DE2732164A1

DE2732164A1 - Hydraulisch angetriebene schlagvorrichtung

Info

Publication number: DE2732164A1
Application number: DE19772732164
Authority: DE
Inventors: Clive Wilfred Hunt
Original assignee: Compair SA Pty Ltd
Current assignee: Compair SA Pty Ltd
Priority date: 1976-07-15
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1978-01-26
Also published as: ZA764220B; FR2358244A1; AU504608B2; JPS5420471A; US4170924A; AU2703077A

Description

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Anmelder: Compair SA (Proprietary) Limited, Berrange Road,

Wadeville, Transvaal Province Republic of South Africa

Hydraulisch angetriebene Schlagvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch angetriebene Schlagvorrichtung.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Zylinder mit einer Bohrung, eine in der Bohrung hin- und herbewegbare Schieberventil- und Schlagkolbenkombination, einen in die Bohrung führenden Hochdruckeinlaß, einen aus der Bohrung führenden Niederdruckauslaß und Mittel zur Bildung eines Fluidüberleitungswegs, der bei der Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens über die Bohrung abwechselnd mit dem Einlaß und dem Auslaß verbunden wird, wobei der Schlagkolben eine ständig durch den Einlaßdruck beaufschlagte Fläche und eine ständig durch den sich ändernden Druck im Fluidüberleitungsweg beaufschlagte Fläche aufweist, und die Fläche des Schlagkolbens, die von dem im Fluidüberleitungsweg herrschenden Druck beaufschlagt wird, eine größere Wirkfläche als die von dem am Einlaß herrschenden Druck beaufschlagte Fläche hat, wobei die auf diese beiden Flächen einwirkenden Kräfte entgegengesetzt gerichtet sind.

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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Überleitungsweg als die Bohrung umschließende Ringkammer ausgebildet ist und ein erster und ein von diesem in axialem Abstand angeordneter zweiter Strömungsweg die Ringkammer mit der Bohrung verbindet, wobei der Schlagkolben zyklisch den Einlaß mit dem Überleitungsweg über den ersten Strömungsweg und die Bohrung und den Auslaß mit dem Überleitungsweg über den zweiten Strömungsweg und die Bohrung in Verbindung setzt.

Bei einer anderen Ausführungsform ist der Überleitungsweg vorzugsweise als Kanal ausgebildet, der sich relativ zum Zylindermantel axial erstreckt, wobei zwei in axialem Abstand angeordnete Strömungswege vorgesehen sind, die diesen Kanal mit der Bohrung verbinden, und der Schlagbolzen zyklisch den Einlaß mit dem Überleitungsweg über den ersten Strömungsweg und die Bohrung und den Auslaß mit dem Überleitungsweg über den zweiten Strömungsweg und die Bohrung in Verbindung setzt.

Bei beiden vorstehend genannten Ausführungsbeispielen stehen vorzugsweise der Einlaß, der Auslaß und die Strömungswege mit der Bohrung an in axialem Abstand liegenden Stellen in Verbindung.

Um Druckstöße zu dämpfen, kann je ein Akkumulator mit dem Einlaß, dem Auslaß und dem Überleitungsweg in Verbindung stehen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Einlaß mit einer Ringzone

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veränderlichen Volumens der Bohrung in Verbindung steht, wobei diese Ringzone den Schlagkolben umschließt und an einem Ende durch eine ortsfeste Endfläche und am anderen Ende durch die vom Einlaßdruck beaufschlagte Fläche des Schlagkolbens begrenzt ist.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn mindestens der zweite Strömungsweg zu einer Ringzone veränderlichen Volumens der Bohrung führt und diese Ringzone den Schlagkolben umschließt und an einem Ende durch eine ortsfeste Endfläche und am anderen Ende durch die Fläche des Schlagkolbens begrenzt ist, die durch den Druck im Überleitungsweg beaufschlagt wird.

Zur Vereinfachung der Konstruktion kann der Schlagkolben drei Teile mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen, wobei der Teil mit dem größeren Durchmesser zwischen den beiden anderen Teilen liegt.

