DE602004010181T2

DE602004010181T2 - Schlagwerkzeug

Info

Publication number: DE602004010181T2
Application number: DE602004010181T
Authority: DE
Inventors: Jack B. Genoa OTTESTAD; Craig A. Bismarck BERARD
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: CN1894076A; CN100519090C; CA2548404A1; US7156190B2; DE602004010181D1; CA2548404C; EP1697089A1; ES2293382T3; EP1697089B1; WO2005065891A1; US20050145400A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schlagwerkzeug gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 8 und 13. Ein solches Schlagwerkzeug ist von US-A-6 155 353 bekannt. Die Erfindung betrifft ein Schlagwerkzeug, das eine ein Hülsenventil nutzende Ventilanordnung hat, die eine gesteuerte Verschiebung während der Ventilabläufe aufweist und die Anschlüsse zu einem Hammerkopf öffnet, um den Hammer unter hydraulischem Fluiddruck anzutreiben. Unter Druck stehendes hydraulisches Fluid wird durch einen gleitenden, abgestuften Kolben bereitgestellt, der entlang des Ventils gleitet, um anfänglich ein Gas zu komprimieren, wobei der Kolben dann durch komprimiertes Gas angetrieben wird, um das hydraulische Fluid unter hohem Druck gegen den Hammer zu treiben. Das Ventil passt mit einem Sitz zusammen und ist so gestaltet, dass der Eingriff des Ventils und des Sitzes gedämpft wird, wenn das Ventil das Ende seines Hubs erreicht. Vorzugsweise wird ein Akkumulator bzw. Druckspeicher zum Regulieren von Druckspitzen bereitgestellt, die beim Zurückprallen des Hammers nach einem Schlaghub erzeugt werden.
Schlagwerkzeuge sind gemäß dem Patent US-A-6 155 353 bekannt, das für einen der gegenwärtigen Erfinder erteilt wurde. Das Patent '353 veranschaulicht einen Hammer, der verschiebbar in einem äußeren Gehäusekörper angebracht ist, und ein Schieberventil des allgemeinen, in dieser Patentbeschreibung dargestellten Typs. Das Patent '353 weist einen Kolben auf, der ein Gas komprimiert, das wiederum, wenn es durch das Ventil freigegeben wird, den Kolben antreibt, um hydraulisches Öl unter hohem Druck gegen den Hammer zu treiben. Der Hammer trifft dann auf ein Schlag- oder Brechwerkzeug auf, das verwendet wird, um harte Materialien wie Beton, Asphalt und dergleichen zu brechen.
Die bestehenden hydraulisch angetriebenen Schlagwerkzeuge stellen im Allgemeinen Hammerschläge auf das Brechwerkzeug in einer schnellen Wiederholung von kurzen Stößen mit hoher Energie bereit, wobei das Schlagwerkzeug während des Betriebs mit einer hohen Frequenz oszilliert. Es wurden verschiedene Ventilanordnungen mit dem Ziel einer größeren Energieeffizienz weiterentwickelt. Es wird eine maximale Nutzung der Eingangsenergie zur Bereitstellung von Ausgangskräften des Hammers gewünscht, und das Erreichen höherer Schlagkräfte auf das Schlagwerkzeug ist ebenfalls ein gewünschtes Ziel.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schlagwerkzeug, das einen Gehäusekörper hat, in dem ein Hammerverschiebbar angebracht ist, der sich in einer Kammer in dem Gehäuse hin- und herbewegt. Der Hammer wird durch einen Kolben betätigt, der durch komprimiertes Gas angetrieben wird, um Hydrauliköl unter Steuerung eines Hülsenventils gegen den Hammer zu treiben, das abwechselnd bewirkt, dass der Kolben das Gas komprimiert und das Hydrauliköl freigibt.
Der Hammer ist mit einer externen Hydraulikquelle verbunden, die ein Ende des Hammers gegen eine erste Seite eines Mündungsringes bewegt, wobei das separate, röhrenförmige Hülsenventil die zweite gegenüberliegende Seite des Mündungsringes abdichtet. Das Hydraulikfluid unter Druck von der externen Quelle wirkt in einer Kolbenkammer auf eine untere Seite eines in dem Gehäuse angebrachten verschiebbaren Kolbens ein, um den Kolben entlang einer geschlossenen Gaskammer an der oberen Seite des Kolbens zu bewegen, wenn das Hülsenventil die Mündung abdichtet. Das Hülsenventil steuert außerdem einen Abflussdurchgang, der offen ist, wenn das Ventil in der Mündung abdichtet, und der geschlossen ist, wenn das Ventil die Mündung öffnet. Der Kolben befindet sich außerdem an der zweiten Seite des Mündungsringes, wobei die Bewegung des Kolbens bei einem Kompressionshub in einer Richtung weg vom Mündungsring das Gas in der Kammer in einem hohen Maß komprimiert.
Nachdem der Kolben sich in einem ausgewählten Ausmaß bei seinem Kompressionshub bewegt hat, kommt ein Abschnitt des Kolbens mit einem Ventil-Stellglied oder Antriebselement an dem ringförmigen Hülsenventil in Eingriff, das verschiebbar in einer inneren Bohrung des Kolbens angebracht ist und sich durch den Kolben erstreckt. Eine weitere Bewegung des Kolbens in eine Richtung weg vom Mündungsring bewegt das röhrenförmige Ventil von der zweiten Seite des Mündungsringes weg, um die Mündung zu öffnen und den Abflussdurchgang vom Inneren des röhrenförmigen Ventils zu schließen. Das Hydrauliköl in der Kolbenkammer wird dann durch die Öffnung des Mündungsringes gerichtet, um den Hammer zum Schlagwerkzeug hin anzutreiben.
Das Hydraulikfluid, das den Kolben bei seinem Kompressionshub bewegt hat, strömt durch die nun offene Mündung und treibt den Hammer an, wenn sich die Richtung des Kolbens auf Grund des hohen Gasdrucks in einer oberen Kolbenkammer umkehrt. Der Gasdruck wird durch den Kompressionshub des Kolbens auf ein hohes Niveau angehoben. Die Umkehrbewegung des Kolbens durch die untere Seite der Kolbenkammer zum Mündungsring beschleunigt das Hydrauliköl in der unteren Seite der Kolbenkammer und zwingt den Hammer, bei einem Schlaghub vom Mündungsring weg zu beschleunigen. Das untere Ende des Kolbens kommt mit einem zweiten Anschlag oder Absatz bzw. Schulter an dem röhrenförmigen Hülsenventil in Eingriff und treibt das Hülsenventil zum Mündungsring, um die Mündungsöffnung abzudichten, nachdem der Hammer in einem Schlaghub angetrieben wurde, wobei der Abflussdurchgang vom Inneren des röhrenförmigen Hülsenventils dann wieder geöffnet wird. Der Hammer wird zum Mündungsring durch den hydraulischen Druck zurückgetrieben, wobei das Hydrauliköl, das den Hammer angetrieben hat, zum Abfluss strömt, während der Hammer zurückkehrt, so dass er auf dem Mündungsring sitzt. Das ringförmige Hülsenventil sitzt auf der Seite des Mündungsringes gegenüber dem Hammer und dichtet diese ab, um wiederum zu bewirken, dass der Fluiddruck von der externen Quelle den Kolben bei seinem Kompressionshub antreibt.
Der beschleunigte Strom von Hydrauliköl durch die Mündung, der sich aus dem Gas mit hohem Druck am Kolben ergibt, schlägt den Hammer nach unten gegen das Brechwerkzeug, wobei sich das Werkzeug um einen feststehenden Hub gegen eine zu schlagende oder zu brechende Fläche bewegt.
Der zweite Anschlag an dem röhrenförmigen Hülsenventil ist ein Ring, der einen Absatz auf dem Ende des röhrenförmigen Hülsenventils benachbart zum Mündungsring bildet. Das Ende des Kolbens kommt mit dem Absatz in Eingriff, wenn sich der Kolben bei seinem Antriebshub bewegt. Die Seite des Ringes an dem Ventil gegenüber dem Absatz dichtet die Mündung ab. Das gegenüberliegende Ende des Hülsenventils schließt und öffnet den Abflussanschluss oder -durchgang. Die Bewegung des Hülsenventils zum Mündungsring öffnet den inneren Durchgang des röhrenförmigen Ventils zum Abflussanschluss, wobei damit zugelassen wird, dass das Hydraulikfluid (-Öl), das den Hammer bei seinem Schlaghub angetrieben hat, durch den Mündungsring, durch die Mitte des röhrenförmigen Ventils und durch den Abfluss heraus gelangt.
