NO179197B

NO179197B - Hydraulically driven, repetitive hammer

Info

Publication number: NO179197B
Application number: NO950975A
Authority: NO
Inventors: Jack B Ottestad
Original assignee: Esco Corp
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 1996-05-20
Also published as: NO179197C; NO950975D0; NO950975L

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører slaghammere for å avgi repeterende støtslag, som for eksempel er anvendelig ved gruvedrift, graving og demoleringsopera-sjoner og av typen som angitt i ingressen til det etterfølgende, selvstendige patentkrav. The present invention relates to impact hammers for delivering repetitive impact blows, which are, for example, applicable in mining, digging and demolition operations and of the type stated in the preamble to the subsequent, independent patent claim.

Slaghammere er brukt i stor utstrekning ved gruve-, grave- og demoleringsarbeide. Deres funksjon er å påføre høye repeterende slagbelastninger pr. arealenhet mot en overflate for å oppbryte denne eller for å dele denne. Det vanlige pressluftbor er et eksempel på en pneumatisk drevet anordning som drives med trykkluft, som avgir brå slagstøt i tuppen av et verktøy slik som en hakke eller en spade. Impact hammers are used to a large extent in mining, digging and demolition work. Their function is to apply high repetitive impact loads per area unit against a surface to break it up or to divide it. The common air drill is an example of a pneumatically operated device that is operated with compressed air, which emits a sudden impact at the tip of a tool such as a pick or spade.

Mens pressluftboret er brukt i stor utstrekning, har dets anvendelse gradvis blitt redusert til forholdsvis bærbare verktøy som håndteres av en muskuløs person. Reaksjonen på disse slag utøves av verktøyets masse og av operatøren. Dette er en åpenbar begrensning for anvendeligheten av denne type verktøy. While the air drill has been widely used, its use has gradually been reduced to relatively portable tools handled by a muscular person. The reaction to these blows is exerted by the mass of the tool and by the operator. This is an obvious limitation for the applicability of this type of tool.

Følgelig, ble vognmonterte pneumatiske slagverktøy på mote, men det fremkom snart at mens de kunne oppta hammere som kunne avgi tyngre slag, ble selve hammerene et begrensende trekk på grunn av de iboende begrensninger med direkte bruk av trykkgass som drivkraft. Volumstrømningen, energitapene som oppstå i kompre-sjons-ekspansjonssyklusen, og de iboende lave virk-ningsgrader som inngår ved sirkulering av gassen gjennom hammeren, blant andre komplikasjoner, ga en uønsket begrensning på energien i støtene som kunne avgis uansett hvor passende hammeren var montert. Consequently, carriage-mounted pneumatic impact tools became fashionable, but it soon became apparent that while they could accommodate hammers capable of delivering heavier blows, the hammers themselves became a limiting feature due to the inherent limitations of direct use of compressed gas as a motive power. The volume flow, the energy losses incurred in the compression-expansion cycle, and the inherently low efficiencies involved in circulating the gas through the hammer, among other complications, provided an undesirable limitation on the energy in the shocks that could be delivered regardless of how conveniently the hammer was mounted.

Som reaksjon på disse begrensninger, har væskedrevne slaghammere blitt utviklet under de siste tiår. Ettersom trykkvæsken som benyttes for å drive anordningen er hovedsakelig ikke-kompressibel, unngås mange av de vanskeligste problemer med pneumatiske anordninger. Slanger, fittinger og kanaler er dimensjonert til å oppta væskevolumet og det er ingen betydelige tap forårsaket av utvidelse fordi det ikke er noen vesentlig ekspansjon av selve drivfluidet. In response to these limitations, fluid powered impact hammers have been developed over the last few decades. As the pressurized fluid used to drive the device is essentially non-compressible, many of the most difficult problems with pneumatic devices are avoided. Hoses, fittings and ducts are sized to accommodate the fluid volume and there are no significant losses caused by expansion because there is no significant expansion of the drive fluid itself.

Den generelle teori for væskedrevne anordninger er å utnytte en gasscelle som er komprimert med en trykksatt væske. Cellen og væsken som trykksetter den er holdt innfanget av en hurtigåpnende tallerkenventil. Når ventilen åpnes, påføres trykkvæsken, drevet av den ekspanderende gasscelle, mot en dreven flate i et hammerhode. Dette er en svært brå situasjon med høy energifrigjøring. Drivtrykket kan være i størrelses-orden 13,79 MPa eller større, og det effektive areal av drivflaten kan være i størrelsesorden minst 32,25 cm<2 >til så mye som 8 116 cm2 . The general theory for liquid-powered devices is to utilize a gas cell that is compressed with a pressurized liquid. The cell and the fluid that pressurizes it are held captive by a quick-opening poppet valve. When the valve is opened, the pressurized fluid, driven by the expanding gas cell, is applied against a driven surface in a hammer head. This is a very sudden situation with a high energy release. The driving pressure can be on the order of 13.79 MPa or greater, and the effective area of the driving surface can be on the order of at least 32.25 cm<2 > to as much as 8,116 cm2 .