In den Zeichnungen, die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, sind:

Fig. 1 bis 6 Längsschnitte durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer hydraulisch angetriebenen Schlagvorrichtung und

Fig. 7 bis 12 Längsschnitte durch ein zweites Ausführungsbeispiel.

Die Konstruktion des in Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, wohingegen seine Arbeitsweise unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 6 beschrieben wird. In Fig. 2 bis 6 sind nur diejenigen Bezugszeichen eingesetzt, die für

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ein gutes Verständnis der jeweils beschriebenen Betriebsphase erforderlich sind. In gleicher Weise wird die Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit Fig. 7 und die Arbeitsweise des zweiten AusfUhrungsbeispiels im Zusammenhang mit den restlichen Figuren beschrieben.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Zylinder mit einem Hochdruckeinlaß 12 und einem Niederdruckauslaß 14. Der Zylinder weist innerhalb seines Mantels 10 zwei ortsfeste Elemente 16 und 18 auf. Diese beiden Elemente 16 und 18 bilden zusammen mit dem Mantel 10 eine Hochdruckringkammer 20, einen ringförmigen Druckgefällespeicher 22 und eine Niederdruckringkammer 24. Der Hochdruckeinlaß 12 führt zur Kammer 20, und der Auslaß 14 führt aus der Kammer 24 heraus. Die Bohrung des Elements 16 ist bei 16.1 innen abgesetzt, so daß der Innendurchmesser des in Fig. 1 linken Teils des Elements 16 kleiner als der des rechten Teils ist. Die Bohrung des Elements 18 hat einen gleichbleibenden Innendurchmesser. Dieser Innendurchmesser ist kleiner als jeder der beiden Innendurchmesser des Elements 16.

Zwischen dem Element 16 und dem Zylindermantel'10 sind Dichtungen 26 vorgesehen. Zwischen dem Element 18 und dem Zylindermantel 10 ist ebenfalls eine Dichtung vorgesehen. Eine weitere Dichtung 30 hat die doppelte Funktion der Abdichtung zwischen den Elementen 16 und und zwischen diesen beiden Elementen und dem Zylindermantel 10. Eine weitere Dichtung 32 ist dort vorgesehen,

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wo das Element 18 einen Vorsprung hat, der zapfenartig in eine Fassung des Elements 16 eingreift.

In der Bohrung des Zylinders ist eine durch die Elemente 16 und 18 begrenzte Schieberventil- und Schlagkolbenkombination 34 hubbewegbar gelagert, wobei zwischen dem Element 16 und dem Schlagkolben 34 eine Dichtung 36 und zwischen dem Element 18 und dem Schlagkolben 34 eine Dichtung 38 vorgesehen ist.

Durch das Element 16 führt von der Kammer 20 zu einer außen durch das Element 16 und innen durch den Schlagkolben 34 begrenzten Ringzone 42 eine Reihe von ringförmig angeordneten öffnungen 40. Zu beiden Seiten der Ringzone befinden sich zylindrische Teile 44 und 46 des Schlagkolbens 34, wobei der Außendurchmesser des Teils 44 etwas kleiner als der des Teils 46 ist. Während seiner Herstellung wird im Schlagkolben zwischen den Teilen 44 und 46 eine Nut 48 vorgesehen. Auf Grund der verschiedenen Außendurchmesser der Teile 44 und 46 hat die in Fig. 1 rechte Fläche der Nut 48 eine größere Wirkfläche als die linke Fläche.

Durch das Element 16 führen zwei Reihen von ringförmig angeordneten öffnungen 50 und 52 und setzen die Kammer 22 mit dem Inneren des Elements 16 in Verbindung. Die öffnungen 50 und 52 sind im Element 16 in axialem Abstand voneinander angeordnet. In gleicher Weise ist im Element 18 eine Reihe von ringförmig angeordneten öffnungen 54 vorgesehen, die die Kammer 24 mit dem Inneren des Elements 18 verbinden.