Das röhrenförmige Hülsenventil wird in seinen beiden Verschlusspositionen kraftschlüssig angehalten, das heißt, es verschließt die Mündung und verschließt den Abfluss. Außerdem sind das Ventil und die Ventilsitze so eingerichtet, dass sie für ein verlangsamtes, gedämpftes Auslaufen des Hydrauliköls sorgen, wenn sich das Ventil beiden Enden seiner Bewegung nähert, um einen Aufprall bei hoher Geschwindigkeit mit den O berflächen der Mündungsdichtung und des Abflussventils zu vermeiden, die das röhrenförmige Ventil beschädigen können.
Der Kolben ist ein abgestufter Kolben und hat einen größeren Oberflächenbereich an der oberen Seite, die zur Gaskammer hin offen ist. Der Oberflächenbereich am Kolbenunterteil, auf den das Hydraulikfluid unter Druck einwirkt, um den Kolben zu bewegen und das Gas zu komprimieren, ist kleiner. Dies sorgt für eine größere Energieeingabe auf den Hammer vom Antriebshub des Kolbens zum Antreiben des Hammers.
Zusätzlich besteht der Kolben, der das röhrenförmige Ventil umgibt, aus zwei Teilen, so dass bei seinem Antriebshub des Hammers (zum Mündungsring), wenn er durch das Gas unter Druck angetrieben wird, ein Abschnitt des Kolbens an einem Absatz an der Kolbenhülle angehalten wird, während eine kleinere Kolbensektion auf dem Ventil an der zweiten Seite der Mündungsringdichtung mit einer geringeren Trägheitskraft als die Trägheitskraft des gesamten Kolbens aufsitzt, um auf das Ventil einzuwirken.
Die Abflussdurchgänge sind zu einem Akkumulator hin offen, der Druckspitzen absorbieren wird, die durch den Hammer verursacht werden, wenn er nach dem Schlag mit dem Schlagwerkzeug auf ein hartes Objekt zurückprallt.
Das Gehäuse oder der Gehäusekörper des Werkzeugs stellt eine ringförmige, mit Gas gefüllte Kammer bereit, die die Kolbenhülle umgibt, in der sich der Kolben bewegt, um eine Zunahme des Volumens des Gases zuzulassen, das durch den Kolben komprimiert und zum Antreiben des Kolbens verwendet wird, um den Hammer zu betätigen, ohne die Länge des Gehäuses zu erhöhen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1A und 1B gemeinsam einen axialen Querschnitt von einer bevorzugten Ausführungsform des Schlagwerkzeugs der vorliegenden Erfindung mit Werkzeugteilen in der vorliegenden Anordnung, die zu "Beginn" eines Taktes gezeigt werden;
2 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die die Arbeitsanordnung von Ventil und Energiekolben an einem oberen Ende des Schlagwerkzeugs zeigt;
3 eine vergrößerte Querschnittsansicht des unteren Abschnitts des Ventils und des Kolbens nach dem Beginn des Schlagtaktes;
4 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines oberen Endes des Ventils, nachdem der Kolben einen Gas-Kompressionshub beendet hat;
5 eine Ansicht ähnlich zu 4, wobei das Ventil in seiner angehobenen Position gezeigt wird und der Kolben mit dem Ventil während des Antriebshubs in Eingriff kommt;
6 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Endes des Ventils, wenn es aufsitzt, und außerdem wenn ein oberes Ende einen Durchgang zum Abfluss öffnet;
7 eine weitere vergrößerte Schnittansicht des Ventils, wenn es sich der Position von 6 nähert;
8 eine vergrößerte Schnittansicht des Ventils, wenn es sich im Prozess des Aufsitzens befindet, um die Anordnung zu zeigen, die hydraulisches Dämpfen bereitstellt;
9 eine Schnittansicht eines oberen Endes des Ventils, wenn es sich seiner maximalen nach oben gerichteten Bewegung in eine Dämpfungsnut nähert, wo das Ventil anhält;
10 eine fragmentarische Schnittansicht ähnlich zu 1A, die einen modifizierten Hammer mit einem verlängerten oberen Ende zeigt;
11 eine fragmentarische Schnittansicht eines oberen Endes des Schlagwerkzeugs der vorliegenden Erfindung ähnlich zu 2, die eine weitere bevorzugte Ausführungsform für die Anleitung zeigt; und
12 eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsansicht des unteren Endes eines Ventils und eines Mündungsringes gemäß 8.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Ausführungsform in 1A und 1B zeigt ein Schlagwerkzeug 20, das einen Gehäusekörper 22 aufweist, der eine längsgerichtete Mittelachse 24 hat, die die Arbeitsachse ist und entlang der ein Hammer den Stoß für das Schlagwerkzeug liefern wird. Ein längsgerichteter Durchgang 26 ist in dem Gehäusekörper definiert und hat verschiedene Durchmesser, besonders im Verhältnis zum in 1A gezeigten oberen Ende. Der Gehäusekörper 22 hat eine obere Endkappe 30, die bei dieser Erfindung eine Druckspeicher- bzw. Akkumulatorkammer bildet, wie beschrieben wird.
Die Endkappe 30 weist einen im Umfang angeordneten Ringabsatz 31 auf, der mit der Endkappe einstückig ist und der an die Stirnfläche 29 des Gehäusekörpers 22 angrenzt. Es wird eine Endkappen-Mutter 32 bereitgestellt und auf den Gehäusekörper 22 mit dem Gewinde 33 geschraubt. Die Endkappen-Mutter hat einen Flansch, der einen Absatz 34 bildet, der an dem Absatz 31 der Endkappe 30 anliegt. Es wird eine Dichtung 35 zum Abdichten der Endkappe 30 verwendet, die wiederum eine Akkumulatorkammer 46 bilden wird, die dazu dienen wird, Druckspitzen während des Betriebs zu dämpfen.
Die Endkappe 30 wird verwendet, um eine axiale Last bereitzustellen, so dass verschiedene interne Bauteile richtig positioniert im Durchgang 26 gemäß den Zeichnungen gehalten werden. Die oberen internen Bauteile 61, 60, 54 und 70 werden der Reihe nach belastet und liegen an einem Mündungsring 80 an, der wiederum an übereinander angeordneten, internen Hülsenbauteilen 82, 86 und 88 anliegt, die an dem durch einen Ring 94 am Inneren des Gehäuses 22 zu seinem unteren Ende benachbarten Absatz anliegen.
Ein Abflussanschluss 37 führt durch die Seite der Endkappe 30, wobei ein Abflussdurchgang 40 in der Endkappe bereitgestellt wird, die nach unten zu einer ringförmigen Kammer 42 in der Endkappe führt. Die Innenbohrung 46 der Endkappe ist die Akkumulatorkammer und enthält eine Gasladung unter Druck um einer Bewegung eines Akkumulatorkolbens 48 entgegenzuwirken, der abdichtend in der Bohrung 46 gleitet.
Der Akkumulatorkolben 48 hat eine Dichtung 50 um seinen Umfang und wird entlang der Bohrung 46 in Reaktion auf Differenzdrücke zwischen seinem oberen Ende und seinem unteren Ende gleiten. Der Druck in der Kammer 46 wird bereitgestellt, indem ein geeignetes Gas unter Druck durch eine mit einem Stopfen versehene Öffnung 52 gefüllt wird, wobei sich in der Position gemäß 3 und 4 der Akkumulatorkolben 48 in seiner untersten Endposition befindet.
Die Endkappe 30 zentriert die Ventil-Führungshülse 54 in einer durch eine ringförmige Halsmanschette 56 gebildeten Aussparung. Die Ventil-Führungshülse 54 wird außerdem mit einer Dichtung 58 abgedichtet. Die Ventil-Führungshülse 54 hat wiederum einen ringförmigen Absatz 59, der durch einen Absatz für den Abfluss-Ventilkörper 60 in Eingriff kommt, der ein Stopfen im Ende der Ventil-Führungshülse ist. Wie erläutert wird, wird der Stopfen oder Abfluss-Ventilkörper 60 durch die Kappe 30 relativ zum Werkzeug-Gehäusekörper 22 feststehend gehalten. Der Abflussventilkörper 60 dient als ein Ventilkörper zum Öffnen und Schließen der Abflussdurchgänge, die mit dem Anschluss 37 durch den ringförmigen Durchgang 42 verbunden sind.
Der Werkzeug-Gehäusekörper 22 hat eine ringförmige Kammer 62, die sich vom Unterteil oder inneren Ende der Endkappe 30 durch die Manschette 56 nach unten zu einer Sektion 64 mit reduzierter Bohrung erstreckt, die eine Größe hat, um das untere Ende einer zylindrischen Kolben-Führungshülse 66 zur zentrieren. Die Kolben-Führungshülse 66 hat, wie gezeigt wird, eine Sektion mit einer inneren Bohrung mit einem ersten kleineren Durchmesser, um eine Kolbenkammer 68 zu bilden, und eine obere Kolben-Führungshülsensektion 70 mit einem größeren Durchmesser, die eine größer dimensionierte Kolbenkammer 72 bildet. Die Kolbenhülse 66 hat ein oberes Ende 74, das an einem unteren Absatz oder Flansch 76 der oberen Ventil-Führungshülse 54 anliegt. Damit übt die Kappe 30 eine axiale Last auf das obere Ende der Kolbenhülse 66 aus.
