DE1938738B2 - Freikolben Druckluftschlaggerat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Freikolben-Γ ruckluftschlaggerät, bei dem ein in einem Zylinder beweglicher Freikolben eine ihm durch gesteuerte Zufuhr ei nes gasförmigen Kraftübertragungsmittels erteilte Geschwindigkeitsenergie durch Auftreffen auf ein in Zylinderachse verschieblich gelagertes Schlagwerkzeug in Schlagenergie umwandelt, wobei der Freikolbenzylinder und ein einen hin- und hergehenden Kompressionskolben führender Kompresisionszylinder unmittelbar achsparallel benachbart angeordnet und über in der Nähe des oberen bzw. unteren Freikolbentotpunktes liegende, in einer Trennwand zwisehen beiden Zylindern vorgesehene Öffnungen miteinander verbunden sind.

Schlaggeräte der eingangs genannten Gattung sind bekannt. Sie finden Anwendung beim Zerschlagen von Steinen und beim Aufbrechen der Decken von Beton- und Pflasterstraßen. Der für diese bekannten Geräte benötigte Luftdruck wird im allgemeinen durch einen Luftkompressor erzeugt, mit dem das Gera 1 über einen Druckschlauch in Verbindung steht. Während der Arbeit muß deshalb der Schlauch stets über den ganzen Arbeitsbereich mitgeschleppt werden. Darüber hinaus muß die Aniriebsleitung für derartige Luftkompressoren beträchtlich größer gewählt werden, als sie für die auszuführende Arbeit erforderlich ist, da auf Grund der hohen thermischen und Druckverluste bei der Durchströmung des langen Schlauches der Gesamtwirkungsgrad der Anlage schlecht ist. Um diese Nachteile zu beseitigen oder zu \erringern, d. h. die thermischen sowie die Druck- und Leckverluste zu beseitigen, muß der Luft kornpressor besonders ausgelegt werden. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn der Ausgangsdruck des Kompressors 10 kp/crrr übersteigt. Um deshalb besondere Konstruktionsrichtlinien bei der Auslegung eines derartigen Kompressors unbeachtet lassen zu können, finden gewöhnlich Luftkompressoren Anwendung, deren Ausgangsdruck sich innerhalb eines Bereiches von 4 bis 8 kp/cnr bewegt. Die Anwendung dieser relativ niedrigen Leistungen führt jedoch da/u, daß die mögliche Ausgangsleistung der Gesamtanlage beschränkt und in einigen Fällen für bestimmte schwerere Arbeiten nicht ausreichend ist.

Das bei einem vorbekannten Schlaggerät der eingangs genannten Art (britische Patentschrift 578 880) verwendete Kraftübertragungsmittel ist ein Verbrennungsgas, das in einem als Zweitaktmotor arbeitenden Kompressionszylinder verarbeitet wird. Hierbei wird das Verbrennungsgas in diesem Zylinder komprimiert und anschließend im entsprechenden Zeitpunkt entzündet. Durch die F.xplosionskraft wird nicht nur der Kolben nach unten bewegt, sondern auch eine als Zylinderabschlußdeckel dienende, unter Federspannung siehende Platte nach oben bewegt. Hierdurch wird eine den Kompressionszylinder mit dem Freikolbenzylinder verbindende obere öffnung freigelegt, durch die das verbrennende bzw. verbrannte Abgas in den Freikolbenzylinder strömt und dort die Oberseite des Freikolbens beaufschlagt, so daß sich dieser nach unten auf das Schlagwerkzeug bewegt. Der während dieser Zeit weiter nach unten zurückgeführte Kompressionskolben legt im Verlauf seines Weges eine weitere untere Öffnung frei, durch die der Rest des Abgases in den Bodenraum des Freikolbenzylinders strömt. Auf diese Weise wird der zu diesem Zeitpunkt im unteren Totpunkt befindliche Freikolben veranlaßt, sich wieder nach oben in die Ausgangsstellung zu bewegen.

Der vollkommene Ausstoß des Abgases soll bei dem vorbekannten Schlaggerät dadurch erreicht wer-

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den, daß die der Trennwand zwischen beiden Zylindern gegenüberliegende Wand des Freikolbenzylinders in verschiedener Höhe öffnungen aufweist, wobei das Abgas durch die jeweils vom Freikolben freigelegte Öffnung ausströmen Vann.