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Zusätzlich zu den zylindrischen Teilen 44 und 46 weist der Schlagkolben 34 zylindrische Teile 56 und 58 relativ großer und gleicher Durchmesser auf, die durch einen zylindrischen Teil 60 voneinander getrennt sind, welcher den kleinsten Durchmesser aller Teile des Schlagkolbens 34 hat.

Der Bohrstahl, auf den der Schlagkolben 34 schlägt, ist bei 62 dargestellt.

Bei der Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens 34 bewegen sich dessen verschiedene Teile relativ zu den Elementen 16 und 18 und den sich in ihnen befindlichen Ringen von öffnungen. Das läßt eine Anzahl verschiedener Ringzonen entstehen, die sich in ihrer Form und Größe während des Betriebsspiels ändern. Diese Ringzonen werden nun im einzelnen in Verbindung mit der Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben.

In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand hat der Schlagkolben 34 soeben auf den Stahl 62 geschlagen und steht gerade vor dem Beginn seines Rückhubs, d.h. er ist gerade dabei, sich nach rechts in Fig. 1 zu verlagern.

Die Hochdruckkammer 20 steht über die öffnungen 40 mit der Ringzone 42 in Verbindung. Wie bereits erwähnt, ist die in Fig. 1 rechte Fläche der Nut 48 größer als die linke Fläche. Es wirkt also eine Uberschußkraft nach rechts, und unter dem Einfluß dieser Kraft beginnt der Schlagkolben 34 seinen Rückhub.

In dieser Phase steht die Niederdruckringkammer 24

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mittels der öffnungen 54, einer den Teil 60 umschließenden Ringzone 64 und der öffnungen 52 und 54 mit dem Druckgefällespeicher 22 in Verbindung. Der Druckgefällespeicher 22 wird also mittels des Niederdruckauslasses 14 druckentspannt. Wie nachstehend noch zu erläutern sein wird, stand der Druckgefällespeicher 22 zuvor mit dem Hochdruckeinlaß 12 in Verbindung. Der Druck im Druckgefäilespeicher verringert sich zu dieser Zeit also im wesentlichen vom Einlaßdruck im wesentlichen auf den Ablaßdruck.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist der Schlagkolben um eine kurze Strecke nach rechts in Fig. 2 gewandert. Die Ringzone 42 steht immer noch mit dem Hochdruckeinlaß über die Kammer 20, die öffnungen 40 und eine Ringzone in Verbindung, so daß die Uberschußkraft, die den Schlagkolben 34 nach rechts in Fig. 2 drückt, immer noch wirksam ist. Eine Stirnfläche 68 zwischen den Teilen 56 und 60 ist gerade zum linken Ende des Elements 18 gelangt, wodurch die Verbindung zwischen der Niederdruckkammer 24 und dem Druckgefällespeicher 22 unterbrochen ist. Ehe die Verbindung unterbrochen wird, sind die Drücke in den Kammern 22 und 24 im wesentlichen egalisiert. Eine weitere Bewegung des Schlagkolbens 34 nach rechts verringert das Gesamtvolumen des Druckgefällespeichers und einer Ringzone 70, die in dieser Phase den Teil 56 umschließt und über die öffnungen 50 und 52 mit dem Druckgefällespeicher 22 verbunden ist. Mit anderen

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Worten, eine Ringfläche 72, die eine Endwand der Ringzone 70 bildet, wandert nach rechts in Fig. 2, während die andere Begrenzung der Ringzone 70, die durch die linke Stirnfläche des Elements 18 gebildet wird, ortsfest bleibt.

In Fig. 3 nähert sich der Schlagkolben 34 dem Ende seines Wegs nach rechts in Fig. 3, und eine Verbindung zwischen der Hochdruckringkammer 20 und dem Druckgefällespeicher 22 steht über die öffnungen 50, die Nut 48, eine den Teil 44 umschließende Ringzone 74 und die öffnungen 40 unmittelbar bevor. Der Teil 56 verhindert wegen seiner Abdichtung dem Element 18 gegenüber immer noch das Entstehen einer Verbindung zwischen dem Speicher und der Kammer 24.