Das untere Ende der Kolbenhülse 66 hat außerdem einen reduzierten Endabschnitt 78, der eine Stirnfläche hat, die mit einem Mündungsring 80 in Eingriff kommt.
Der Mündungsring 80 wird auf einem oberen Ende einer zylindrischen Hülse 82 gehalten, die ein Hülsenlager ist, das zum verschiebbaren Anbringen des festen Hammers 84 verwendet wird. Der Hammer 84 bewegt sich in dem Hülsenlager 82 hin und her. Das Hülsenlager 82 wird wiederum durch das Halten des Mündungsringes 80 mit einem zylindrischen Hülsen-Abstandshalter 86 an seinem oberen Ende in Position gehalten. Der Abstandshalter 86 hält das untere Ende des Hülsenlagers 82 und wird wiederum auf einem unteren Endlager 88 gehalten, das zum Anbringen des unteren und mit kleinerem Durchmesser versehenen Endabschnitts 85 des Hammers 84 verwendet wird.
Man kann sehen, dass der Abstandshalter 86 nach innen von der Innenfläche der mittleren Bohrung des Gehäusekörpers 22 beabstandet ist, um einen ringförmigen Durchgang oder eine Kammer 172 zu bilden, und von dem mit kleineren Durchmesser versehenen Endabschnitt 85 des Hammers 84 nach außen beabstan det ist. Dieser Raum bildet eine ringförmige Kammer 89 zwischen dem Hammerabschnitt 85 und dem Abstandshalter 86. Der mit kleinerem Durchmesser versehene Hammerabschnitt bildet einen Absatz 90 an dem Hammer. Der Durchgang 89 stellt eine Kammer für hydraulisches Fluid unter Druck bereit, um auf den Absatz 90 des Hammers 84 einzuwirken, so dass eine Kraft bereitgestellt wird, die den Hammer 84 zum Mündungsring 80 treibt, wenn in der Kammer 89 ein hydraulischer Druck vorhanden ist.
Das untere Hülsenlager 88 ist mit Dichtungen 91 abgedichtet, um die Kammer 89 abzudichten und wird mit einer zylindrischen Werkzeughalter-Hülse 92 festgehalten (1B). Diese Werkzeughalter-Hülse 92 befindet sich in der Bohrung des Gehäuses 22 und ist am äußeren Gehäuse 22 in einer geeigneten Weise mit schematisch dargestellten Stiften 100 befestigt, so dass sie axial relativ zum Gehäuse 22 am Platz verankert wird. Das Gehäuse 22 stellt eine Reaktionsfläche für die übereinander angeordneten Bauteile, das Drucklager 88, den Abstandshalter 86, das Hülsenlager 82, die Mündung 80, die Kolbenhülse 66, die Ventil-Führungshülse 54 und den Stopfen 60 bereit, die gerade beschrieben wurden, wobei diese Bauteile mit der Kappe 30 und der Kappenmutter 32 unter Druck gehalten werden.
Der Werkzeughalter 92 hat ein inneres Werkzeuglager 96, das eine Hülse ist, die das Brech- oder Schlagwerkzeug 98 verschiebbar aufnimmt. Das Schlagwerkzeug 98 wird mit einem Querstift 100 für eine axiale Gleitbewegung geführt. Der Stift 100 ist am Gehäuse 22 fixiert und erstreckt sich über das Gehäuse. Der Stift 100 erstreckt sich durch einen Schlitz im Schlagwerkzeug 98, damit sich das Schlagwerkzeug in einem begrenzten Abstand axial hin- und herbewegen kann. Dieser begrenzte Bewegungsabstand wird durch den Schlitz 102 und den Stift 100 zugelassen, wenn das Werkzeug durch den Hammerkopf getroffen wird, wobei beliebige Kräfte am Gehäuse 22 bewirken, dass sich das Schlagwerkzeug 98 entlang des Stiftes 100 nach oben bewegt.
Das Hülsenlager 96, das Schlagwerkzeug 98 und der Stift 100 werden im Verschlusshalter 92, das Lager 96 und das Schlagwerkzeug 98 im Gehäuse 22 eingesetzt.
Im größeren Maßstab in 2 kann man sehen, dass die Kolbenhülse 66 einen zweiteiligen Kolben 110 umgibt und hält, der in einer Bohrung mit zwei unterschiedlichen Durchmessern angebracht ist. Der Kolben 110 weist eine ringförmige erste Kolbensektion 112 mit großem Durchmesser, der in der ersten Kolbenkammer 72 angebracht ist, und einen separaten ringförmigen Kolbenabschnitt 114 mit kleinerem Durchmesser in der zweiten Kolbenkammer 68 auf. Diese Kolbenabschnitte sind beide ringförmige Ringe oder "Donuts" und haben Mittelbohrungen, in denen ein röhrenförmiges Hülsenventil 116 für eine relative axiale Gleitbewegung angebracht ist. Das Hülsenventil 116 ist eine längliche, mit offener Bohrung versehene oder Mittelhülse, die einen unteren Abschnitt 117, der in die Bohrungen der Kolbenabschnitte 112 und 116 passt, und einen mit einem kleineren äußeren Durchmesser versehenen oberen Abschnitt 124 hat, der sich in die Bohrung der Ventilführung 54 erstreckt. Der Übergang zwischen dem unteren Abschnitt 117 und dem mit kleinerem Durchmesser versehenen oberen Abschnitt 124 bildet einen Absatz 119, der als eine Kolben-Reaktionsfläche wirkt. Wie zu sehen ist, werden bei Bedarf verschiedene geeignete Dichtungen 118 zum Abdichten des Hülsenventils 116 relativ zu den Bohrungen verwendet, in denen es in der Führung 54 und im Kolben 110 gleitet.
Die innere Bohrung 123 des Hülsenventils 116 ist ebenfalls so gestaltet, dass sie unterschiedliche innere Durchmesser an gewünschten Stellen entlang ihrer Achse hat. Im Mittelabschnitt 120 des Hülsenventils 116 gibt es einen äußeren Sicherungsring 122, der in einer ringförmigen Nut an der Außenseite des Hülsenventils angebracht ist, wobei die Wand des Hülsenventils dort dicker ist. Der obere Abschnitt 124 des Hülsenventils 116, der in die Ventilführung 54 gleitet, hat eine dünnere Wand, wobei die Bohrung 123 im Abschnitt 124 eine Größe hat, dass sie um ein Stopfenende 126 des Stopfens oder Ablaufventils 60 passt, wie dargestellt ist.
Das Stopfenende 126 hat innerhalb des Hülsenventils 116 eine zugespitzte Fläche und hat außerdem eine in einem Absatz am Stopfen 60 ausgebildete ringförmige Ventil-Dichtungsnut 130, die einen geeignet geformten Endabschnitt 132 des Hülsenventils 116 aufnehmen wird, wenn das Hülsenventil nach oben zur Nut 130 bewegt wird, um den Abfluss zu verschließen. Der Endabschnitt 132 wird so gezeigt, dass er eine geringere Größe hat als der die Führung bildende Endabschnitt 124 des Hülsenventils 116. Eine zugespitzte Fläche 133 (7, 8 und 9) führt den Abflussventil-Endabschnitt 132 des Hülsenventils 116.
Der Stopfen 60 hat einen kleineren Durchmesser als die innere Bohrung der Ventilführung 54, wobei ein ringförmiger Durchgang 134 um den Stopfen 60 herum ausgebildet ist. Der Stopfen 60 hat außerdem Querdurchgänge 136, die sich zum ringförmigen Durchgang 134 und zu einer mittleren, nach oben offenen Bohrung im Stopfen 60 öffnen, so dass, wenn sich das Ventil in der "Start-"Position von 2 und 6 befindet und von der Nut 130 weg zurückgezogen wird, Öl im Inneren der Ventilhülse 116 hinter das zugespitzte Stopfenende 126 durch den Durchgang 134, die Querbohrungen 136 aus der Bohrung im Stopfen 60 und in eine Kammer 135 der Hülse 61 strömen kann. Die Kammer 135 hat Querbohrungen 135A, die zur Kammer 42 und zum Abflussdurchgang 40 hin offen sind. Die Kammer 135 ist außerdem zum unteren Ende des Akkumulatorkolbens 48 gegenüber dem Fluid unter Druck in der Kammer 46 offen.
Der Akkumulatorkolben 48 gleitet in der unter Druck stehenden Kammer 46 der Endkappe 30. Das Öl in den Durchhängen 136 und der Kammer 135 wird gegen das untere Ende des Akkumulatorkolbens 48 einwirken, wobei, wenn der Druck einen ausreichenden Spitzenwert erreicht hat, der Akkumulatorkolben nach oben getrieben wird, um solche Spitzen zu dämpfen. Die normale Strömung zum Abfluss fließt aus dem Durchgang 40 in der Endkappe 30 und dann durch den Anschluss 37 heraus.