Bei der bekannten Vorrichtung ist zum einen die Lebensdauer dadurch beeinträchtigt, daß als Abschlußdeckel für den Kompressionszylinder eine bewegliche Platte vorgesehen ist, bei der sich die Verwendung iiner von Natur aus an sich ermüdbaren Feder zusätzlich ungünstig auswirken kann, und zwar nicht nur im Hinblick auf die Lebensdauer, sondern auch hinsichtlirh der Funktionssicherheit.

Hinzu kommt, daß an der der Trennwand gegenüberliegenden Wand des Freikolbenzylinders mehrere Auslaßöffnungen für das Abgas vorgesehen werden müssen, um überhaupt das Funktionieren des verwendeten Zweitaktmotors zu gewährleisten Hierdurch wird aber die Wirksamkeit des Rückkehrhubes des Freikolbens beeinträchtigt, da sich das für den jeweiligen Hub zur Verfügung stehende komprimierte Medium sofort aus den jeweils freigelegten Auslaßöffnungen herausbewegt und somit nachteilig seine Arbeitsenergie verringert. Auch steht für den Rückkehrhub des Freikolbens eine an sich unzureichende Kraft zur Verfügung, da das zu diesem Zweck durch die öffnung geleitete Abgas auf Grund der schon für den Arbeitshub des Freikolbens geleisteten Arbeit erhebliche Energie verloren hat.

Schließlich treten auch bei der vorbekannten Vorrichtung auf Grund des unmittelbar neben dem Freikolbenzylinder angeordneten »Verbrennungsmotors« erhebliche Kühlprobleme auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein Frtikolhcn-Druckluftschlaggerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das äußerst kompakt und handlich ist.

Die Merkmale der zui Losung dieser Aufgabe geschaffenen Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Einer der gravierenden Unterschiede /wischen der Erfindung und den vorbekannten Vorrichtungen liegt darin, daß bei ersterem ein konstantes abgeschlossenes, nicht entzündbares Kraftübertragungsmittel, beispielsweise Druckluft, verwendet wird. Hierdurch werden sämtliche aufwendigen baulichen Maßnahmen /ui Gewährleistung der Durchspülung eiiics Verbrenuungsgases o.dgl. ubu flüssig. Hinzu Komm', jedoch noch, daß durch die erfindungsgemäße Steuerung der beiden Kolben dem Freikolben bei jedem Arbeits- bzw. Rückkchrhub eine optimul große Energiemenge zugeführt werden kann. Dies wird dadurch ermöglicht, daß als Konipressionskolben ein doppeltwirkender Pumpenkolben verwendet wird und daß die die beiden Zylinder verbindenden Öffnungen auf besondere Weise in der Trennwand angeordnet sind. Hierdurch wirken nämlich beide Kolben als Schiebeventil hinsichtlich der Umkehr des jeweils in den einzelnen Kammern aufgebauten Druckes.

Die besondere Anordnung der Öffnungen hat zur Folge, daß sich unterhalb des Pumpenkolben» ein starker Unterdruck aufbaut, wenn sieh beispielsweise der Pumpenzylinder nach oben bewegt und die Luft in der über ihm befindlichen Kammer komprimiert. Es wird nun nicht nur der Freikolben durch die hoch komprimierte Luit, die aus der übei dem Pumpenzylinder befindlichen Kammer durch die Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens in die Kammer über dem Freikolben eingeschoben wurde, nach unten bewegt, sondern es ergibt sich eine besonders schlagartige Abwärtsbewegung nach unten dadurch, daß nahezu gleichzeitig unterhalb des Fieikolbens dei unterhalb

des Pumpenkolbens entstehende starke Unterdruck aufgebaut wird, was gleichzeitig gleichsam ein zusätzliches Abwärtsziehen des Freikolbens bewirkt. Dadurch wird eine sehr hohe Schlagkraft auf den Meißel übertragen.