In Fig. 4 befindet sich der Schlagkolben 34 am rechten Ende seines Rückhubs. Die Kammern 20 und 22 stehen über die öffnungen 40 und 50 und die Ringzone 74 in Verbindung. Hochdruckfluid hat nun über die öffnungen 50, die Kammer 22 und die öffnungen 52 Zugang zu einer Ringzone 76, die den Teil 46 umschließt. Die Ringfläche 72 des Teils 46 wird dadurch durch Fluid beaufschlagt, das im wesentlichen unter Einlaßdruck * steht. Folglich sind die Flächen, die nun dem Einlaßdruck ausgesetzt sind, die beiden Flächen, die die Nut 48 begrenzen, und die Ringfläche 72. Das bedeutet, daß die Gesamtfläche, die von dem Druckmittel beaufschlagt wird, um den Schlagkolben nach links zu drücken, sehr viel

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größer als die Fläche ist, die von dem Druckmittel beaufschlagt wird, um den Schlagkolben nach rechts zu drücken, so daß der Schlagkolben mit seinem Arbeitshub beginnt.

An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß dann, wenn der größer werdende Druck, der die Ringfläche 72 beaufschlagt, während der Schlagkolben 34 seinen Rückhub beendet, nicht ausreicht, um dessen Bewegung zu stoppen, dies durch den mechanischen Kontakt geschieht, der zwischen dem in Fig. 4 linken Ende des Elements 18 und der Ringfläche 72 zustandekommt. Ein solcher Kontakt ist jedoch nicht erwünscht.

Mit dem Wandern des Schlagkolbens 34 nach links in Fig. 5 wandert die Nut 48 außer Flucht mit den öffnungen 50, so daß die Kammer 22 von der Kammer 20 abgeschnitten wird. Der Teil 46 wirkt als eine Abdichtung. Das Volumen der Ringzone 70 nimmt stetig zu, während sich die Ringfläche 72 vom Element 18 wegbewegt. Der Druck in der Kammer 22 nimmt damit ab, und die anfänglich gespeicherte Druckenergie wird beim Treiben des Schlagkolbens 34 nach links verbraucht. Unmittelbar vor dem Aufschlagen des Schlagkolbens 34 auf den Stahl 62 hebt sich die Stirnfläche 68 vom linken Ende des Elements 18 ab, so daß die Kammer 22 mit der Kammer 24 und somit mit dem Auslaß 14 in Verbindung gesetzt wird. Der entstehende Druckabfall in der Kammer 22 und in der mit dieser verbundenen Ringzone 70 bedeutet, daß der einzige

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signifikante Druck, der den Schlagkolben beaufschlagt, derjenige ist, der in der Nut 48 herrscht. Die Oberschußkraft, die nach rechts in Fig. 5 wirkt und von der Differenz zwischen der Größe der Flächen zwischen den Flächen der Nut 48 abgeleitet ist, reicht nicht aus, um das mechanische Moment des Schlagkolbens 34 zu überwinden, der sich weiter nach links in Fig. 5 bewegt, bis er auf den Stahl 62 aufschlägt. An diesem Punkt ist die Stellung nach Fig. 1 erreicht, und der Druck, mit dem die unterschiedlich großen Flächen der Nut 48 beaufschlagt werden, bewirkt, daß der Schlagkolben seinen nächsten Rückhub beginnt.

Die Kammern 20, 22 und 24 wirken als Akkumulatoren, und es wird die Kompressibilität des Hydraulikfluids bei den Drücken ausgenutzt. Das Gesamtvolumen der Kammer 20 und der mit ihr verbundenen Ringzone 74 verringert sich während des Arbeitshubs, und in dieser Kammer wird Energie gespeichert, die während des Rückhubs verbraucht wird. Die Funktion der Kammer 22 ist schon beschrieben worden, und die Funktion der Kammer 24 besteht darin, den Durchfluß durch die öffnungen 54 zu glätten. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Schlagkolbens 34 kann zwischen 20 Hüben pro Sekunde bis zu 150 Hübe pro Sekunde betragen, so daß Fluidimpulse mit dieser Geschwindigkeit in die Kammer 24 gelangen. Die Durchflußrate aus dem Auslaß 14 ist stetiger und weniger pulsierend als die an den öffnungen 54.