Der untere Abschnitt 117 des Hülsenventils 116 gleitet in der inneren Bohrung des Kolbenabschnitts 114, wobei, wie in 2, 3, 7 und 8 zu sehen ist, das untere Ende des Hülsenventils 116 einen vergrößerten Dichtungsring 140 hat, der einen nach oben gewandten Absatz 142 bildet, der mit einem passenden Absatz am unteren Ende 144 des unteren Kolbenabschnitts 114 in Eingriff kommt. Der Dichtungsring 140 am Hülsenventil hat eine Stirnfläche, die so bearbeitet ist, dass sie einen schmalen Endring 146 bildet (7 und 8), der sich auf einer ersten oder oberen Seite des Mündungsringes 80 befindet und der in den Mündungsring passt. Die Stirnfläche des Dichtungsringes 140 hat eine zylindrische Fläche 150, die von der äußeren Fläche des Ringes 146 nach außen gerichtet ist. Es gibt eine konische oder zugespitzte Dichtungsfläche 152 (siehe 12) am äußeren Umfang des schmalen Ringes 146 des Hülsenventils 116. Die Dichtungsfläche 152 ist so hergestellt, dass sie gegen eine innere Ecke einer internen Sitz-Dichtungsflächensektion 154 auf der oberen Seite des Mündungsringes 80 abdichtet, wo an eine zylindrische Fläche 80A anschließt. Die obere Fläche des Mündungsringes verschließt das untere Ende einer Kammer 68 unter der Kolbensektion 114.
Die Gestaltung des Ventilsitzes am Mündungsring 80 für das Ventil 116 und der abgestuften Oberflächen am Ende des Ventilringes 142 sorgt für eine Dämpfungswirkung, wenn das Hülsen ventil 116 die Mündungsöffnung verschließt und den Mündungsring abdichtet.
Das obere Ende 155 des Hammers 84 bildet einen Ansatz mit reduziertem Durchmesser, der in den Ring 146 des Endabschnitts 117 des Hülsenventils 116 passt, wenn das Hülsenventil 116 auf den Mündungsring 80 aufgesetzt und der Hammer 84 in seine angehobene oder obere Position gemäß 1A, 2 und 3 zurückgekehrt ist, die die Startposition für einen Arbeitstakt ist. Im Gehäusekörper 22 wird ein Formstück oder Anschluss 171 für hydraulischen Druck bereitgestellt. Außerdem öffnen sich Anschlüsse 170 durch die untere Sektion der Kolbenhülse neben und über dem Mündungsring 80, wie zu sehen ist. Die Anschlüsse 170 öffnen sich zur Kammer 68 unter der Kolbensektion 114. Fluid unter Druck von einer Quelle oder Pumpe 178 und einem Ventil 177, die mit dem Anschluss 171 verbunden sind, wenn das Schlagwerkzeug gestartet werden soll, ist damit im ringförmigen Durchgang 172 vorhanden, der die Hammer-Lagerhülse 82 über dem Abstandshalter 86 und über dem unteren Lager 88 umgibt, das an der Innenfläche des Gehäusekörpers 22 abgedichtet ist.
Der Abstandshalter 86 hat Durchgänge oder Anschlüsse 176 darin (1A), so dass Fluid unter Druck vom Einlassanschluss 171 durch den ringförmigen Durchgang 172 und durch die Anschlüsse 176 bereitgestellt wird, wobei der Druck auf den Absatz 90 des Hammers einwirken wird, um den Hammer gegen den Mündungsring 80 zu treiben. Der Absatz 90 ist zum abgedichteten unteren Lager 88 und dem Brechwerkzeug gewandt. Das abgedichtete untere Lager 88 stellt eine Reaktionsfläche für den Druck bereit, da das Lager an der Innenbohrung des Gehäuses 22 abgedichtet ist. Das hydraulische Arbeitsfluid unter Druck wird von einer Pumpe 178 durch ein Ventil 177 aufrechterhalten. Die Pumpe 178 ist mit einem Tank 180 für hydraulisches Fluid verbunden. Der Tank 180 nimmt das Abfluss-Fluid von ei ner Leitung auf, die mit dem Abflussanschluss 37 verbunden ist.
In der Kammer 172 ist Fluid unter Druck vorhanden, wenn das Hülsenventil 116 geschlossen und das hydraulische Ventil 177 offen oder an ist. Der Kolben 110 befindet sich dann in seiner Position gemäß 2. Der Kolben 110, der den Kolbenabschnitt 112 mit dem großen Durchmesser und dem Kolbenabschnitt 114 mit dem kleineren Durchmesser umfasst, wurde in diese Position durch den Gasdruck in der Kolbenkammer 72 und der Kammer 62 für komprimiertes Gas gedrückt. Die Ventilhülse 116 wird auf die zweite oder obere Seite des Mündungsringes 80 aufgesetzt und abgedichtet, wobei damit wegen der ausgewählten Länge des Hülsenventils der Abflussdurchgang vom Inneren des Hülsenventils 116 durch die Durchgänge 136 im Stopfen 60 nach außen offen sein werden. Der Passsitz um das zugespitzte Ende 126 ist kein dichtender Passsitz, so dass Öl hinter den Endstopfen 60 und in die Kammer 42 und durch das Abfluss-Formstück 37 heraus abfließen kann.
Das hydraulische Fluid unter Druck, das am Anschluss 171 vorhanden ist, wird den Hammer 84 gegen den Mündungsring hinauftreiben, wobei der Druck an den Anschlüssen 170 auf die untere Seite des Kolbenabschnitts 114 mit kleinem Durchmesser durch ein Paar oder mehrere Anschlüsse 169 im unteren Ende der Hülse 66 einwirken wird. Dieses Fluid unter Druck wird dann bewirken, dass der Kolben 110 beginnt, sich nach oben zu bewegen. Der Kolben 110 bewegt sich in die Position gemäß 3, wo der Ring 122 am Hülsenventil 116 in eine Nut 182 in der Kolbensektion 112 gleiten wird. Der Ring 122 wird festgehalten, wobei ein Versatz oder Absatz in der Nut 182 so positioniert ist, dass der Ring oder das Antriebselement 122 und das Hülsenventil 116 nach oben angetrieben werden. Das Hülsenventil 116 wird gegen den Mündungsring 80 gehalten, um die Mündung durch die Wirkung des Gasdrucks auf Absatz 119 zu ver schließen, während der Kolben 110 in die Position gemäß 3 bewegt wird. Der hydraulische Druck auf Absatz 144 wird das Ventil 116 ebenfalls unten halten.
Das hydraulische Fluid unter Druck in den Kammern 172 und 89 treibt den Hammer nach oben, um an einer zweiten oder unteren Seite des Mündungs-Dichtungsringes 80 abzudichten, solange der Abflussdurchgang durch die mittlere oder innere Bohrung 123 des Hülsenventils 116 zum Abfluss offen ist.
Zur gleichen Zeit wird das Gas in der Kolbenkammer 72 und auch in der Gasspeicherkammer 62 auf ein höheres Niveau komprimiert, wenn sich der Kolben nach oben bewegt. Die Kammer 62 steht mit der Kammer 72 durch an 63 angezeigten Durchgängen in Verbindung. Wenn sich das Hülsenventil 116 nach oben bewegt, wird das Ventilende 132 beginnen, um den oberen Abschnitt des Endes 126 des Stopfens 60 herum abzudichten, wobei sich das Ende 132 in die Position gemäß 9 bewegt. Die Nut 130 hat Öl darin, wobei die letzte nach oben gerichtete Bewegung das Öl aus der Nut 130 herauspresst, um eine Dämpfungswirkung für das Hülsenventil bereitzustellen. Das Ende 132 dringt in die Nut 130 ein und wird in seiner nach oben gerichteten Position mit der offenen Mündungsdichtung angehalten. In dieser nach oben gerichteten Position des Hülsenventils 116 wird gemäß 4 der Abflussdurchgang vom Inneren des Hülsenventils 116 wegen des Passsitzes zwischen der inneren Bohrung des Hülsenventils 116 und der äußeren Fläche des oberen Teils des zugespitzten Stopfens 126 sowie des Passsitzes des Endes 132 in die Nut 130 abgesperrt. In dieser Position wird das Hülsenventil 116 an einer weiteren nach oben gerichteten Bewegung gehindert.