I sin tur, slår hammerhodet mot et verktøy hvis spiss eller blad vanligvis er minst flere ganger mindre ved støtstedet. Fordelene med et slikt arrangement er åpenbart, og reflekteres i de følgende eksempelvise US-patenter: In turn, the hammer head strikes a tool whose point or blade is usually at least several times smaller at the point of impact. The advantages of such an arrangement are obvious, and are reflected in the following exemplary US patents:

3,263,575 utstedt 2. august 1966, 3,263,575 issued August 2, 1966,

3.363.512 utstedt 16. januar 1968, 3,363,512 issued January 16, 1968,

3.363.513 utstedt 16. januar 1968, 3,363,513 issued January 16, 1968,

4,111,269 utstedt 5. september 1978. 4,111,269 issued on September 5, 1978.

Slaghammere av denne hovedklasse er vidt anvendt og avgir faktisk slag med mye større impuls enn pneumatisk drevne verktøy, selv vognmonterte pneumatisk drevne verktøy. Impact hammers of this main class are widely used and actually deliver blows with much greater impulse than pneumatically driven tools, even carriage-mounted pneumatically driven tools.

I det pågående utviklingsforløp om væskedrevne slaghammere har problemer fortsatt fremkommet som ikke påstøtes i gassdrevne verktøy. Litteraturen nevner mange av disse. Kavitasjon er ett, væske-bankende virkninger er et annet. De fleste av disse er blitt løst på en eller annen måte, men det gjenstår fortsatt de gjenstridige problemer med å redusere strømningen av trykkvæske til et fornuftig minimum, og med passende ventilering av vaeskestrømmen, slik at fluidet ikke hemmer oppfyllingen eller uttømmingen av verktøyet, og slik ødelegger ikke verktøyet seg selv eller har en forringet ytelse som følgen av brå slag mellom elementene i selve verktøyet. In the ongoing development of liquid-powered impact hammers, problems have continued to arise that are not encountered in gas-powered tools. The literature mentions many of these. Cavitation is one thing, fluid-pounding effects are another. Most of these have been solved in one way or another, but there still remain the stubborn problems of reducing the flow of pressure fluid to a reasonable minimum, and of suitably venting the fluid flow so that the fluid does not impede the filling or emptying of the tool, and thus the tool does not destroy itself or have a reduced performance as a result of sudden impacts between the elements of the tool itself.

Disse problemer har til nå enda ikke blitt fullstendig korriget. Det er et formål med oppfinnelsen å til-veiebringe i en slaghammer et strømnings- og venti-leringssystem for oppfylling og uttømming av et slagverktøy som, mens de er overbærende for ytre krefter og virkninger, fortsatt gjør verktøyet pålitelig å bli manøvrert i et bredt spekter av driftstilstander ved et nært minimum væskevolum, med kun minimal, om noen, hemming av oppfyllingen og tømmingen av verktøyet, og uten å skade indre slag mellom elementene i selve slaghammeren. Det er ment at et hvert skarpt slag foregår kun mellom hodet på hammeren og slagverktøyet, og at dette utøves kun over en svært kort slaglengde. These problems have not yet been fully corrected. It is an object of the invention to provide in a percussive hammer a flow and ventilation system for filling and emptying a percussive tool which, while tolerant of external forces and effects, still enables the tool to be reliably maneuvered over a wide range of operating conditions at a near minimum fluid volume, with only minimal, if any, inhibition of the filling and emptying of the tool, and without damaging the internal impact between the elements of the impact hammer itself. It is intended that each sharp blow takes place only between the head of the hammer and the impact tool, and that this is only performed over a very short stroke length.

Som en ytterligere fordel, oppnås de ovenfor nevnte formål i en slaghammer som har et minimalt antall deler, hvor alle disse er oppbygd med iboende stabile former og betraktlige tverrsnitt for slik å motstå de svært sterke og brå kreftene som er involvert ved driften av denne anordning. As a further advantage, the above-mentioned objects are achieved in an impact hammer having a minimal number of parts, all of which are constructed with inherently stable shapes and substantial cross-sections to withstand the very strong and abrupt forces involved in the operation of this device .

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en slaghammer av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende selvstendige krav. Et hammerhode er resiprokerende montert i rammen med en tett glidepasning. Den har en støtflate som vender mot slagverktøyet for å slå mot verktøyet når slagenden av verktøyet er innenfor et spekter av posisjoner hvor slaget er ment å skje. Ved posisjoner ut forbi dette beregnede spekter, bremses hammerhodet slik at det ikke slår mot rammen. Støtet mot verktøyet er et brått slag med høy energi, og er ikke ment å bidra en påfølgende kraftpåføring etter det første slag. In accordance with the present invention, an impact hammer of the type mentioned at the outset is provided which is characterized by the features that appear from the characteristic in the following independent claim. A hammer head is reciprocatingly mounted in the frame with a tight sliding fit. It has an impact surface facing the impact tool to impact the tool when the impact end of the tool is within a range of positions where the impact is intended to occur. At positions beyond this calculated range, the hammer head is braked so that it does not hit the frame. The impact against the tool is a sudden blow with high energy, and is not intended to contribute a subsequent application of force after the first blow.

Hammerhodet er motstående til en kompressibel gasscelle. Gasscellen er forhåndsbelastet til et ønsket trykk som vil bli øket som følgen av ytterligere oppfylling ved bevegelse av hammerhodet under kraften av en væske påført hammerhodet mens slaghammeren oppfylles for sitt neste slag. The hammer head is opposed to a compressible gas cell. The gas cell is pre-loaded to a desired pressure which will be increased as a result of further filling by movement of the hammer head under the force of a fluid applied to the hammer head as the impact hammer is filled for its next blow.