ίο Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die zu erzeugende Energie, die der durch den Meißel zu leistenden Arbeit entspricht, beträchtlich kleiner sein kann als bei den bekannten Geräten, so daß dadurch ein Gerät gleicher Leistung beträchtlich kompakter und kleiner

konstruiert werden kann als bisher. Pumpen- und Freikolbenzylinder sind bei dem erfindungsgemäßen Gerät parallel zueinander angeordnet und weisen mindestens ein Paar Verbindungsöffnungen auf. Auf diese Weise wird der bei den bekannten Geräten nicht zu vermeidende Druckverlust im Verbindungsschlauch vom Schlaggerät zum Luftkompressor auf ein Minimum herabgesetzt.

Dadurch, daß Ireikolben und Pumpenzylinder zu einer Einheil kombiniert sind, ist es möglich, das Ge-

»5 rät ohne weiteres auf Lastwagen od. dgl. zu laden und dadurch die Bewegbarkeit der Einrichtung erheblich zu verbessern. Weiterhin läßt sich der Arbeitsbereich des Gerätes dadurch erheblich erhöhen, daß es an einem Schwenkarm auf dem Arbeitslastwagen oder an sonstigen Einrichtungen befestigt wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes besteht darin, daß die obere Kammer des Pumpenzylinders unmittelbar neben der oberen Kammer des Freikolbenzylinders liegt, so daß die eintretende hochkompnmierie Luft, die auf Grund der adiabatischen Kompression eine hohe Temperatur besitzt, sich wieder adiabatisch entspannt, so daß dadurch die obere Kamn 1 des Pumpenzylinders gekühlt wird. Auf diese V\ e ,se läßt sich das erfindungsgemäße Gerät selbst bei fortgesetztem Betrieb und über einen längeren Zeitraum auf einer relativ niedrigen Betriebstemperatur halten.

Bei dem erfindungsgemaßen Gei üt 'M innerhalb der Zylinder eine konstante Luftmenge eingeschlt >en.

Diese Luftmenge bewegt sich zwischen den Zylindern ais Ki af!übertragungsmittel hin und her und verursacht infolgedessen ein geringes mechanisch erzeugtes oder Ströniungsgeräusch während des Betriebes. Durch Einführen auch nur eines Tropfens von Schmieröl zwischen jedem Kolben und seinem zugehörigen Zylinder innerhalb eines Zeitraumes von mehreren Minuten wird dieser in seine Partikel zerstäubt und bildet einen Ölfilm zwischen Zylinderwand und Kolben. Da eine Selbstentzündung des Öls auf Grund der niedrigen Temperatur, auf der die Zylinderwandung gehallen wird, wirksam ausgeschlossen werden kann, sorgt dieser Ölfilm für eine hochwirksame Schmierung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Schlaggerät mit dem Pumpenkolben im oberen Totpunkt und

Fig. 2 mit dem Pumpenkolben im unteren Totpunkt,

Fi t>. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 schematische Darstellungen der Arbeitsweise von Pumpenkolben und Freikolben und

F i g. 5 ein Arbeitsdiagramm gemäß der Darstellung in Fig. 4.

Das Schlaggerät weist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, einen Zylinderblock 1 auf, der im Querschnitt einer 8 ähnell. In einem Pumpenzylinder 12 ist gleitend ein Pumpenkolben 11 angeordnet, während im Werkzeugzylinder 22 ein Freikolben 21 verschiebbar ist. Beide Zylinder sind parallel zueinander angeordnet. Das obere Ende 12« des Pumpenzylinders 12 ist durch einen Zylinderkopfdeckel 13 und das obere Ende 22 α des Werkzeugzylinders 22 mittels eines Zylinderkopfdeckels 23 abgedichtet. Die oberen Enden der Zylinder 12, 22 befinden sich weitgehend auf gleicher Höhe. Das untere Ende 22b des Werkzeugzylinders 22 ist durch einen Deckel 24 abgedichtet und befindet sich unterhalb des unteren Endes 12 b des Pumpenzylinders 12, das wiederum durch ein Kurbelgehäuse 14 geschlossen ist. Die Tnnenräume der beiden Zylinder 12,22 stehen miteinander in ihren oberen und unteren Bereichen durch obere und untere Durchtrittsöffnungen 3, 4 in Verbindung. Die öffnungen 3, 4 befinden sich in einer Zwischenwand 2 des Zylnderblockes 1, welche die Zylinder 12, 22 voneinander trennt.