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Gegebenenfalls können Gas- oder Federakkumulatoren mit den Kammern 20, 22 und 24 verbunden sein.

Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen Zylinder mit einem Mantel 78 auf, in dem sich zwei axial ausgerichtete ortsfeste Elemente 80 und 82 befinden. Der Zylinder weist ferner zwei Endkappen 84 auf, die mit dem Mantel 78 verbunden sind.

Zum Abdichten des ortsfesten Elements 80 dem Mantel gegenüber sind O-Dichtungen 86 und 88 und zum Abdichten des Elements 82 dem Mantel 78 gegenüber sind O-Dichtungen 90 und 92 vorgesehen. Eine zusätzliche O-Dichtung 94 sitzt an der linken Kappe 84, und eine weitere O-Dichtung 96 ist zum Abdichten der Stelle vorgesehen, an der die Elemente 80 und 82 aneinanderliegen. Die Elemente und 82 tragen ferner Lippendichtungen 98 und 100, die diese Elemente jeweils gegen eine hin- und herbewegbare Schlagkolben- und Schieberventil-Kombination 102 abdichten.

Der Schlagkolben 102 hat drei zylindrische Teile 104, 106 und 108, von denen der Teil 106 den größten Durchmesser und der Teil 108 den kleinsten Durchmesser hat. Aus Gründen der Fertigung sind zwischen den Teilen 104 und 106 bzw. 106 und 108 Nuten 110 bzw. 112 vorgesehen.

Die zylindrische Innenfläche des Elements 80 ist bei 114 abgesetzt, um eine Bohrung mit einem kleineren Durchmesser zur Aufnahme des Teils 104 und eine Bohrung

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mit einem größeren Durchmesser zur Aufnahme des Teils zu bilden. Die zylindrische Innenfläche des Elements 82 ist in entsprechender Weise bei 116 abgesetzt, um eine Bohrung mit einem kleineren Durchmesser zur Aufnahme des Teils 108 und eine Bohrung mit einem größeren Durchmesser (entspricht in seiner Größe der Bohrung mit dem größeren Durchmesser im Element 80) zur Aufnahme des Teils 106 zu bilden.

Drei äußere Ringnuten 118, 120 und 122, drei entsprechende innere Ringnuten 124, 126 und 128 und drei Reihen ringförmig angeordneter öffnungen 130, 132 und 134, die entsprechende Paare der Ringnuten in Verbindung mitein ander bringen, sind maschinell in das Element 80 eingearbeitet. In ähnlicher Weise sind drei äußere Ringnuten 136, 138 und 140, drei innere Ringnuten 142, 144 und 146 und drei Reihen ringförmig angeordneter öffnungen 148, 150, 152 maschinell in das Element 82 eingearbeitet.

Ein Hochdruckeinlaß 154 zum Zylinder steht mit der Nut 120 in Verbindung und ein Niederdruckauslaß 156 steht mit der Nut 136 in Verbindung. Gas-, Flüssigkeitsoder Federakkumulatoren, die schematisch bei 158 und 160 dargestellt sind, stehen mit dem Einlaß 154 bzw. mit dem Auslaß 156 in Verbindung.

Die Nuten 118 und 140 werden mit dem Auslaß 156 über im Mantel 78 vorgesehene Kanäle 162.1 und 162.2 in Verbindung gebracht. In ähnlicher Weise werden die

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Nuten 122 und 138 durch einen im Mantel 78 vorgesehenen Kanal 164 miteinander in Verbindung gebracht. Mit dem Kanal 164 ist ein Akkumulator 166 verbunden.

Bei der Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens 102 bewegen sich seine verschiedenen Teile relativ zu den Elementen 80 und 82, so daß mehrere verschiedenartige Ringzonen entstehen, die sich in ihrer Form und Größe während des Arbeitsspiels ändern. Diese Ringzonen werden im einzelnen bei der Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung noch beschrieben werden.