Hammerhodet har et skaft, en belastningsskulder og en tallerkenventilport. En tallerkenventil er resiprokerende innpasset i hammerhodet med et tallerkenhode slik proporsjonert og anordnetat det lukker tallerkenventilporten for å kunne fylle opp slaghammeren, og til å bli brått fjernet fra tallerkenventilporten for å kunne avfyre slaghammeren. En avfyringstapp er innpasset i rammen for å samvirke med tallerkenventilen for å bringe tallerkenventilen av fra setet når slaghammeren skal avfyres. The hammer head has a shaft, a load shoulder and a poppet valve port. A poppet valve is reciprocatingly fitted into the hammerhead with a poppet head so proportioned and arranged that it closes the poppet valve port to be able to fill up the percussion hammer, and to be abruptly removed from the poppet valve port to be able to fire the percussion hammer. A firing pin is fitted in the frame to cooperate with the poppet valve to bring the poppet valve off its seat when the hammer is to be fired.

Trekkene ifølge den foreliggende oppfinnelse vedrører forsikring om at (1) slaghammeren kan lades eller oppfylles under alle driftsforhold; (2) at tallerken ventilen ikke vil bli utsatt for brå indre støt som vil ha tilbøyelighet til å ødelegge denne; (3) at slaghammeren kan hurtig avfyres under alle arbeidsbe-tingelser; og (4) at hammerhodet ikke vil bevege seg utover sine grenser for slik å avgi et slag mot selve rammen. The features of the present invention relate to assurance that (1) the impact hammer can be charged or discharged under all operating conditions; (2) that the poppet valve will not be subjected to sudden internal shocks which will tend to destroy it; (3) that the impact hammer can be quickly fired under all working conditions; and (4) that the hammer head will not move beyond its limits so as to strike the frame itself.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen vil fullstendig forstås av den følgende detaljerte beskrivelse og de vedlagte tegninger. Fig. 1-7 er aksielle snittriss av en slaghammer i samsvar med hovedkonseptet ifølge oppfinnelsen vist i syv påfølgende driftstrinn. For tydeliggjøring av beskrivelsen, har enkelte detaljer ved oppfinnelsen blitt utelatt som er vist i andre figurer i forstørret målestokk. Fig. 8-15 er halve aksialsnitt som viser slaghammeren i påfølgende driftstrinn og som viser den foretrukne utførelse av oppfinnelsen, i forstørret målestokk, som innbefatter enkelte av de utelatte detaljer. Fig. 16-19 er ytterligere forstørrede halve aksialsnitt som viser oppbygningen og virkemåten av tallerkenventilen i nærmere detalj. Fig. 20 og 21 er forstørrede halve aksialsnitt som viser slaghammeren i to tilstander av hammerens bevegelse over sine grenser. These and other features of the invention will be fully understood from the following detailed description and the attached drawings. Fig. 1-7 are axial sectional views of an impact hammer in accordance with the main concept according to the invention shown in seven successive operating steps. For clarification of the description, certain details of the invention have been omitted which are shown in other figures on an enlarged scale. Fig. 8-15 are half axial sections showing the impact hammer in subsequent operating steps and showing the preferred embodiment of the invention, on an enlarged scale, which includes some of the omitted details. Fig. 16-19 are further enlarged half axial sections showing the structure and operation of the poppet valve in more detail. Figs 20 and 21 are enlarged half axial sections showing the impact hammer in two states of the hammer's movement over its limits.

Oppfinnelsen vil best forstås av et generelt overblikk over dens grunnkonstruksjon og funksjon, hvoretter trekkene ved oppfinnelsen som muliggjør at denne konstruksjon funksjonerer pålitelig vil bli beskrevet. The invention will be best understood from a general overview of its basic construction and function, after which the features of the invention which enable this construction to function reliably will be described.

Som vist i fig. 1-7, har en slaghammer 20 i samsvar med oppfinnelsen en ramme 21 med en senterakse 22. Slagstøtet avgis langs denne akse. Rammen har en verktøykanal 23 med en skjematisk vist avsats 24. Et slagverktøy 25, slik som en skarpspisset hakke eller meisel, er innpasset i verktøykanalen. En holdeskulder 26 passer i avsatsen eller utsparingen og dette inngrep holder verktøyet i kanalen. Det gjør begrenset frem- og tilbakebevegelse mulig mellom ytterposisjonene avgrenset av skulderene 27 og 28. Fagmannen vil innse at det er ulike andre typer holdeinnretninger som kan anvendes for dette formål. As shown in fig. 1-7, an impact hammer 20 in accordance with the invention has a frame 21 with a central axis 22. The impact is delivered along this axis. The frame has a tool channel 23 with a schematically shown ledge 24. An impact tool 25, such as a sharp-pointed pick or chisel, is fitted into the tool channel. A retaining shoulder 26 fits into the ledge or recess and this engagement holds the tool in the channel. It makes limited back and forth movement possible between the outer positions defined by the shoulders 27 and 28. The person skilled in the art will realize that there are various other types of holding devices that can be used for this purpose.