Die obere Begrenzungskante 3a der oberen öffnung 3 liegt etwas niedriger als das obere Ende 22« des Werkzeugzylinders 22, so daß dadurch eine obere Pufferkammer 25 unterhalb des Zylinderkopfdeckels 23 gebildet wird, sobald die Oberseite des Freikolbens 21 die obere Begrenzungskante 3a der öffnung 3 passiert. Das Volumen der Pufferkammer 25 ist sehr klein, da der Abstand zwischen dem oberen Ende 22a des Werkzeugzylinders 22 und der oberen Begrenzungskante 3o der Öffnung 3 kurz ist. Auf der dem Pumpenzylinder zugekehrten Seite ist die obere Begrenzungskante der Öffnung 3 abgeschrägt und bildet eine Fase 3'(Fi g. 1). An Stelle dieser Ausbildung oder auch zusammen mit dieser kann die Oberseite des Pumpenkolbens 11 mit einer nach unten geneigten Fläche 11' (Fig. 1) versehen sein. Die Fase 3'der Öffnung 3 und/oder die geneigte Oberfläche 11' des Pumpenkolbens 11 gewährleisten, daß die Öffnung 3 niemals voll geschlossen ist, selbst dann, wenn der Pumpenkolben 11 seinen oberen Totpunkt erreicht. Der Durchmesser der ohcren Öffnung 3 ist so gewählt, daß die oberen Enden der Kolben 11 und 21 in ihren jeweiligen oberen Totpunkten stets unterhalb der unteren Begrenzungskante 3b der oberen Öffnung 3 liegen (Fig. 1). Weiterhin entspricht die Position der unteren Begrenzungskante 4b der unteren Öffnung 4 weitgehend dem unteren Ende 12b des Pumpenzylinders 12. so daß sie aus diesem Grund weit oberhalb des unteren Endes 22b des Werkzeugzylinders 22 liegt. Durch diese Anordnung wird bei der Abwärtsbewegung des Freikolbens 21 und beim Passieren der unteren Begrenzungskante 4b der öffnung 4 durch das untere Ende des Freikolbens eine untere Pufferkammer 26 von sehr großem Volumen geschaffen, die unmittelbar über dem Deckel 24 im Werkzeugzylinder liegt. Die vertikale Höhe der unteren öffnung 4 ist größer als die der oberen öffnung 3, so daß dadurch trotz der großen Differenz in der Lage zwischen dem oberen Ende 12 b des Pumpenzylinders und dem unteren Ende 22 b des Werkzeugzylinders die Oberseiten sowohl des Pumpenkolbens 11 als auch des Freikolbens 21 an ihren unteren Totpunkten un-' terhalb der oberen Begrenzungskante Aa der unteren Öffnung 4 liegen und auf diese Weise den oberen Bereich 4' der unteren öffnung 4 offen lassen (Fi g. 2). Hierdurch können die Kolben 11 und 21 selbst als Schieberventil für die Umkehr des positiven und negativen Druckes in der oberen und unteren Kammer des Werkzeugzylinders 22 wirken. Daß die vertikale Erstreckung der oberen Öffnung 3 kleiner ist als die der unteren Öffnung 4, hat folgenden Grund:

Im Kurbelgehäuse 14 ist eine Kurbelwelle 15 gelagert, die durch eine äußere, nicht dargestellte Kraft-

so quelle angetrieben ist. Die Kraftübertragung erfolgt über einen Wellenflansch 16, der aus dem luftdichten Kurbelgehäuse 14 herausragt. Die Kurbelwelle 15 wird mit konstanter Drehzahl, d. h. bei einer bestimmten Drehzahl zwischen 100 bis 1200 U/min, angetrieben. Dadurch erhält der Pumpenkolben 11 über die Kurbelwelle 15 und ein Pleuel 17 die bekannte Hin- und Herbewegung.

Im Deckel 24 ist ein Schlagbolzen 27 axial gleitend eingesetzt, der durch den Freikoiben 21 bei seinem

ao Abwärtshub beaufschlagt wird. Am Deckel 24 ist außerdem eine Abstützung 29 befestigt, die einen Meißel 28 halten. Diesem wird indirekt über den Schlagbolzen 27 die Schlagenergie vom Freikolben 21 zugeführt.

