Antriebsaggregat insbesondere für pulsierend arbeitende Maschinen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsaggregat für pulsierend arbeitende Maschinen, wie Abbauhämmer, Niethämmer, Schmiedehämmer, Rammen, Stampfer, Nibbelscheren, Prägemaschinen und dgl., mit einem, einen Steuerkolben und einen von diesem gesteuerten Arbeitskolben enthaltenden Gehäuse.
Derartige Maschinen wurden bisher mittels Druckluft oder Dampf oder auch elektrisch angetrieben. Die Verwendung von Druckluft und Dampf ergibt den Nachteil grosser Lärmentwicklung durch die Luft oder den Dampf, der nach jedem Arbeitshub ausgestossen wird. In Stollen oder Kavernen ist die Verwendung von mittels Druckluft angetriebenen Maschinen dieser Art erschwert oder oft unmöglich.
Die Erfindung bezweckt ein Antriebsaggregat für pulsierend arbeitende Maschinen zu schaffen, bei dem dieser Nachteil vermieden ist.
Das Antriebsaggregat gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es für hydraulischen Betrieb eingerichtet und ausgebildet ist und zwischen dem Steuerkolben und dem Arbeitskolben eine vom letzteren gesteuerte Verbindungsleitung vorgesehen ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Aggregats nach der Erfindung in einem Längsschnitt dargestellt.
Das gezeichnete Aggregat weist ein Gehäuse 1 auf, in welchem zwei Bohrungen 2 bzw. 3 für einen Steuerkolben bzw. einen Arbeitskolben vorgesehen sind.
In der Bohrung 2 sind drei, durch eine Kolbenstange 4 fest miteinander verbundene Kolben 5, 6 und 7 verschiebbar. Drei Leitungen 8, 9 und 10 führen von aussen in die Bohrung 2.
In der Bohrung 3 sind zwei Kolben 11 und 12 auf einer Kolbenstange 13 angeordnet, verschiebbar. Der Kolben 11 sitzt fest auf der Kolbenstange 13, während der Kolben 12 entgegen der Wirkung einer Druckfeder 14 in bezug auf den Kolben 11, auf der Kolbenstange 13 verschiebbar ist.
Die Kolbenstange 13 ragt einerends aus dem Gehäuse 1 heraus und mit diesem Ende ist eine Arbeitsmaschine, angetrieben von den Kolben 11 und 12 des Aggregats, kuppelbar.
Leitungen 15 bzw. 16 verbinden die Räume zwischen den Kolben 5 und 6 bzw. 6 und 7 der Bohrung 2 mit Räumen vor dem Kolben 11 bzw. 12.
Eine Leitung 17 verbindet das in der Zeichnung linksliegende Ende der Bohrung 2 mit dem Raum links in der Zeichnung, hinter dem Kolben 12.
Eine weitere Leitung 18 führt aus dem Raum der Bohrung 2 zwischen den Kolben 11 und 12 zu dem in der Zeichnung rechtsliegenden Ende der Bohrung 2. Vom Raume zwischen den Kolben 11 und 12 führt eine Leitung 19 nach aussen.
Beim Betrieb des Aggregats ist die Leitung 9 an eine Druckpumpe angeschlossen, welche eine Arbeitsflüssigkeit fördert. In der Lage der Kolben 5, 6 und 7 gemäss der Zeichnung hat der Kolben 6 die Leitung 9 freigegeben und die Arbeitsflüssigkeit die Kolben 11 und 12 mit der Kolbenstange 13 in die dargestellte Lage verschoben.
In dieser Lage hat der Kolben 12 die Leitung 17 geöffnet, so dass Arbeitsflüssigkeit über diese Leitung hinter den Kolben 5 strömt. Dadurch werden die Kolben 5, 6 und 7 nach rechts in der Zeichnung verschoben. Am Ende dieser Verschiebung hat der Kolben 5 die Leitung 8 abgeschlossen und der Kolben 7 die Leitung 10 freigegeben. Gleichzeitig hat der Kolben 6 sich so verstellt, dass die Leitung 9 über die Leitung 15 mit dem Raum links vom Kolben 11 verbunden ist. Die Arbeitsflüssigkeit von der Pumpe her drückt nun die Kolben 11 und 12 mit der Kolbenstange 13 nach rechts in der Zeichnung. Die Arbeitsflüssigkeit aus dem Raume rechts vom Kolben 7 wird dabei über die Leitungen 18 und 19 ausgestossen.
Wenn der Kolben 11 bei seiner Verschiebung die Leitung 18 freigibt, so strömt über diese Leitung Arbeitsflüssigkeit in den Raum rechts hinter den Kolben 7 und schiebt diesen mit den Kolben 5 und 6 in die Lage, wie sie in der Zeichnung angegeben ist, zurück. Dabei fliesst die Arbeitsflüssigkeit aus dem Raume links vom Kolben 5 über die Leitungen 17 und 19 nach aussen ab.
Die beschriebene Arbeitsweise wiederholt sich nun, solange Arbeitsflüssigkeit von der Pumpe geliefert wird.
Der Weg der Kolben 11 und 12 und der Kolbenstange 13 wird durch die Lage der Umsteuerleitungen bestimmt.