Slagverktøyet kan være av en hvilken som helst annen ønsket type, for eksempel spader eller krumme eller sylinderiske skjær. Slagverktøyet har en slagende 30 for mottak av et slag, og en arbeidsende 30a for å avgi et resulterende støt mot en arbeidsflate som skal brytes eller knuses. The impact tool may be of any other desired type, such as spades or curved or cylindrical cutters. The impact tool has a striking end 30 for receiving a blow, and a working end 30a for delivering a resulting impact against a work surface to be broken or crushed.

Slaghammeren innbefatter et hammerhode 31 med et skaft 32 innpasset i en føringssylinder 33 i rammen. Den nedre enden av hammerhodet ventileres til atmosfæren forbi slagverktøyet gjennom utsparingen 34. The impact hammer includes a hammer head 31 with a shaft 32 fitted into a guide cylinder 33 in the frame. The lower end of the hammer head is vented to the atmosphere past the impact tool through the recess 34.

For fremstillingsformål, vil de indre overflater av rammen og de indre og utvendige flater av hammerhodet fortrinnsvis være sirkulære. En belastningskrave 35 er utformet på hammerhodet. Dens diameter er større enn diameteren av føringssylinderen 33, og kraven er glidbart innpasset i en belastningssylinder 36. Det vil ses at det er en forskjell mellom arealet av belastningskraven 35 i den øvre enden av hammerhodet som vist i fig. 1 og arealet av hodeskaftet 32 i den nedre enden. Betegnelsene "øvre" og "nedre" som benyttet gjennom dette skrift, refererer seg til avstander fra slagverktøyet, hvor det nærmeste er de "nedre". For manufacturing purposes, the inner surfaces of the frame and the inner and outer surfaces of the hammer head will preferably be circular. A load collar 35 is formed on the hammer head. Its diameter is greater than the diameter of the guide cylinder 33, and the collar is slidably fitted into a load cylinder 36. It will be seen that there is a difference between the area of the load collar 35 at the upper end of the hammer head as shown in fig. 1 and the area of the head shaft 32 at the lower end. The terms "upper" and "lower" used throughout this document refer to distances from the impact tool, the closest being the "lower".

Et belastningskammer 40 er utformet mellom førings-sylinderen 33 og belastningssylinderen 36. En trykkinn-gangsport 41 går gjennom rammens vegg inn i belastningskammeret. A load chamber 40 is formed between the guide cylinder 33 and the load cylinder 36. A pressure inlet port 41 passes through the wall of the frame into the load chamber.

En tallerkenventilport 45 er utformet i toppen av hammerhodet. Dens øvre flate 46 vender inn i et kompressjonskammer 47, og dens nedre flate 48 vender inn i et tallerkenventilkammer 49 hvorfra kanalen 50 forgrener seg under den nedre flate 51 av belastningskraven 35. Kanalene 53 åpner inn i belastningskammeret 40 fra den nedre ende av tallerkenventil-hodekammeret 52. A poppet valve port 45 is formed in the top of the hammer head. Its upper face 46 faces into a compression chamber 47, and its lower face 48 faces into a poppet valve chamber 49 from which the channel 50 branches below the lower face 51 of the load collar 35. The channels 53 open into the load chamber 40 from the lower end of the poppet valve- head chamber 52.

En tallerkenventil 55 innbefatter en tallerkenventil-stamme 56 og tallerkenventilhode 57. Stammen er resiprokerbar i tallerkenventilkanalen 58 i hammerhode-skaftet. En avlastningskanal 59 forløper fra den nedre ende av tallerkenventilpassasjen til slagenden av hammerskaftet for slik å ventilere tallerkenventilkanalen til atmosfæren. Tallerkenventilhodet beveger seg frem og tilbake i ventilhode-kammeret 52. Passende tetningsinnretninger, eller tilstrekkelig fine toleranser, er sørget for for å hindre vesentlig fluidlekkasje inn i tallerkenventilkanalen. Ventilhodet har en skulder 60, en tallerkenventil-drivflate 67 på skulderen, en lukkeflate 65 som vender mot den nedre flate 48 av tallerkenventil-porten og en sylinderisk vegg 66 glidbart innpasset i ventilhode-kammeret 52. A poppet valve 55 includes a poppet valve stem 56 and poppet valve head 57. The stem is reciprocable in the poppet valve channel 58 in the hammerhead shaft. A relief channel 59 extends from the lower end of the poppet valve passage to the stroke end of the hammer shaft so as to vent the poppet valve passage to the atmosphere. The poppet valve head moves back and forth in the valve head chamber 52. Suitable sealing devices, or sufficiently fine tolerances, are provided to prevent significant fluid leakage into the poppet valve channel. The valve head has a shoulder 60, a poppet valve driving surface 67 on the shoulder, a closing surface 65 facing the lower surface 48 of the poppet valve port and a cylindrical wall 66 slidably fitted into the valve head chamber 52.

En avfyringstapp 70 er båret av rammen i banen for tallerkenventilen i kompressjonskammeret 47 med et armkors 71. Avfyringstappen har en sylinderisk ytre vegg 72 tilpasset til å entre i tallerkenventilporten, og en flate 73, begge for et formål som vil bli beskrevet. A firing pin 70 is carried by the frame in the path of the poppet valve in the compression chamber 47 with an arm cross 71. The firing pin has a cylindrical outer wall 72 adapted to enter the poppet valve port, and a face 73, both for a purpose which will be described.