^5 Die Antriebsleistung zur Drehung der Kurbelwelle 15 kam durch eine Verbrennungskraftmaschine, einen Hydraulikmotor oder einen Elektromotor erzeugt werden. Es ist möglich, den Schlagbolzen 27 wegzulassen, so daß der Freikolben 21 unmittelbar das Ende des Meißels 28 beaufschlagt. Außerdem kann an Stelle der Unterteilung der unteren Öffnung 4 in zwei öffnungen diese als eine einzige öffnung ausgeführt werden, sofern die Festigkeit der Trennwand 2 im Zylinderblock 1 ausreichend hoch gehalten ist.

Durch die Drehung der Kurbelwelle 15 vollzieht der Pumpenkolben 11 regelmäßig und abwechselnd zuerst einen Aufwärtshub, in dessen Verlauf die Luft in der oberen Kammer des Pumpenzylinders 12 komprimiert wird und in der unteren Kammer ein Unterdruck entsteht. Anschließend wird ein Abwärtshub vollzogen, in dessen Verlauf die Luft in der unteren Kammer komprimiert wird und in der oberen Kammer Unterdruck entsteht. Auf diese Weise wird im Werkzeugzylinder 22, der mit dem Pumpenzylinder

12 durch die Öffnungen 3 und 4 in Verbindung steht, ebenfalls der Druck jeweils positiv bzw. negativ in der oberen bzw. unteren Kammer während des Aufwärtshubes des Pumpenkolbens 11 bzw. negativ und positiv während des Abwärtshubes. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies, daß der Freikolben nach unten gedrückt wird, wenn der Druck in der oberen Kammer positiv und in der unteren Kammer negativ ist, so daß er dadurch seinen Arbeitshub unter Beaufschlagung des Schlagbolzens 27 vollzieht. Anschließend wird er auf

seinem Aufwärtshub wieder zurückgeführt, sobald der Druck in der oberen Kammer negativ und in der unteren Kammer positiv wird.

Die Formulierungen »obere Kammer« und »untere Kammer« beziehen sich auf die Zylinderräume ober halb und unterhalb des Kolbens, der diese beiden Räume in der Weise voneinander trennt, daß mit zunehmendem Volumen der einen Kammer infolge der Kolbenbewegung das Volumen der anderen Kammer abnimmt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zylinderkammern 12 und 22 jeweils durch die Kolben 11 und 21 voneinander getrennt.

Wenn der Pumpenkolben 11 sich in seinem oberen Totpunkt befindet, hat der Freikolben 21 seinen Ar-

beilshub vollzogen oder ist nahe am Ende dieses Hubes. Die Arbeitszyklen der Kolben 11 und 21 weiden an Hand der Fig. 4 näher erläutert.

Der Freikolben 21 komprimiert das große Luftvolumen in der Pufferkammer 26 hei seiner Abwärtsbewegung, sobald er seinen unteren Totpunkt erreicht. An diesem Punkt hat die Oberseite des Freikolbens 21 sich bis unterhalb des oberen Teiles 4' der unteren Öffnung 4 bewegt und verbindet auf diese Weise die obere Kammer des Werkzeugzylinders 22 und die untere Kammer des Pumpenzylinders 11. Dadurch gleicht sich der positive Druck in der oberen Kammer des Werkzeugzylinders, der die Durchführung des Arbeitshubes des Freikolbens bewirkt hat, in die untere Kammer des Pumpenzylinders aus (Fig. 4/II), der bis dahin unter negativem Druck steht. Auf Grund der Federwirkung der komprimierten Luft in der unteren Pufferkammer 26 jedoch beginnt der Fieikolben im nächsten Augenblick seinen Rückwärtshub. Die Reaktion des Meißels 28 gegen die ihn mittels des Schlagbolzens 27 übertragene Schlagkraft unterstützt die Pufferwirkung bei der Zurückführung des Freikolbens 21 auf seinen Rückwärtshub. Obwohl die untere Öffnung 4 für einen Augenblick während der Rückwärtsbewegung des Freikolbens 21 geschlossen ist, wird sie alsbald wieder geöffnet, so daß die unteren Kammern von Werkzeug- und Pumpenzylinder wieder miteinander verbunden sind.