In der in Fig. 7 dargestellten Stellung hat der Schlagkolben 102 gerade seinen Arbeitshub nach links in Fig. 7 beendet und auf den Stahl 62 einen Schlag ausgeführt. In dieser Phase sind die Flächen 168 und 170 der Nut 110 die einzigen Flächen des Schlagkolbens 102, die mittels der Nuten 120 und 126 und der öffnungen 132 durch den vollen Einlaßdruck beaufschlagt werden. Die entstehende, auf den Schlagkolben 102 ausgeübte Kraft ist nach rechts in Fig. 7 gerichtet, weil die Fläche größer als die Fläche 168 ist.

Eine Ringzone 172, die den Teil 108 umschließt, steht mit den beiden Nuten 142 und 144 und außerdem durch diese Nuten und die Offnungen 148 und 150 mit dem Auslaß 156 und dem Kanal 164 in Verbindung. In dieser Phase mindert sich der Druck in diesem Kanal und in allen mit ihm verbundenen öffnungen und Nuten auf den Auslaßdruck zu.

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In Fig. 8 ist der Schlagkolben ausreichend weit nach rechts gewandert, um zu bewirken, daß eine Endfläche 174 am Schlagkolben 102 die freie Verbindung zwischen der Nut 142 und der Zone 172 und folglich auch zwischen dieser Zone und dem Auslaß 156 beendet. Der Druck in der Ringzone 172, im Kanal 164 und in allen Nuten und Offnungen , die mit dem Kanal 164 verbunden sind, beginnt also zu steigen, und die Endfläche 174 wird einer zunehmenden Kraft ausgesetzt, die sich einer Bewegung des Schlagkolbens 102 nach rechts in Fig. 8 entgegenstellt.

In Fig. 9 herrschen im wesentlichen die gleichen Bedingungen wie in Fig. 8. Die Fläche 170 hat die Nut 128 fast erreicht, und der Kanal 164 bleibt sowohl vom Einlaß 154 als auch vom Auslaß 156 getrennt. Zwischen dem Element 80 und dem Teil 104 ist nun eine Ringzone 176 vorhanden.

Fig. 10 veranschaulicht das Ende des Rückhubs des Schlagkolbens 102. Unmittelbar nachdem die Fläche 170 den in Fig. 10 linken Rand der Nut 128 überfahren hat, wird der Kanal 164 mit dem Einlaß 154 über die Ringzone 176 verbunden. Der Druck im Kanal 164 steigt also schnell im wesentlichen auf den vollen Zudruck an. Über die Nuten 138 und 144 und die öffnungen 150 beaufschlagt dieser Druck die Fläche 174, was den Schlagkolben bis zum Stillstand verlangsamt und dann dessen Bewegung im Arbeitshub beginnen läßt. Es versteht sich, daß die

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Summe der Flächen der Endflächen 168 und 174 größer als die Fläche 170 ist.

Während des ersten Teils des Arbeitshubs des Schlagkolbens bleibt der Kanal 164 mit dem Einlaß 154 in Verbindung. Mit dem Erreichen der Position nach Fig. 11 dichtet jedoch der Teil 106 die Nut 128 gegen die Ringzone 176 ab. Während des Rests des Arbeitshubs mindert sich der Druck im Kanal 164.

Beim Passieren der in Fig. 12 dargestellten Position durch den Schlagkolben 102 kommt die Ringzone 172 mit dem Auslaß 156 in Verbindung, und der Restdruck im Kanal 164 und in der Ringzone 172 fällt schneller auf den Auslaßdruck zu ab.

Der Schlagkolben schlägt dann gegen den Stahl 62, und das Arbeitsspiel ist beendet.