En gasscelle 75 er montert i rammen i dens øvre ende. Den innbefatter en innvendig sylinderisk vegg 76. Et kopplignende stempel 77 er glidbart anpasset i veggen 76. Det har en omkretsmessig sylinderisk vegg 78 med en ytre doserende kant 79. En gassladning under passende trykk, ofte omlag 3,45 MPa, føres inn i denne celle. Dette ekspanderer cellen som vist i fig. 1. Stempelet stoppes i en ytterende av sin bevegelse med en begrensende skulder 80. A gas cell 75 is mounted in the frame at its upper end. It includes an inner cylindrical wall 76. A cup-like piston 77 is slidably fitted within the wall 76. It has a circumferential cylindrical wall 78 with an outer metering rim 79. A gas charge under suitable pressure, often around 3.45 MPa, is introduced into this cell. This expands the cell as shown in fig. 1. The piston is stopped at one extreme of its movement with a limiting shoulder 80.

En dreneringsport 81 åpner inn i veggen 76. Porten 81 stenges av den omkretsmessige vegg 78 av stempelet i en eller annen posisjon av stempelet og forblir åpen i de andre. Tappelinjen 82 forløper gjennom rammen til et reservoar (ikke vist). En sekundær gasscelle 83 kan eventuelt plasseres i tappeledningen for å sikre tilstrekkelig drenering om nødvendig. A drainage port 81 opens into the wall 76. The port 81 is closed by the circumferential wall 78 of the piston in some positions of the piston and remains open in the others. The drain line 82 extends through the frame to a reservoir (not shown). A secondary gas cell 83 can optionally be placed in the tap line to ensure sufficient drainage if necessary.

Den generelle drift av denne anordning vil nå bli beskrevet, med henvisning til fig. 1-7, som viser syv suksessive trinn ved dens drift. The general operation of this device will now be described, with reference to fig. 1-7, showing seven successive steps of its operation.

I fig. 1, er hammerhodet vist i sin tilstand like etter den har avgitt et slag til slagverktøyet og er i ferd med å begynne gjenoppfylling. Merk at slagverktøyet 25 er blitt presset til sin øvre grense av vekten av slaghammerens vekt utøvet på dens slagende som motstås av materialet det skal knuse i sin arbeidsende. Holdeskulderen 26 er begrenset av skulderene 27 i utsparingen 24 så slagenden 30 er plassert på det sted hvor det er ment å avgi det neste støt. In fig. 1, the hammer head is shown in its state just after it has struck the impact tool and is about to begin refilling. Note that the impact tool 25 has been pushed to its upper limit by the weight of the impact hammer's weight exerted on its impact end which is resisted by the material it is to crush at its working end. The holding shoulder 26 is limited by the shoulders 27 in the recess 24 so that the impact end 30 is placed at the place where it is intended to deliver the next impact.

Ved dette tidspunkt er gasscellen 75 fullstendig ekspandert. Veggen 76 lukker dreneringsporten. At this point, the gas cell 75 is fully expanded. Wall 76 closes the drainage port.

Tallerkenventilen er i sin nederste stilling, noe også hammerhodet er. Tallerkenventilporten er åpen. Innløpsporten 41 (som alltid er åpen for trykk) er i kommunikasjon med ventilhodekammeret 52, klart til å utøve hydraulisk trykk mot tallerkenventilens drivflate 67. Kompressjonskammeret 47 og tallerkenventllkammeret 49 er ved det samme trykk. Bemerk at ytterligere utvidelse av gasscellen hindres av begrensnings-skulderen 80. The poppet valve is in its lowest position, as is the hammer head. The poppet valve port is open. The inlet port 41 (which is always open to pressure) is in communication with the valve head chamber 52, ready to exert hydraulic pressure against the poppet valve drive surface 67. The compression chamber 47 and the poppet valve chamber 49 are at the same pressure. Note that further expansion of the gas cell is prevented by the restriction shoulder 80.

Påføring av tilstrekkelig hydraulisk trykk mot tallerkenventilens drivflate 67 vil starte det neste trinn som er vist i fig. 2. Dette trykk vil drive tallerkenventilen oppad for å stenge ventilporten 45. Dette åpner også ventilhodekammeret 52 mot kanalene 50, og dette forsyner hydraulisk trykk til belastningssylinderen 36 fra innløpsporten. Dette muliggjør at den resulterende kraftforskjell over hammerhodet starter å bevege hammerhode oppad, som vist i fig. 3. Application of sufficient hydraulic pressure against the poppet valve drive face 67 will initiate the next step shown in fig. 2. This pressure will drive the poppet valve upward to close the valve port 45. This also opens the valve head chamber 52 to the channels 50, and this supplies hydraulic pressure to the load cylinder 36 from the inlet port. This enables the resulting force difference across the hammer head to start moving the hammer head upwards, as shown in fig. 3.