Der Pumpenkolben bewegt sich nach unten und komprimiert dabei die aus der oberen Kammer des Werkzeugzylinders in die untere Kammer des Pumpenzylinders eingeströmte Luft. Die in der unteren Kammer des Pumpenzylinders komprimiene Luft übt infolge ihres Durchströmens durch die große untere Öffnung 4 auf den Freikolben eine Kraft aus, die diesen anhebt. Gleichzeitig entsteht in der oberen Kammer des Pumpenzylinders Unterdruck, der über die obere Öffnung 3 die in der oberen Kammer des Werkzeugzylinders enthaltene Luft ansaugt. Die Fig. 4/11 zeigt den Pumpenkolben bei seinem Abwärtshub vom oberen Totpunkt in einer Lage, in der sich die Antriebseinrichtung um 60" weitei gedreht hat. Die Fig. 4 111 zeigt die gegenseitige Lage nach einer weiteren Drehung von (-0°. Zu dieser Zeit befindet sich der Freikolben 21 auf seiner Rückwärtsbewegung, während der der positive Druck von unten und der Unterdruck von oben wirkt.

Wenn sich der Pumpenkolben 11 an seinem unteren Totpunkt befindet, ist der obere Teil 4' der unteren Öffnung 4 geöffnet und die obere Kammer des Pumpenzyiinders steht mit der unteren Kammer des Werkzeugzylinders in Verbindung. Dadurch strömt die in der unteren Kammer des Werkzeugzylinders enthaltene Luft, die den Freikolben 21 angehoben hat, in die obere Kammer des Pumpenzylinders ein, der nun unter Unterdruck steht (Fig. 4/IV). Wenn der Pumpenkolben 11 seinen unteren Totpunkt erreicht, hat der Freikolben im allgemeinen bereits die obere Öffnung 3 verschlossen und dadurch die obere Pufferkammer 25 des Werkzeugzylinders mit seiner Oberseite abgedichtet. Demzufolge verdichtet der Freikolben die Luft in der Pufferkammer 25 bei seiner weiteren Rückwärtsbewegung und erreicht auf Grund seiner Massenträgheit seinen oberen Totpunkt. Auf diesem Wege wird seine Geschwindigkeit schnell bis auf Null verzögert.

Wenn der Pumpenkolben 11 nach Erreichen seines unteren Totpunktes seinen Au^c-,värtshub wieder beginnt, wird die untere Öffnung 4 für einen Augenblick geschlossen, unmittelbar danach jedoch wieder geöffnet. so daß die unteren Kammern von Pumpen- und Werkzeugzylinder miteinander verbunden werden. Der Unterdruck, der in der unteren Kammer des Pumpenzylinders entsteht, wirkt sich auch durch die untere Öffnung 4 in die untere Kammer des Werkzeugzylinders aus und bremst dadurch die Rückwärtsbewegung des Freikolbens, der sich zu diesem Zeitpunkt immer noch auf Grund seiner eigenen Massenträgheit nach oben bewegt (Fig. 4/V).
Der Freikolben komprimiert die Luft in der Pufferkammer 25 und erreicht dann seinen oberen Totpunkt. Da die Pufferkammer 25 ein geringeres Volumen besitzt als die untere Pufferkammer 26, verhindert die in ihr komprimierte Luft lediglich das Aufschlagen des Freikolbens auf den Zylinderkopfdeckel 23, besitzt jedoch nicht genügend Puffereffekt, um den Freikolben wieder nach unten zu beschleunigen. Darüber hinaus wirkt der sich zunehmend aufbauende Druck in der oberen Kammer des Pumpenzylinders als Seitendruck auf den Freikolben durch die Öffnung 3 und unterstützt den Freikolben in seiner Tendenz, in der Nähe seines oberen Totpunktes während seiner Restbewegung zu verharren (Fig. 4/VI).

Wenn der Pumpenkolben den oberen Totpunkt er-

3" reicht und die in der oberen Kammer des Pumpenzylinders vorhandene Luft maximal komprimiert ist, beginnt der Freikolben wieder seinen Arbeitshub, so daß die obere Öffnung 3 durch die Abwärtsbewegung des Freikolbens unter seinem eigenen Gewicht freigegebe η wird. Aus diesem Grund entlädt sich die hochkomprimierte Luft in der oberen Kammer des Pumpenzylinders durch die obere Öffnung 3 und wirkt auf die Oberseite des Freikolbens, da sie sich auch abrupt in der oberen Kammer des Werkzeugzylinders entspannt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt, wie bereits erwähnt, unterhalb des Freikolbens über die untere Öffnung 4 Unterdruck, so daß der Freikolben den Schlagbolzen 27 in seinem unteren Totpunkt mit großer Energie trifft (Fig. 4/1).