Wenn das Hülsenventil 116 durch den Kolben 110 vom Antreiben durch den Ring 122 angehoben wird, wird der untere Dichtungsring 140 in die Nut 130 durch den Druck unter dem Ring 140 gehoben, wenn es sich aus dem Dichtungsverhältnis mit der ersten Seite des Mündungsringes 80 bewegt, wobei ein Spalt zwischen dem Endring 140 und dem Ventilsitz an der Mündungsbohrung der ersten Seite des Mündungsringes 80 geöffnet wird. Das Öffnen der Bohrung 80A der Mündung 80 wird einen Durchgang für den Kolben für hydraulisches Fluid in der Kammer 68 unter dem Kolbenabschnitt 114 mit kleinerem Durchmesser öffnen, um durch die Bohrung 80A zu strömen. Der Druck des komprimierten Gases am Kolbenabschnitt 112 mit größerem Durchmesser wird den Kolben zwingen, sich zum Mündungsring 80 zu bewegen oder zu schlagen, wobei das hydraulische Fluid unter dem Kolben in der Kammer 68 auf die Oberseite des Hammers 84 einwirkt. Das hydraulische Fluid wird das Ventil 116 öffnen, nachdem die Dichtung unterbrochen ist.
Das komprimierte Gas in den Kammern 62 und 72 wird den Kolben 110 mit einer hohen Geschwindigkeit beschleunigen, so dass das unter dem Kolben in der Kammer 68 eingeschlossene Fluid, das den Kolben anfänglich angehoben hat, durch die Bohrung 80A des Mündungsringes 80 gegen die Oberseite des Hammers 84 in einer durch die Hülse 82 gebildeten Kammer beschleunigt wird. Sobald die Mündungsöffnung aufreißt, nimmt der Ansatz 155 des Hammers 84 den Druck auf, wobei der Druck durch die Bohrung 157 und 157A einwirkt und der Hammer 84 vom Hülsenventil 116 und dem Mündungsring 80 weg beschleunigt wird, um das Schlagwerkzeug 98 mit einem harten Stoß aufzuschlagen. Die gesamte Fläche des Hammers einschließlich des Absatzes 153 umgibt das Ende 152, wobei das Fluid vom Kolben auf die gesamte Fläche einwirkt. Der obere Abschnitt 155 des Hammers ist von einer konischen Fläche 159 umgeben, die auf einer Dichtungsfläche 161 an der zweiten Seite des Mündungsringes 80 sitzt und diesen abdichtet, wobei es, sobald jene durch das Hülsenventil 116 gebildete Dichtung aufreißt, eine schnelle (augenblickliche) Bewegung des Hammers 84 vom Mündungsring 80 weg gibt.
Der Absatz am unteren Ende des Kolbenabschnitts 114 mit kleinerem Durchmesser kommt dann mit dem Ring 140 am Hülsenventil 116 in Eingriff, wenn sich der Kolben nach unten bewegt, wobei das Hülsenventil beginnen wird, sich durch den Gasdruck am Absatz 119 nach unten zu bewegen. Das Hülsenventil wird außerdem durch die Kolbensektion 114 nach unten zum Mündungsring 80 getrieben, um zu bewirken, dass die Dichtung an der unteren Seite des Ventilringes 140 den Durchgang oder die Bohrung 80A des Mündungsringes 80 absperrt. Der Durchgang zum Abfließen durch das Innere des Hülsenventils 116 ist dann offen.
Wenn der Hammer 84 auf das Brech- oder Schlagwerkzeug 98 auftrifft, prallt der Hammer schnell nach oben zurück, wobei eine Druckspitze im hydraulischen Fluid verursacht wird, das sich über dem Hammerende 155 und innerhalb des Hülsenventils 116 befindet. Die Druckspitze wird durch die innere Bohrung 123 des Hülsenventils 116 übertragen, wobei, da das Hülsenventil nach unten in die Position bewegt wurde, die den ersten Seitenrand des Mündungsringes verschließt, die innere Bohrung 123 des Hülsenventils zur Hammerkammer und außerdem zum Abfluss durch die Durchgänge 134 und 37 offen ist. Die Druckspitze wird auf den Akkumulatorkolben 48 einwirken, wobei sich der Kolben 48 gegen den Gasdruck in der Kammer 46 bewegen kann und die Druckspitze absorbieren oder regulieren wird. Der Akkumulatorkolben 48 minimiert die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Bauteile des Hammers, die durch solche Druckspitzen verursacht wird.
Der Kolben 110 wird wie angegeben in zwei Sektionen 112 und 114 hergestellt, so dass, wenn sich der Kolben bewegt, um den Hammerkopf unter dem Gasdruck anzutreiben, der Kolbenabschnitt 112 mit größerem Durchmesser mit einem durch die Sektion 66 der Kolbenhülse gebildeten Absatz 121 in Eingriff kommen wird und der zylindrische Abschnitt 114 getrennt werden kann, wobei die Trägheit in der Richtung zum Mündungsring 80 verringert ist. Die Trägheit des Kolbenabschnitts 114, der am Ende des Antriebshubs angehalten werden soll, während sich der Kolben unter dem Einfluss des Gases mit hohem Druck bewegt, ist minimiert, wobei damit eine Abnutzung und ein Hämmern des Hülsenventils 116 gegen den Mündungsring 80 verringert ist. Der Kolbenabschnitt 112 wird unabhängig am Absatz 121 angehalten.
Der untere Endring 146 des Dichtungsringes 140 am Hülsenventil 116 hat eine äußere zylindrische Fläche 147, die abdichtend in den Durchmesser der mittleren Öffnungsfläche 80A des Mündungsringes 80 passt. Eine zylindrische Fläche 150 mit größerem Durchmesser am Dichtungsring 140 (8 und 12) gleitet ebenfalls in eine interne zylindrische Fläche 80D mit einem größeren Durchmesser am Mündungsring 80. Die Flächen 80A und 80D werden durch eine Fläche miteinander verbunden, die die Dichtungsflächensektion 154 aufweist. Die Dichtungsfläche 152 am Dichtungsring 140 des Ventils 116 ist von der Dichtungsflächensektion 154 beabstandet, wenn die Oberflächen 150 und 147 zunächst mit den Flächen 80D und 80A in Eingriff kommen (12). Dies bedeutet, dass es etwas Öl geben wird, das in dem Raum gemäß 12 an 152A zwischen der Dichtungsflächensektion 154 des Mündungsringes 80 und der Dichtungsfläche 152 des Ventils 116 des Endringes 146 eingeschlossen ist. Da das Hülsenventil 116 die Mündungsbohrung vollständig verschließt, wenn die Fläche 152 mit der Ecke der Fläche 154 und der am Mündungsring 80 ausgebildeten Fläche 80A in Eingriff kommt, wird das eingeschlossene Öl im Raum 152A hinter die äußeren zylindrischen Flächen des Ringes 146 herausgepresst, wobei dies das Hülsenventil 116 beim Aufschlagen in die Position und vom Beschädigen des Ventilsitzes 154 des Mündungsringes 80 und der Dichtungsfläche 152 dämpft. Das Abdichten der Mündung bedeutet außerdem, dass der Eingangsdruck wirkt, um den Kolben zu verlangsamen und zu beginnen, ihn nach oben zu bewegen.
In 10 wird eine modifizierte Form des Hammers gezeigt, der einen verlängerten oberen Abschnitt hat, der in das innere Ende des Hülsenventils 116 passt und der insbesondere in den Endabschnitt oder Ring 146 des Hülsenventils 116 gleitet.
Die einzigen Abschnitte, die in 10 geändert sind, betreffen den Hammer und die Führung beim Anbringen für das obere Ende des Hammers, wobei die anderen Teile genauso nummeriert sind, wie vorher dargestellt. Die Funktionsweise des Hammers und des gesamten Schlagwerkzeugs bleibt die selbe.
In 10 hat der Hammer gemäß 84A einen verlängerten oberen Endabschnitt 200 und hat ein schmaleres oberes Ende 155A, das dem oberen Ende 155 entspricht und in den Ring 146 des Hülsenventils 116 passt. Das Hülsenventil passt verschiebbar in die Kolbensektionen 112 und 114, wie vorher erläutert wurde, wobei der Mündungsring 80 den gleichen Aufbau hat wie zuvor. Das Hülsenlager 82A, das in 10 gezeigt wird und das dem Hülsenlager 82 in der vorherigen Form der Erfindung entspricht, ist jedoch in der axialen Richtung nicht so lang, wobei es die mittlere Sektion des Hammers 84A verschiebbar hält, wie vorher erläutert wurde. Am oberen Ende des Hülsenlagers 82A ist eine Führungshülse 202 angeordnet, wobei sie einen Absatz 204 hat, der auf dem Ende des Hülsenlagers 82A gehalten wird. Das untere Ende des Hülsenlagers 82A wird, wie vorher erläutert, im Verhältnis zum Hülsenlager 82 gehalten. Die Führungshülse 202 hat einen schmalen oberen Randabschnitt 206, der den Mündungsring 80 hält, wobei der innere Durchmesser 208 der Führungshülse 202 den verlängerten oberen Abschnitt 200 des Hammers verschiebbar hält und führt, wenn er sich hin- und herbewegt, wie vorher erläutert wurde. Die an 210 gezeigten Anschlüsse sorgen dafür, dass das austretende Öl auf das obere Ende des Hammers einwirkt, um den Hammerschlag auf die untere Seite des Mündungsringes 80 beim Aufwärtshub des Hammers zu dämpfen, wenn das Ventil öffnet.