I fig. 3, bemerk igjen at det ringformede ventil-hodekammer 52 er blitt åpnet mot belastningskraven 35. Hammerhodet vil nå fortsette å bevege seg oppad. Kompressjonskammeret 47 fylles med hydraulisk fluid som holdes mellom gasscellen og den øvre flate av hammerhodet. Væsken er hovedsakelig inkompressibel, men gassen i cellen er kompressibel. Derfor overføres trykket skapt i kompressjonskammeret 47 til gasscellen som kompremerer og lagrer energi. Hele denne tiden er dreneringen lukket av stempelets 77 vegg. Den øvre enden av hammerhodet nærmer seg avfyringstappen. In fig. 3, note again that the annular valve head chamber 52 has been opened against the loading collar 35. The hammer head will now continue to move upwards. The compression chamber 47 is filled with hydraulic fluid which is held between the gas cell and the upper surface of the hammer head. The liquid is mainly incompressible, but the gas in the cell is compressible. Therefore, the pressure created in the compression chamber 47 is transferred to the gas cell which compresses and stores energy. All this time, the drainage is closed by the piston's 77 wall. The upper end of the hammer head approaches the firing pin.

Fig. 4 viser situasjonen der slaghammeren er nesten oppfyllt og klar for avfyring. Oppmerksomhet skal gis den kjensgjerning at doseringskanten 79 på stempelet 77 i gasscellen har passert den nedre kant av dreneringsporten. Dersom det ikke var noe avlastning ved dette sted, kunne det forekomme at systemet ville mangle evne til å bevege hammerhodet tilstrekkelig langt til å nå avfyringstappen. Dette er fordi slaghammeren fortsatt inneholder fluidet som er benyttet i den forutgående syklus. I det minste må den mengde slippes ut. Avlastningen som gis av doseringskanten åpner utslipps-porten for å tillate utgang av fluid i et volum omlag likt med det som er brukt i den forutgående syklus. Fig. 4 shows the situation where the impact hammer is almost filled and ready for firing. Attention must be given to the fact that the dosing edge 79 of the piston 77 in the gas cell has passed the lower edge of the drainage port. If there was no relief at this point, it could happen that the system would lack the ability to move the hammer head far enough to reach the firing pin. This is because the impact hammer still contains the fluid used in the previous cycle. At least that amount must be released. The relief provided by the dosing edge opens the discharge port to allow exit of fluid in a volume approximately equal to that used in the previous cycle.

Avføringstappen har nå entret og lukket tallerkenventilporten, som innbefatter et volum 85 av hydraulisk fluid mellom denne og hodet på tallerkenventilen. The discharge plug has now entered and closed the poppet valve port, which contains a volume 85 of hydraulic fluid between this and the head of the poppet valve.

Bevegelse oppad av hammerhodet fortsetter en kort avstand inntil trinnet vist i fig. 5 oppstår. Ved dette øyeblikk, som senere vil bli omtalt i detalj, løftes ventilhodet av fra setet. En brå bevegelse eksemplifisert med pilen 86 oppstår, som driver tallerkenventilen til åpning svært hurtig. Nå vil hammerhodet bli drevet aksielt av trykket utøvet av gasscellen. Dette er trinnet vist i fig. 6. Upward movement of the hammer head continues a short distance until the step shown in fig. 5 occurs. At this moment, which will be discussed in detail later, the valve head is lifted off the seat. An abrupt movement exemplified by arrow 86 occurs, which drives the poppet valve to open very rapidly. Now the hammer head will be driven axially by the pressure exerted by the gas cell. This is the step shown in fig. 6.

Som vist i fig. 6, er hammerhodet på sin vei ned, eksemplifisert med pilen 87. Dette muliggjøres av friheten til det hydrauliske fluid å strømme forbi hammerhodet inn i det utvidede kompressjonskammer 47, eksemplifisert med pilene 88. Hammerhodet er hurtig drevet mot slagverktøyet. Naturligvis er avfyrings-eller utløsertappen etterlatt i sin faste posisjon. As shown in fig. 6, the hammer head is on its way down, exemplified by arrow 87. This is made possible by the freedom of the hydraulic fluid to flow past the hammer head into the expanded compression chamber 47, exemplified by arrows 88. The hammer head is rapidly driven towards the impact tool. Naturally, the firing or release pin is left in its fixed position.

Støtforholdene er vist i trinnet illustrert i fig. 7. Tallerkenventilen er blitt drevet til sin nedre grense. Husk at dens nedre ende ventileres til atmosfæren. Hammerhodet har slått mot slagenden til slagverktøyet og slagverktøyet overfører denne impuls, eksemplifisert med pilen 89, til en arbeidsflate 90. Det er nå nødvendig at hammerhodet stopper selv om slagverktøyet av en eller annen årsak ikke hadde vært på plass for å bli truffet som vist i de forutgående figurer. Bremsefunksjonen vil bli omtalt i nærmere detalj senere. The shock conditions are shown in the step illustrated in fig. 7. The poppet valve has been driven to its lower limit. Remember that its lower end is vented to the atmosphere. The hammer head has struck the striking end of the striking tool and the striking tool transmits this impulse, exemplified by the arrow 89, to a working surface 90. It is now necessary for the hammer head to stop even if the striking tool had for some reason not been in place to be struck as shown in the preceding figures. The braking function will be discussed in more detail later.

Etter støtet, kan systemet returnere til trinnet vist i fig. 1. Ved dette punkt, kan det være ønskelig for utsendelse av det utsendte fluid fra dreneringsporten å bli assistert. Den sekundære gasscelle vil assistere med dette, i tilfelle en lang langsom ledning eller noe annet retarderende trekk kunne sinke den nødvendige utsendelse. After the shock, the system can return to the step shown in fig. 1. At this point, it may be desirable for the emission of the emitted fluid from the drainage port to be assisted. The secondary gas cell will assist with this, in case a long slow wire or some other retarding feature could slow down the required dispatch.