Die Nuten 120 und 126 und die öffnungen 152 bilden zusammen eine erste Kammer, die ständig mit dem Hochdruckeinlaß 154 und mit der Bohrung in Verbindung steht. In ähnlicher Weise bilden die Nuten 136 und 142 und die öffnungen 148 eine zweite Kammer, die mit dem Auslaß 156 und mit der Bohrung in Verbindung steht. Der Kanal 164 bildet eine dritte Kammer, in der sich der Druck ändert und die abwechselnd mit dem Einlaß 154 und mit dem Auslaß 156 in Verbindung gebracht wird.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche:

Hydraulisch angetriebene Schlagvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Zylinder mit einer Bohrung, eine in der Bohrung hin- und herbewegbare Schieberventil- und Schlagkolbenkombination (34, 102), einen in die Bohrung führenden Hochdruckeinlaß (12, 154), einen aus der Bohrung führenden Niederdruckauslaß (14, 156) und Mittel zur Bildung eines Fluidüberleitungswegs (22, 164), der bei der Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens (34, 102) über die Bohrung abwechselnd mit dem Einlaß (12, 154) und dem Auslaß (14, 156) verbunden wird, wobei der Schlagkolben eine ständig durch den Einlaßdruck beaufschlagte Fläche (170) und eine ständig durch den sich ändernden Druck im Fluidüberleitungsweg (22, 164) beaufschlagte Fläche (68, 174) aufweist, und die Fläche (68, 174) des Schlagkolbens, die von dem im Fluidüberleitungsweg herrschenden Druck beaufschlagt wird, eine größere Wirkfläche als die von dem am Einlaß herrschenden Druck beaufschlagte Fläche (170) hat, wobei die auf diese beiden Flächen einwirkenden Kräfte entgegengesetzt gerichtet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überleitungsweg als die Bohrung umschließende Ringkammer (22) ausgebildet ist und ein erster und ein von diesem in axialem Abstand angeordneter zweiter Strömungsweg (50, 52) die Ringkammer (22) mit der Bohrung verbindet, wobei der Schlagkolben (34) zyklisch den

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INSPECTED

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Einlaß (12) mit dem Überleitungsweg (22) über den ersten Strömungsweg (50) und die Bohrung und den Auslaß (156) mit dem Überleitungsweg (22) über den zweiten Strömungsweg (52) und die Bohrung in Verbindung setzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überleitungsweg als Kanal (164) ausgebildet ist, der sich relativ zum Zylindermantel (10) axial erstreckt, und zwei in axialem Abstand angeordnete Strömungswege (134, 150) vorgesehen sind, die diesen Kanal (164) mit der Bohrung verbinden, wobei der Schlagkolben (102) zyklisch den Einlaß (154) mit dem Überleitungsweg (164) über den ersten Strömungsweg (134) und die Bohrung und den Auslaß (156) mit dem Überleitungsweg (164) über den zweiten Strömungsweg (150) und die Bohrung in Verbindung setzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß, der Auslaß und die Strömungswege mit der Bohrung an in axialem Abstand liegenden Stellen in Verbindung stehen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der zweite Strömungsweg zu einer Ringzone (64, 172) veränderlichen Volumens der Bohrung führt, wobei diese Ringzone den Schlagkolben (34, 102) umschließt und an einem Ende durch eine ortsfeste Endfläche (116) und am anderen Ende durch die durch den Druck im Überleitungsweg beaufschlagte Fläche (72, 174) des Schlagkolbens begrenzt ist.

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6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch Akkumulatoren (158, 160, 166), die mit dem Einlaß (12, 154), dem Auslaß (14, 156) und dem Uberleitungsweg (22, 164) verbunden sind.
7. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (12, 154) mit einer Ringzone (74, 176) veränderlichen Volumens der Bohrung in Verbindung steht, wobei diese Ringzone den Schlagkolben umschließt und an einem Ende durch eine ortsfeste Endfläche und am anderen Ende durch die vom Einlaßdruck beaufschlagte Fläche des Schlagkolbens begrenzt ist.
8. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagkolben (34, 102) drei Teile (104, 106, 108) mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, wobei der Teil (106) mit dem größeren Durchmesser zwischen den beiden anderen Teilen (104, 108) liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Strömungswege (50, 52) zwischen dem Einlaß (12) und dem Auslaß (14) in die Bohrung führen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Strömungsweg (134) an einer Stelle zwischen dem Einlaß und dem Auslaß in die Bohrung führt.

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