2a und 2b wieder. Das Stellglied 22 hat den Weg 3_a für den Steuerimpuls gesperrt Erst wenn die Steuerkante 5 des Schlagkolbens 1 die Steuernut 2_b freigibt, ist der Weg 2& 3_b für den Steuerimpuls zum Umsteuerventil 19 frei: der Kolben führt den Hub Si aus.

Bei Umschaltung des Signalgebers 21 in Position II geht das Stellglied 22 in Position II, in der 3_a mit 19 verbunden ist. Der Kolben macht den Hub S_a.

F i g. 2b zeigt eine Variation der Steuereinrichtung in F i g. 2a. Das Stellglied ist als 2/3 Wegeventil ausgebildet, die Funktionsweise verläuft analog zu obigem Beispiel.

In F i g. 3a ist eine weitere Steuerungsmöglichkeit zur Änderung der Schlagzahl und/oder der Einzelschlagarbeit zu finden. In einer Teilansicht 26 des Zylinders 1 erkennt man Steuernut 2. von wo aus der Steuerimpuls über eine verstellbare Drossel 27 zum Ventil 19 gelangt. Zur Bewegung des Steuerschiebp^s ist ein bestimmtes Druckmittelvolumen V, notwenui/i das den Steuerimpuls aufzubringen hat Das eigentliche Ventil ist symbolisch durch seine Masse mv dargestellt. In der Lage I hat der Steuerimpuls bereits die Masse ..?v gegen die Spannkraft der Feder 28 in die Stellung gebracht, in der uer Schlagkolben 6 den Arbeitshub zum Einsteckende 11 beginnt. Je nach Öffnungsgrad der Drossel 27 benötigt die Masse mv mehr oder weniger Zeit bis die Endlage I erreicht ist. In dieser Zeil wird der Hubkolben aufgrund seiner Massenträgheit noch einen Weg zurücklegen. Damit sind über die Drossel 27 die Einzelschlagarbeit und die Arbeitsfrequenz steuerbar. Die Verzögerungswirkung wird wesentlich erhöht, wenn ein Speicherelement 29 parallel zum Ventilvolumen V» geschaltet ist. Erfindungsgemäß kann die Einstellung der Drossel 27 über eine Fernbedienung 18, 19 erfolgen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel (Fig. 3b) ist gezeigt, wie allein die Arbeitsfrequenz beeinflußbar ist. Der Schlagkolben 6 ist in der Aufschlagstellung eingezeichnet Durch eine Nut 30 ist der Steuerkanal 2 mit der Rücklaufleitung p« über die Nut 31 verbunden. Die Kraft der Feder 28 bewegt die Ventilmasse /n_v in Stellung II. Das Druckmittel im Ventil V, wird in Pfeilrichtung verdrängt; außeidem entlädt sich der Speicher 29 mit dem Volumen VV Das Gesamtvolumen (V_Sp+ V_y) muß die Drossel 27 passieren, um über die Kanäle 2, 30 und 31 in die Rücklaufleitung pr zu gelangen. Die Größe des Drosselquerschnitts bestimmt die Umsteuerzeit f„ die mv benötigt, um von Stellung I nach II zu gelangen.

Eine Verlängerung (Verkürzung) der Umsteuerzeit r, führt zu einer niedrigeren (höheren) Arbeitsfrequenz.

Die verstellbare Drossel 27 in Fig. 3a und 3b erfüllt zwei Aufgaben: Sie beeinflußt durch ferngesteuerte Querschnittsveränderungen sowohl die Dauer des Druckstcuerimpulses, der die Masse m_v von Il nach I bewegt als auch die des Entlastungsimpulses, der Masse /m von I nach Il bewegt

Will man jedoch nur eine Umsteuerzeit — entweder die während der Druck- oder die während der Entlästungsphase — variieren, so bieten sich Schaltungsbeispiele nach F i g, 4a oder 4b an.