Dette system er teoretisk utmerket. Imidlertid må slaghammeren fremstilles av konvensjonelle materialer, ved bruk av økonomiske og vanlige fremstillingsteknik-ker til kommersielle toleranser. Slike hammere må forventes å virke med hell i mange klimaer som spenner fra svært varmt til svært kaldt. Det er også ønskelig å kunne hurtig tilpasse hammeren bruken av forskjellige hydrauliske fluider som avviker stort i viskositet. Vann, olje og vann-olje-suspensjon eller emulsjoner er eksempler. This system is theoretically excellent. However, the impact hammer must be manufactured from conventional materials, using economical and common manufacturing techniques to commercial tolerances. Such hammers must be expected to operate successfully in many climates ranging from very hot to very cold. It is also desirable to be able to quickly adapt the hammer to the use of different hydraulic fluids that differ greatly in viscosity. Water, oil and water-oil suspension or emulsions are examples.

Av enda større betydning, er trekkene av pålitelig drift og rimelig tidslengde mellom reparasjoner og vedlikehold. En slaghammer tilvirket i nøyaktig samsvar med de forenklede konstruksjoner vist i fig. 1 til 7 har ikke gitt slike fordeler. I steden, mens de kan ha arbeidet et begrenset antall sykluser, fortsatt i for kort tid eller under forskjellige vanlige driftsbe-tingelser, ville hammeren ikke utløses pålitelig, eller ville ikke utløses i det hele tatt. Ofte ville den ødelegge indre deler av seg selv på grunn av støtbe-lastningene som utøves mellom dens egne deler. Of even greater importance are the features of reliable operation and reasonable length of time between repairs and maintenance. An impact hammer manufactured in exact accordance with the simplified constructions shown in fig. 1 to 7 have not provided such benefits. Instead, while they may have operated for a limited number of cycles, still for too short a time or under different normal operating conditions, the hammer would not trip reliably, or would not trip at all. Often it would destroy internal parts of itself due to the shock loads exerted between its own parts.

Den foreliggende oppfinner har over en betraktlig tidsperiode, og som følge av eksperimenter og feil, fastlagt at det er fire problemområder, og ved hjelp av denne oppfinnelsen har vedkommende løst disse for å produsere en pålitelig, anvendelig slaghammer med lang levetid. The present inventor has over a considerable period of time, and as a result of experiment and error, determined that there are four problem areas, and with the help of this invention he has solved these to produce a reliable, usable impact hammer with a long life.

Problemområdene er disse: The problem areas are these:

1. Det trengs forsikring om at slaghammeren kan lades-at tallerkenventilen kan tvinges til lukket stilling og holdes lukket for å fullende ladeproses-sen. Ellers ville slaghammeren stoppe. 1. Assurance is needed that the impact hammer can be charged - that the poppet valve can be forced to the closed position and kept closed to complete the charging process. Otherwise the impact hammer would stop.

2. Sikre at slaghammeren, når den er ladet, kan avfyres ved pådrag av tilførselstrykket. Ellers krever avfyring av slaghammeren krefter som ikke er 2. Ensure that the impact hammer, when charged, can be fired when the supply pressure is applied. Otherwise, firing the impact hammer requires forces that are not

tilgjengelig på praktisk måte. available in a practical way.

3. Beskyttelse av hammerhodet og rammen mot skade av støt med hverandre dersom hammerhodet plasseres i en omstendighet der det kunne gå ut over sine grenser 3. Protection of the hammer head and the frame against damage by impact with each other if the hammer head is placed in a circumstance where it could exceed its limits

og slå mot rammen. and hit the frame.

4. Beskyttelse av tallerkenventilhodet mot støtskade når den gjennomløper sykluser mot sin lukkede stilling dersom hammerhodet produseres i en situasjon der den kunne bevege seg utover sine grenser. 4. Protection of the poppet valve head from shock damage when cycling towards its closed position if the hammer head is manufactured in a situation where it could move beyond its limits.

Under dets utviklingsforløp, har gjentagelsene ifølge fig. 1-7, skjønt teoretisk korrekt, vist seg å innebære samtlige av problemene ovenfor. Problemene i seg selv er langt fra åpenbare. Helt motsatt måtte hver feil analyseres. Etter hvert som det kom for dagen, var årsakene til feilene alt annet enn åpenbare, og selv når de var erfart forekom det ofte at "løsningen" for et problem forårsaket nok et problem. Likevel synes det nå at de faktiske årsaker til feil nå er kjent, og har blitt innarbeidet i en slaghammer som dermed ble helt ut pålitelig. Mens detaljene som gjør dette konsept økonomisk levedyktig synes i seg selv å være forholdsvis små, særlig i en slik stor anordning, ble de ikke lett kommet på og heller ikke var behovet for disse enkle å finne. During its course of development, the repetitions according to fig. 1-7, although theoretically correct, turned out to involve all of the above problems. The problems themselves are far from obvious. Quite the opposite, every mistake had to be analyzed. As it came to light, the causes of the failures were anything but obvious, and even when they were known, the "solution" to one problem often caused another problem. Nevertheless, it now appears that the actual causes of failure are now known, and have been incorporated into an impact hammer which thus became completely reliable. While the details that make this concept economically viable seem in themselves to be relatively small, especially in such a large device, they were not easily arrived at, nor was the need for them easy to find.