In 10 befindet sich der Einlassanschluss 171 auf der gegenüberliegenden Seite des äußeren Hauptgehäuses 22, wobei aber der Aufbau der gleiche ist wie zuvor und die Funktionsweise die gleiche ist wie in der vorherigen Form der Erfindung.
In 11 ist ein modifizierter abfluss- und stoßabsorbierender Akkumulatoraufbau dargestellt, sowie eine leicht veränderte Gestaltung für den zweiteiligen Kolben. In 11 ist der äußere Gehäusekörper oder das Gehäuse 22 im Wesentlichen genauso wie zuvor dargestellt, wie auch, was das Anbringen des Mündungsringes 80, des Hammers 84 und der unteren Sektionen des Schlagwerkzeugs betrifft. Sie sind in der gleichen Weise nummeriert. Der Gehäusekörper 22 hat eine innere Bohrung, wobei das Hammerlager 82, das den Mündungsring 80 hält, nur bruchstückhaft gezeigt wird. Der Hammer 84 wird in der Position an der unteren Seite des Mündungsringes 80 gezeigt.
Eine Kolbenhülse 250 hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Kolbenhülse 66, hat aber eine leicht veränderte äußere Gestaltung und ist gegen eine innere Fläche des Gehäusekörpers 22 abgedichtet, der die mittlere längsgerichtete Kammer 26 bildet. Das erste Ende der Kolbenhülse 250 ruht in dieser Form der Erfindung auf der oberen Fläche des Mündungsringes 80, wobei ein zweites Ende der Kolbenhülse eine Ventil-Führungshülse 252 an einem Absatz- bzw. Schulterabschnitt 254 der Ventil-Führungshülse hält. Die Ventil-Führungshülse 252 führt einen oberen Endabschnitt eines röhrenförmigen Hülsenventils 256, das in der gleichen Weise arbeitet wie das röhrenförmige Hülsenventil 116 in der ersten Form der Erfindung. Das Hülsenventil 256 ist im Aufbau leicht modifiziert, wie ausführlicher erläutert wird.
Die Ventil-Führungshülse 252 hält einen Abfluss-Ventilkörper oder -Block 260 an einem inneren Absatz. Der Abfluss-Ventilkörper 260 befindet sich an der inneren Bohrung der Füh rungshülse und verschließt die innere Bohrung der Ventil-Führungshülse. Der Körper oder Block 260 hat eine untere Fläche, die als ein Ventil wirkt und zum Abfließen durch das Hülsenventil 256 in der gleichen Weise wie zuvor erläutert geschlossen und geöffnet wird, wenn die Einheit arbeitet.
Ein Abflussdurchgang 262 ist um den Abfluss-Ventilkörper 260 herum ausgebildet, wobei geeignete Öffnungen 264 für eine Mittelbohrung 265 des Abfluss-Ventilkörpers 260 bereitgestellt werden. Die Mittelbohrung 265 ist zu einer in dem oberen Ende der Ventil-Führungshülse 252 ausgebildeten Abflusskammer 266 offen, die wiederum durch Kanäle zu einem unteren Ende einer vorher gestalteten Bohrung oder Kammer 270 in einem Akkumulatorrohr oder einer Akkumulatorhülse 272 offen ist und durch Gasdruck in der Bohrung 270 gegen Anschläge gedrückt wird. In der Bohrung der Akkumulatorhülse 272 ist ein Akkumulatorkolben 274 angebracht. Die Hülse 272 wird mit einer Kappe 276 festgehalten. Die Kappe 276 passt in die innere Bohrung 26 des Gehäusekörpers 22 an einem oberen Ende, wobei eine Mutter 278 die Endkappe 276 in Position gegen eine Absatzfläche einklemmt, um das Ende des Gehäusekörpers zu verschließen, wie vorher erläutert wurde. Der Abfluss-Ventilkörper 260 wird mit einer Abstandshülse 261 festgehalten, die durch die Akkumulatorhülse 272 gehalten wird.
Der mit zwei Sektionen versehene Kolben 282 weist eine obere oder erste Sektion 283 auf, die einen Abschnitt 286 mit einem oberen Flächenring hat, der mit einem Sicherungsring oder Antriebselement 280 um das röhrenförmige Hülsenventil 256 herum in Eingriff kommt, um das Hülsenventil während des Betriebs anzuheben, wenn die Kolbenanordnung 282 nach oben in die Kolbenhülse bewegt wird.
Die Kolbenhülse 250 ist mit zwei unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet, wobei die obere oder erste Kolbenkammer 251A größer ist als eine untere oder zweite Kolbenkammer 251B.
Die obere oder erste Kolbensektion 283 befindet sich in der ersten Kammer 251A und hat eine elastische Unterlage oder Stahlfeder 284, die sich auf einem Absatz 288 in der Kolbenhülse 250 befindet, um den Kolben beim Abwärtshub zu dämpfen. Eine zweite Kolbensektion 290 gleitet in der Bohrung mit reduziertem Durchmesser der Kolbenhülse, die die Kolbenkammer 2513 bildet. Die zwei Abschnitte des Kolbens sind für die zuvor erläuterten Zwecke getrennt. Eine leicht unterschiedliche Gestaltung der oberen Kolbensektion wird verwendet, um das Hülsenventil 256 nach oben zu bewegen.
Die hydraulische Pumpe oder Druckquelle und das Ventil 259 werden für einen Einlass bereitgestellt, der hydraulisches Öl unter Druck für die Kolbenkammer 251B bereitstellt. Der Kolben wird nach oben getrieben, um Gas in der Kolbenkammer 251A und in einer Kammer 294 zu komprimieren, die zur Kolbenkammer 251A offen ist. Die Funktionsweise ist die gleiche wie die zuvor erläuterte, wobei der Abflussweg leicht überarbeitet ist, indem eine Hülse 272 für den Akkumulatorkolben 274 statt des direkt in eine Bohrung an der Endkappe angebrachten Akkumulatorkolbens genutzt wird.
Der Akkumulatorkolben 274 wird gegen den Gasdruck wirken, um die Stoßbelastungen zu verringern, wenn der Abfluss öffnet, wie vorher erläutert wurde. Wenn das obere Ende des röhrenförmigen Hülsenventils 256 vom Abfluss-Ventilkörper 260 wegbewegt wird, wird das Hydrauliköl im Inneren des Hülsenventils durch die dargestellten Abflussdurchgänge heraus gedrängt.
Man kann sehen, dass die Akkumulatorhülse 272 Abflussdurchgänge 298 hat, die zum Hauptabflusskanal in der Kappe 276 führen. Diese Abflussdurchgänge 298 können eine beliebige Größe oder Gestaltung haben. Der Akkumulatorkolben 274 ist offen, um beliebige Druckimpulse aufzunehmen, die durch die Druckspitzen vom Zurückprallen des Hammers oder aus anderen Gründen verursacht werden, um Stoßbelastungen zu absorbieren.
Der obere Endabschnitt 200 des Hammers kann wieder verlängert werden, um auf Wunsch einen längeren Hub bereitzustellen. Die Wirkung zur Bereitstellung einer Öldämpfung, um eine Abnutzung oder ein Hämmern an beiden Enden des röhrenförmigen Hülsenventils zu verringern, bleibt ebenfalls gleich. Der wie ein ringförmiger Kanal geformte Abflussventilsitz am Ventilblock 260 nimmt das Ende des Hülsenventils 256 auf, wobei Öl herausgepresst wird, um eine Dämpfung bereitzustellen. Außerdem sind der Mündungsring 80 und das untere Ende des Hülsenventils 256 so geformt, dass sie eine Dämpfung durch eingeschlossenes Öl bereitstellen.
Bei Betrieb wird der Kolben 280 angehoben, um Gas in der ersten Kolbenkammer 251A und in der Gaskammer 294 zu komprimieren, wobei der Kolben, wenn er sich nach oben bewegt, mit dem Antriebselement 280 in Eingriff kommt und das röhrenförmige Hülsenventil so anhebt, dass das erste Ende die Abflussöffnung verschließt und das zweite Ende vom Mündungsring 80 angehoben wird. Dies öffnet die Mündungsdichtung, wobei Hydraulikfluid durch die Mündungsöffnung strömt, um den Hammer anzutreiben, wenn das Gas den Kolben zum Mündungsring 80 treibt. Das Ende der zweiten Kolbensektion 290 liegt dann auf dem oberen Absatz eines Dichtungsringes 257 am Hülsenventil 256 auf, um das Hülsenventil auf den Mündungsring zu treiben, so dass eine Mündungsdichtung gebildet wird, wobei der Abfluss ebenfalls geöffnet ist.