Fig.4a demonstriert die Beeinflussung des Drucksteuerimpulses, der zur Umsteuerung des Ventils 19 vom Rückhub au' den Arbeitshub dient und der durch die Drossel 27 über die Leitung 18 ferngesteuert verzögert werden kann, während der Entlastungsimpuls Ungehindert die Drossel 27 umgehen kann und über das Rückschlagventil 32 läuft. Fig.4b zeigt die Prinzip-

schaltung zur ausschließlichen Beeinflussung des Entlastungsimpulses, der Druckimpuls kann die Drossel 27 ungehindert über das Rückschlagventil umgehen.

F i g. 4c kann als Kombinationsschaltung von F i g. 4a Und Fig.4b angesehen werden. Beide Steuerimpulse sind unabhängig voneinander veränderbar. Wenn die Kolbenkante 5 den Druck auf die Nut 2 freigibt, gelangt der Drucksteuerimpuls über die Drossel 33 und das Rückschlagventil 34'zum Steuerventil 19; Der Weg über die Drossel 35 bleibt wegen des gesperrten Rückschlagventils 36 unpassierbar. Umgekehrt, wenn durch die Nut 30 im Kolben 6 dit: Steuernut 2 mit dem Rücklauf pn

verbunden ist (vgl. Fig.3b), kann das Druckmittel des Entlastungsimpulses von Ventil 19 und Speicher 29 über das Rückschlagventil 36 und die Drossel 35 entweichen. Der Pfad über die Drossel 33 bleibt wegen des Ventils 34 gesperrt Die Querschnittsänderung der Drossel 33 bzw. 35 wird über die Fernsteuerungskanäie iSrf bzw. 186 getrennt durchgeführt. Der Speicher 29 kann so dimensioniert sverden, daß bei vollständiger Öffnung einer der beiden^ oder beider Drosseln zugleich der Einfluß des Speichers auf den vollständig geöffneten Pfad vernachlässigbar klein ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetriebenes Schlagwerk mit einem in einem Arbeitszylinder hin- und herbewegten Kolben, dessen Bewegungsrichtung und Arbeitsfrequenz durch eine kolbenwegabhängige Steuerung dadurch einstellbar sind, daß der Arbeitszylinder in der Nähe des abwechselnd mit einer Druck- und einer Abgangsleitung verbundenen Endes eine oder mehrere axial hintereinander angeordnete Ringnuten aufweist, die über einen Steuerschieber und/oder eine oder mehrere Drosseln mit einem Steuerventil verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in einer Bohrung (9) beweglichen Steuerschieber (12, 22, 25) ein Federelement (15) anliegt, dessen durch eine Vorspannung erzeugte Rückstellkraft dem Druck pr entgegenwirkt, der mittels eines über eine Zuleitung (18) steuerbaren Druckmed'ums dem Steuerschieber (12, 22, 25) zugeführt wird.

2. Druckmittelbetriebenes Schlagwerk mit einem in einem Arbeitszylinder hin- und herbewegten Kolben, dessen Bewegungsrichtung und Arbeitsfrequenz durch eine kolbenwegabhängige Steuerung dadurch einstellbar sind, daß der Arbeitszylinder in der Nähe des abwechselnd mit einer Druck- und einer Abgangsleitung verbundenen Endes eine oder mehrere axial hintereinander angeordnete Ringnuten aufweist, die über einen Steuerschieber und/oder eine oder mehrere Drosseln mit einem Steuerventil verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das über eine Zuleitung (:8) gefi !irte Druckmedium zur Steuerung des Querschnitts einer oder mehrerer Drosseln (27, 33, 35) verwendi wird, die sich in der Steuerimpuls-Leitung zwischen dem Arbeitszylinder (1) und dem Steuerventil (19) befinden.

3. Druckmittelbetriebenes Schlagwerk nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulsleitung (3) sich in /wei mit dem Steuerventil (19) verbundene Pfade aufteilt, von denen jeder entweder eine Drossel (27) mit veränderbarem Querschnitt oder ein Rückschlagventil (32) oder beides enthält.