Auf diese Weise läßt der von einer konstanten Drehkraft angetriebene Pumpenkolben den Freikolben intermittierende, ungleichförmig hin- und hergehende Hübe ausführen. Die Beziehung zwischen den beiden Zylindern läßt sich in Form eines Diagramms

ic gemäß Fig. 5 darstellen. Wenn sich der Pumpenkolben 11 an den Positionen A, B, C. .. F, A' oder B befindet, ist die Lage des Freikolbens 21 im Zylindei 22 jeweils duich die Punkte a, b, c.f, α oder b gekennzeichnet.

In Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels kann der Pumpenzylinder so ausgelegt wer den. daß sein Durchmesser größer ist als derjenige des Werkzeugzylinders und daß das unter der Wir kung des Pumpenkolbens in den Werkzeugzylinde

eingeschobene Luftvolumen um etwa 10 bis 30% grö ßer ist als das vom Freikolben benötigte, so daß de Freikolben mit einem genügenden Luftüberschuß be tätigt wird. Dies läßt sich durch entsprechende Ab Stimmung der Kurbelwellendrehzahl auf die Massi und Hublänge des Freikolbens sowie auf sonstige Pa rameter einstellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Freikolben-Druckluftschlaggerät, bei dem ein in einem Zylinder beweglicher Freikolben eine ihm durch gesteuerte Zufuhr eines gasförmigen Kraftübertragungsmittels erteilte Geschwindigkeitsenergie durch Auftreffen auf ein in Zylinderachse verschieblich gelagertes Schlagwerkzeug in Schlagenergie umwandelt, wobei der Freikolbenzylinder und ein einen hin- und hergehenden Kompressionskolben führender Kompressionszylinder unmittelbar achsparallel benachbart angeordnet und über in der Nähe des oberen bzw. unteren Freikolbentotpunktes liegende, in einer Trennwand zwischen beiden Zylindern vorgesehene Öffnungen miteinander verbunden sind, d adurch gekennzeichnet, daß der Kompressionskolben ein doppelt wirkender Pumpenkolben

(11) ist und beide Zylinder (12, 22) ein konstantes abgeschlossenes, nicht entzündbare Kraftübertragungsmittel, wie Druckluft od. dgl., enthalten, wobei die die beiden Zylinder verbindenden Öffnungen (3, 4) axial sich erstreckend in der Trennwand 12) angeordnet und beide, jeweils durch den entsprechenden Kolben (11 bzw. 12) abgetrennte Kammern des einen Zylinders mit der benachbarten und/oder diagonal gegenüberliegenden Kammer des anderen Zylinders verbunden sind.

2. Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Öffnung (4) in zwei in axialer Richtung übereinanderliegende Öffnungen unterteilt ist, von denen die axial höher gelegene Öffnung die obere Kammer des Freikolben/ylindcrs (22) im unteren Freikolbentotpunkt mit der unteren Kammer des Pumpenzylinders

(12) verbindet.

3. Schlaggerät nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die obere bzw. untere Öffnung (3 bzw. 4) jeweils im Abstand zu einem oberen bzw. unteren Zylinderabschlußdeckel (23 bzw. 24) in den Freikolbenzylinder (22) mündet und hierdurch für den Freikolben (21) eine obere bzw. untere Pufferkammer (25 bzw. 26} gebildet ist.

4. Schlaggerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Pufferkammer (25) ein geringeres Volumen als die untere Pufferkamine r (26) besitzt.

5. Schlaggerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (11) auf der der oberen Öffnung (3) zugekehrten Seite in Ruhtung zu dieser abgeschrägt ist (H').

6. Schlaggerät nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinder (12) ein größeres Volumen als der Freikolbenzylinder (22) besitzt.

7. Schlaggerät nach einem der Ansprüche 1 bis

6. dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (11) mittels einer Kurbelwelle (15) und eines Pleuels (17) gleichmäßig hin- und iierbewegbar ist.