Die große, unter Druck stehende Gaskammer 62 oder 294 sorgt für ein größeres Gasvolumen, um den Kolben beim Antriebshub anzutreiben, so dass es eine geringere Druckänderung während des Hammer-Antriebstaktes gibt. Es ist ein höherer durchschnittlicher Druck verfügbar, um auf den Kolben einzuwirken, so dass der Hammer gegen das Schlag- oder Brechwerkzeug 98 angetrieben wird. Der zweiteilige Kolben 110 oder 280 verringert die Trägheit, wenn er nach dem Antreiben des Hammers 84 an hält, da er beim Abbremsen getrennt wird, wobei die Masse des Kolbens, die auf das Ventil hämmert, damit verringert ist.
Das Stickstoffgas in der Kammer 62 oder 294 wird vor der Kompression auf einem gewünschten Niveau gehalten. Während der Kompression des Gases in der Kammer 62 oder 294 durch den jeweiligen Kolben steigt der Gasdruck an. Hydraulische Drücke zum Antreiben des Kolbens können aus herkömmlichen Pumpenquellen ausgewählt werden. Der Hammer kann so hergestellt sein, dass er im Bereich von mehreren 100 Takten pro Minute zyklisch arbeitet.
Das vorliegende Schlagwerkzeug weist die Merkmale eines großen Gasvolumens auf, das komprimiert wird, wenn sich der Kolben bei seinem Kompressionshub befindet. Dies bedeutet, dass es weniger Änderung des Drucks während des Taktes und einen höheren durchschnittlichen Druck zum Antreiben des Kolbens und wiederum zum Treiben des Öls gibt, um den Hammer schnell zu bewegen. Die Hülsenventil-Anordnung ist so hergestellt, dass die Bewegung nach oben an einer bekannten Position gegen den Abflussventilsitz angehalten wird, wobei auf diese Weise die Öffnung am unteren oder Mündungsdichtungsende des Ventils neben dem Mündungsring, gesteuert und zurückgehalten werden kann, so dass das Volumen des Öls, das von der Kolbenkammer benötigt wird, um den Hammer anzutreiben, verringert ist.
Eine größere Dämpfungsfläche für das Zurückkehren des Ventils, wenn es auf dem Mündungsring sitzt, ist bei der Verringerung der Abnutzung und der Stoßbelastungen des Ventils hilfreich.
Der Kolben hat eine große Fläche für den Gasdruck mit dem verwendeten zweistufigen Kolben, der weniger Druck auf den Kolben erfordert, um das Öl in der unteren Kammer unter der kleineren Kolbensektion gegen den Hammer zu beschleunigen.
Der untere Teil des zweiteiligen Kolbens verlangsamt sich separat vom oberen Teil, so dass es eine geringere Trägheit und Hämmern des unteren Endes des Hülsenventils gibt, wenn der Kolben das Ventil am Mündungsring schließt. Da die erste größere Sektion des Kolbens auf einem separaten Absatz in der jeweiligen Kolbenhülse ruht, wird auf die Trägheitskraft von der größeren Kolbensektion in der Kolbenhülse statt in den unteren Enden des jeweiligen röhrenförmigen Hülsenventils reagiert.
Auf Wunsch kann eine elastomere Feder oder ein Ring oder eine Stahlfeder über dem Absatz 121 oder 288 gemäß 284 verwendet werden, um den Kolben zu dämpfen, besonders wenn der Kolben aus einem Stück hergestellt ist. Das untere Ende der Kolbensektion 114 kann eine Aussparung darin haben, um etwas Öl einzuschließen, wenn die Kolbensektion den Absatz 142 an der Kolbenhülse berührt, um ebenso einen Dämpfungseffekt zu bewirken. Die zwei Durchmesser des Kolbens können im Verhältnis variiert werden und eine Zunahme der Frequenz mittels der gleichen Menge Hydrauliköl unter Druck zulassen. Außerdem kann man den Gasdruck senken und mehr Gas bei der gleichen Menge von Hydrauliköl verdrängen.
Das Ändern des Hubs des Kolbens, bevor er das röhrenförmige Hülsenventil nach oben anhebt, wird die im Gas gespeicherte Energie ändern und wird die Frequenz des Werkzeugs für einen vorgegebenen Ölstrom variieren.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

Schlagwerkzeug (20) mit: einem Gehäusekörper (22) mit einer Längsachse (24), einem mittleren längsgerichteten Durchgang (26), der durch eine Innenfläche des Gehäusekörpers definiert wird, einem Schlagende und einem geschlossenen Ende; einem ringförmigen Mündungsring (80) im mittleren längsgerichteten Durchgang (26), wobei der Mündungsring (80) in Mittelabschnitten des mittleren längsgerichteten Durchgangs (26) positioniert ist und eine mittlere Öffnung (80A) hat; einem röhrenförmigen Ventil (116) mit einer äußeren Wand, die von der Innenfläche des Gehäusekörpers (22) beabstandet ist, um einen ringförmigen Durchgang zu bilden, wobei das röhrenförmige Ventil (116) eine mittlere Bohrung (123) und ein erstes Ende (146) hat, das eine Mündungsdichtung um die mittlere Öffnung (80A) an einer ersten Seite der Mündung bildet; einem Kolben (110), der abdichtbar um das röhrenförmige Ventil (116) und in dem ringförmigen Durchgang an der ersten Seite des Mündungsringes (80) eingepasst ist, wobei der Mündungsring (80) ein Ende des ringförmigen Durchgangs verschließt; und einem Block (30, 54) der den mittleren längsgerichteten Durchgang (26) am geschlossenen Ende des Gehäusekörpers (22) verschließt, wobei der Block (30, 54) eine mittlere Bohrung, in der ein zweiter Endabschnitt (124) des röhrenförmigen Ventils (116) gleitet, und einen ringförmigen Ventilsitz (130) am geschlossenen Ende hat, wo bei das röhrenförmige Ventil (116) eine Länge hat, so dass ein zweites Ende (124) des röhrenförmigen Ventils (116) von dem ringförmigen Ventilsitz (130) wegbewegt wird, um die mittlere Bohrung des röhrenförmigen Ventils zu einer Ausströmöffnung (37) zu öffnen, wenn das erste Ende (146) des röhrenförmigen Ventils (116) mit dem Mündungsring (80) in Eingriff kommt, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlagwerkzeug ferner umfasst: eine Kolbenhülse (66), in der der Kolben (110) angebracht ist, wobei die Kolbenhülse (66) in dem mittleren längsgerichteten Durchgang (26) angebracht und von der Innenfläche des Gehäusekörpers (22) beabstandet ist, um eine ringförmige Gaskammer (62), die die Kolbenhülse (66) umgibt, und eine Kolbenkammer (68, 72) zu bilden, die das röhrenförmige Ventil (116) umgibt; und eine Strömungsöffnung (63) von einem ersten Endabschnitt (72) der Kolbenkammer der Kolbenhülse (66) zur ringförmigen Gaskammer (62), wodurch die Bewegung eines ersten Endes (112) des Kolbens (110) zum Block (30, 54) unter hydraulischem Druck in einem zweiten Endabschnitt (68) der Kolbenkammer, die auf ein zweites gegenüberliegendes Ende (114) des Kolbens (110) einwirkt, Gas in dem ersten Endabschnitt (72) der Kolbenkammer und der ringförmigen Gaskammer (62) komprimiert, um eine Antriebskraft am ersten Ende (112) des Kolbens (110) bereitzustellen, wenn der hydraulische Druck auf das zweite gegenüberliegende Ende (114) des Kolbens (110) durch den Kolben (110) entlastet wird, wobei das erste Ende (146) des röhrenförmigen Ventils (116) vom Mündungsring (80) wegbewegt wird, um die Mündungsdichtung zu öffnen.
Schlagwerkzeug (20) nach Anspruch 1, wobei das röhrenförmige Ventil (116) ein Antriebselement (122) hat, das durch den Kolben (110) in Eingriff gebracht werden kann und durch den Kolben (110) zum ringförmigen Ventilsitz (130) bewegt wird, um die Mündungsdichtung zu öffnen, nachdem der hydraulische Druck auf das zweite gegenüberliegende Ende (114) des Kolbens (110) einwirkt, um den Kolben (110) um eine ausgewählte Distanz zum Block (30, 54) zu bewegen.
Schlagwerkzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner mit einem in dem mittleren längsgerichteten Durchgang (26) angebrachten Hammer (84) zum verschiebbaren Bewegen zum und vom Mündungsring (80), wobei an einer gegenüberliegenden Seite des Mündungsringes (80) von dem röhrenförmigen Ventil (116) der Hammer (84) einen Abschnitt des Mündungsringes (80) abdichtet, um die mittlere Öffnung (80A) von der gegenüberliegenden Seite des Mündungsringes zu verschließen, wenn sich der Hammer (84) in einer angehobenen Position befindet und der Hammer (84) durch hydraulisches Fluid vom Mündungsring (80) weggedrängt wird, wenn der Kolben (110) durch den Gasdruck zur offenen Mündungsdichtung hin angetrieben wird.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 2, wobei das röhrenförmige Ventil (116) eine ringförmige Wand hat, die die mittlere Bohrung definiert, wobei die ringförmige Wand eine erhöhte Wanddicke in dem Bereich zum Anbringen des Antriebselements (112) hat.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 4, wobei der äußere Durchmesser des röhrenförmigen Ventils (116) an einer gewünschten Stelle benachbart zum Antriebselement (122) und an einer Seite des Antriebselements (122) zum Block (30, 54) hin zunimmt, um eine Fläche (119) bereitzustellen, an der Gasdruck im ersten Endabschnitt (72) der Kolbenkammer (68, 72) so wirkt, dass er dazu neigt, das röhrenförmige Ventil (116) zum Mündungsring (80) zu bewegen.
Schlagwerkzeug (20) nach Anspruch 1, wobei der ringförmige Ventilsitz (130) an dem geschlossenen Ende des Gehäuses für das röhrenförmige Ventil (116) eine ringförmige Aussparung umfasst, die Hydrauliköl enthält, wenn sich das röhrenförmige Ventil (116) von dem ringförmigen Ventilsitz wegbewegt, um mit dem Mündungsring (80) in Eingriff zu kommen, und wobei das Hydrauliköl in der Aussparung aus der Aussparung herausgepresst wird, wenn das röhrenförmige Ventil (116) in der ringförmigen Aussparung (130) sitzt.
Schlagwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Ende (146) des röhrenförmigen Ventils einen ringförmigen äußeren Absatz (142) hat, der dem zweiten gegenüberliegenden Ende (114) des Kolbens (110) zugewandt ist und in den zweiten Endabschnitt (72) der Kolbenkammer (68, 72) vorsteht, wobei der Absatz (142) durch das zweite gegenüberliegende Ende (114) des Kolbens (110) in Eingriff kommt, wenn der Kolben (110) durch die Antriebskraft des Gasdrucks angetrieben wird, um das erste Ende (146) des röhrenförmigen Ventils (116) zu bewegen, so dass es mit dem Mündungsring (80) in Eingriff kommt, um die Mündungsdichtung zu bilden.
Schlagwerkzeug (20) mit: einem Gehäusekörper (22) mit einem mittleren längsgerichteten Durchgang (26) und mit einem Schlagende und einem geschlossenes Ende; einem Kolben (110), der sich in dem mittleren längsgerichteten Durchgang (26) hin- und herbewegt, wobei der Kolben (110) ein erstes Ende (112) und ein zweites Ende (114) hat, wobei das erste Ende (112) des Kolbens (110) zu einer Kammer (72) für komprimiertes Gas offen ist, die in dem mittleren längsgerichteten Durchgang (26) ausgebildet ist; einem röhrenförmigen Ventil (116) in dem mittleren längsgerichteten Durchgang (26), wobei das röhrenförmige Ventil (116) den Kolben (110) für eine gleitende Bewegung entlang des röhrenförmigen Ventils (116) aufnimmt und das röhrenförmige Ventil (116) entlang des mittleren längsgerichteten Durchgangs (26) relativ zum Gehäusekörper (22) beweglich ist; einem Ablassventilblock (60), der benachbart zum geschlossenen Ende des mittleren längsgerichteten Durchgangs (26) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlagwerkzeug ferner umfasst: eine ringförmige Nut (130) an dem Ventilblock (60), in die ein Endabschnitt (132) des röhrenförmigen Ventils (116) so passt, dass, wenn sich das röhrenförmige Ventil (116) zur ringförmigen Nut (130) bewegt, Hydraulikfluid, das von der inneren Bohrung des röhrenförmigen Ventils abgelassen wird, aus der ringförmigen Nut (130) gepresst wird, um die Bewegung des röhrenförmige Ventils zum Absatz zu dämpfen.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 8, wobei in dem mittleren längsgerichteten Durchgang (26) eine Kolbenhülse (66) aufgenommen wird, wobei die Kolbenhülse (66) einen größeren Durchmesser hat als das röhrenförmige Ventil (116) und der Kolben (110) in der Kolbenhülse (66) in einer Kolbenkammer (68, 72) zwischen der Kolbenhülse (66) und dem röhrenförmigen Ventil (116) gleitet, wobei die Kolbenhülse (66) einen ersten und einen zweiten Abschnitt hat, wobei der erste Abschnitt größer ist als der zweite Abschnitt, und einen ersten Abschnitt (112) des Kolbens (110), der dem Ventilblock (60) zugewandt ist, und einen zweiten trennbaren Abschnitt (114) des Kolbens (110) verschiebbar aufnimmt, der im zweiten Abschnitt der Kolben hülse (66) angebracht ist und an dem ersten Abschnitt (112) des Kolbens (110) anliegt, wobei der Kolben (110) eine erste (72) und eine zweite (68) Kolbenkammer in dem ersten bzw. dem zweiten Abschnitt der Kolbenhülse (66) bildet, wodurch der hydraulische Druck, der in die zweite Kolbenkammer (68) eingeführt wird, die an einem Ende des zweiten Abschnitts (114) des Kolbens (110) gegenüber dem ersten Abschnitt (112) des Kolbens (110) ausgebildet ist, beide Abschnitte (112, 114) des Kolbens (110) zum Ventilblock (60) treibt.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 8, wobei das röhrenförmige Ventil (116) ein zweites Ende, das sich nach außen über ein Ende des zweiten Abschnitts (114) des Kolbens (110) gegenüber dem ersten Abschnitt (112) des Kolbens (110) hinaus erstreckt, und eine Absatzfläche (142) an dem röhrenförmigen Ventil (116) hat, die durch den zweiten Abschnitt (114) des Kolbens (110) in Eingriff kommt, wenn die Kolbenabschnitte (112, 114) von dem Ventilblock (60) wegbewegt werden.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 10, wobei das zweite Ende des röhrenförmigen Ventils (116) auf einer Fläche des ringförmigen Mündungsringes (80) sitzt, wenn das röhrenförmige Ventil (116) von dem Ventilblock (60) wegbewegt wird, und wobei eine äußere Oberflächensektion (150) des röhrenförmigen Ventils an dem zweiten Ende des röhrenförmigen Ventils (116) in eine ringförmige Öffnung (80D) des Mündungsringes (80) passt, wobei das zweite Ende des röhrenförmigen Ventils (116) eine äußere, sich nach außen erstreckende Fläche (152) hat, die an die äußere Oberflächensektion (150) anschließt, die auf einer Fläche (154) des Mündungsringes (80) sitzt, nachdem die äußere Oberflächensektion (150) eine Kammer (152A) mit dem Mündungsring (80) bildet, um Fluid gegen den Mündungsring (80) einzuschließen, so dass eine Dämpfung bereitgestellt wird, wenn sich die nach außen erstreckende Fläche (152) des röhrenförmigen Ventils (116) zum Mündungsring (80) bewegt und damit in Eingriff kommt.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 9, wobei die Kolbenhülse (66) von einer Innenfläche des längsgerichteten Durchgangs (26) des Gehäusekörpers (22) beabstandet und abgedichtet ist, um einen Gaskammerabschnitt (62) zu bilden, der zum ersten Abschnitt der Kolbenhülse (66) offen ist.
Schlagwerkzeug (20) mit einem Kolben (110), der sich in einem mittleren Durchgang (26) eines Gehäusekörpers (22) hin- und herbewegt, wobei der Kolben (110) in dem mittleren Durchgang (26) unter hydraulischem Druck an einem ersten Ende hin- und herbewegt wird, um Gas in einer Kammer (62, 72) an einem zweiten Ende davon zu komprimieren, einem röhrenförmigen Ventil (116), das relativ zu dem Kolben (110) in eine offene Position bewegbar ist, um hydraulischen Druck auf das erste Ende des Kolbens (110) zu entlasten, wodurch das komprimierte Gas den Kolben (110) antreibt, um Öl durch einen Mündungsring (80) zu treiben, um ein Werkzeug (98) anzutreiben, und um das Ventil (116) zum Sitz auf einer Fläche (154) des Mündungsringes (80) anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass das röhrenförmige Ventil (116) eine Stirnfläche (152) hat, die so gestaltet ist, dass sie eine Kammer (152A) relativ zu der Fläche (154) des Mündungsringes (80) bildet, um Öl einzuschließen, wenn das röhrenförmige Ventil (116) aufsitzt, wobei das eingeschlossene Öl ausläuft, wenn das Ventil (116) aufsitzt, um den Kontakt der Stirnfläche des Ventils (116) und der Mündungsring-Fläche (154) zu dämpfen.