Wenn aus irgend einem Grunde, z.B. zu grossem Widerstand der Arbeitsmaschine, die Kolbenstange 13 den vollen Hub nicht ausführen kann, wird der Steuerkolben (5, 6, 7) nicht umgesteuert, weil die Leitung 17 abgeschlossen bleibt. Dasselbe kann aber auch der Fall sein, wenn absichtlich die Arbeitskraft, die von der Kolbenstange 13 abgegeben wird, begrenzt wird. In beiden Fällen würde das Aggregat stillstehen.
Damit in beiden Fällen das Arbeiten der Kolben 5, 6 und 7 ermöglicht wird, ist der Kolben 12, entgegen der Wirkung der Druckfeder 14, auf der Kolbenstange 13 verschiebbar gelagert. Bei zu grossem Widerstand oder begrenzter Arbeitskraft drückt die Arbeitsflüssigkeit die Feder 14 über den Kolben 12 zusammen, wobei der letztere so weit auf der Kolbenstange 13 verschoben wird, dass er die Leitung 17 freigibt und die Umschaltung der Kolben 5, 6 und 7 erfolgen kann.
Auch der Kolben 11 könnte auf der Kolbenstange 13 verschiebbar angeordnet sein. Statt der Schraubenfeder 14 könnte auch eine Tellerfeder vorgesehen sein.
Die Feder 14 könnte auch weggelassen werden und der Kolben 12 fest auf der Kolbenstange 13 sitzen.
Drive unit especially for pulsating machines
The invention relates to a drive unit for pulsating machines, such as demolition hammers, riveting hammers, forging hammers, rammers, rammers, nibbling shears, embossing machines and the like. With a housing containing a control piston and a working piston controlled by this.
Such machines have previously been driven by compressed air or steam or electrically. The use of compressed air and steam has the disadvantage of great noise generation from the air or the steam that is expelled after each working stroke. In tunnels or caverns, the use of machines of this type driven by compressed air is difficult or often impossible.
The aim of the invention is to create a drive unit for pulsating machines in which this disadvantage is avoided.
The drive unit according to the invention is characterized in that it is set up and designed for hydraulic operation and a connecting line controlled by the latter is provided between the control piston and the working piston.
In the drawing, an embodiment of the unit according to the invention is shown in a longitudinal section.
The unit shown has a housing 1 in which two bores 2 and 3 are provided for a control piston and a working piston.
In the bore 2, three pistons 5, 6 and 7 which are firmly connected to one another by a piston rod 4 can be displaced. Three lines 8, 9 and 10 lead from the outside into the bore 2.
In the bore 3 two pistons 11 and 12 are arranged on a piston rod 13, displaceable. The piston 11 is seated firmly on the piston rod 13, while the piston 12 is displaceable on the piston rod 13 against the action of a compression spring 14 with respect to the piston 11.
The piston rod 13 protrudes from the housing 1 at one end, and a working machine, driven by the pistons 11 and 12 of the unit, can be coupled to this end.
Lines 15 and 16 connect the spaces between the pistons 5 and 6 or 6 and 7 of the bore 2 with spaces in front of the piston 11 and 12, respectively.
A line 17 connects the end of the bore 2 on the left in the drawing with the space on the left in the drawing, behind the piston 12.
Another line 18 leads from the space of the bore 2 between the pistons 11 and 12 to the end of the bore 2 on the right in the drawing. A line 19 leads to the outside from the space between the pistons 11 and 12.
When the unit is in operation, the line 9 is connected to a pressure pump which conveys a working fluid. In the position of the pistons 5, 6 and 7 according to the drawing, the piston 6 has released the line 9 and the working fluid has moved the pistons 11 and 12 with the piston rod 13 into the position shown.
In this position the piston 12 has opened the line 17 so that working fluid flows behind the piston 5 via this line. This moves the pistons 5, 6 and 7 to the right in the drawing. At the end of this displacement, the piston 5 has closed the line 8 and the piston 7 has released the line 10. At the same time, the piston 6 has moved in such a way that the line 9 is connected via the line 15 to the space to the left of the piston 11. The working fluid from the pump now pushes the pistons 11 and 12 with the piston rod 13 to the right in the drawing. The working fluid from the space to the right of the piston 7 is expelled via the lines 18 and 19.
When the piston 11 releases the line 18 during its displacement, working fluid flows through this line into the space on the right behind the piston 7 and pushes it back with the pistons 5 and 6 into the position shown in the drawing. The working fluid flows out of the space to the left of the piston 5 via the lines 17 and 19 to the outside.
The procedure described is repeated as long as working fluid is supplied by the pump.
The path of the pistons 11 and 12 and the piston rod 13 is determined by the position of the reversing lines.
If for any reason, e.g. too great resistance of the working machine, the piston rod 13 cannot execute the full stroke, the control piston (5, 6, 7) is not reversed because the line 17 remains closed. However, the same can also be the case if the working force that is emitted by the piston rod 13 is deliberately limited. In both cases the unit would come to a standstill.
To enable the pistons 5, 6 and 7 to work in both cases, the piston 12 is mounted on the piston rod 13 so as to be displaceable, counter to the action of the compression spring 14. If the resistance is too great or the working force is limited, the working fluid compresses the spring 14 via the piston 12, the latter being displaced so far on the piston rod 13 that it releases the line 17 and the pistons 5, 6 and 7 can be switched over.
The piston 11 could also be arranged displaceably on the piston rod 13. Instead of the helical spring 14, a plate spring could also be provided.
The spring 14 could also be omitted and the piston 12 seated firmly on the piston rod 13.