Fig. 8-15 viser forbedringer som er foretatt for å muliggjøre at slaghammer-systemet skjematisk vist i fig. 1-7 virker pålitelig og med en passende levetid. I størst mulig utstrekning har identiske tall blitt gitt de funksjonelt like elementer, og beskrivelsen av disse elementer vil ikke bli repetert. Fig. 8-15 shows improvements that have been made to enable the impact hammer system schematically shown in fig. 1-7 seem reliable and with a suitable lifespan. To the greatest extent possible, identical numbers have been given to the functionally similar elements, and the description of these elements will not be repeated.

Hovedforskjellene vil finnes i oppbygningen av tallerkenventilhodet 157, i den nedre flate eller side av ventilporten 145, i et drivkammer 160 og i en innsnevring 161 mellom drivsylinderen og ladekammeret 40. Visse viktige dimensjonene forhold vil også bli omtalt. The main differences will be found in the construction of the poppet valve head 157, in the lower face or side of the valve port 145, in a drive chamber 160 and in a constriction 161 between the drive cylinder and the charge chamber 40. Certain important dimensional relationships will also be discussed.

Med henvisning til fig. 8-15, går trykkinnløpsporten 41 inn i ladekammeret 40. I denne utførelsen er kammeret 40 dannet ved noe forstørret diameter av førings-sylinderen 33 over innløpsporten 41, og likeledes utvidelse av diameteren av hodeskaftet over innløp-sporten, når relatert til posisjonen av hammerhodet i rammen når den er i nedre stilling klar for lading. Dette skaper en innsnevring 161 mellom ladekammeret 40 og drivkammeret 160. Denne innsnevring er en fluidtet-tende-glidepasning som foreligger over et område av hammerhodeposisjoner ved og under den vist i fig. 8-10, men som opphører å eksistere når hammerhodet beveger seg over denne stilling. Deretter er kammerene 40 og 160 direkte forbundet. With reference to fig. 8-15, the pressure inlet port 41 enters the charging chamber 40. In this embodiment, the chamber 40 is formed by a somewhat enlarged diameter of the guide cylinder 33 above the inlet port 41, and likewise expansion of the diameter of the head shaft above the inlet port, when related to the position of the hammer head in the frame when it is in the lower position ready for charging. This creates a constriction 161 between the charging chamber 40 and the drive chamber 160. This constriction is a fluid-tight sliding fit that exists over a range of hammer head positions at and below that shown in FIG. 8-10, but which ceases to exist when the hammer head moves above this position. Then the chambers 40 and 160 are directly connected.

Tallerkenhodet 157 er betraktlig modifisert fra konstruksjonen vist i fig. 1-7. Det har en nedre skulder 162 alltid eksponert for trykket fra innløp-sporten 41 gjennom ladekammeret 40 og forgreningene 53. Tallerkenventilkanalen har et avlastningstrinn 162 i kommunikasjon med forgreningene 53 for å sikre denne kommunikasjon. En ringformet dempende skulder 164 som samvirker med et dempende trinn 167 tildannet i toppen av kammeret 52, med et nedre sete 168 og en omkretsmessig sylinderisk vegg 169. Når tallerkenventilen heves med sitt hode over dempningstrinnet, kommuniserer forgreningene 53 direkte med tallerkenventilkammeret 49 gjennom ventilhode-kammeret 52. I den nederste stilling av tallerkenventilen vist i fig. 8 vil denne kommunikasjon bli sperret med en del av tallerkenventilen som ennå ikke er beskrevet. The platter head 157 is considerably modified from the construction shown in fig. 1-7. It has a lower shoulder 162 always exposed to the pressure from the inlet port 41 through the charging chamber 40 and the branches 53. The poppet valve channel has a relief step 162 in communication with the branches 53 to ensure this communication. An annular damping shoulder 164 cooperating with a damping step 167 formed in the top of the chamber 52, with a lower seat 168 and a circumferential cylindrical wall 169. When the poppet valve is raised with its head above the damping step, the branches 53 communicate directly with the poppet valve chamber 49 through the valve head- chamber 52. In the lowest position of the poppet valve shown in fig. 8, this communication will be blocked with a part of the poppet valve which has not yet been described.

Ved nå å gå tilbake til drivkammeret 160, er dette dannet mellom den nedre flate 51 av ladekraven 35 og en avsmalnet skulder 170 tildannet i overgangen mellom ladekammeret 40 og drivkammeret. Volumet av dette kammer varierer som en funksjon av den aksielle plassering av hammerhodet i rammen. I posisjoner ved og under den som er vist i fig. 8, er dens reduksjon i volum anvendelig til å bremse hammerhodet mot bevegelse over dens grenser. Returning now to the drive chamber 160, this is formed between the lower surface 51 of the charge collar 35 and a tapered shoulder 170 formed in the transition between the charge chamber 40 and the drive chamber. The volume of this chamber varies as a function of the axial location of the hammer head in the frame. In positions at and below that shown in fig. 8, its reduction in volume is useful to restrain the hammer head against movement beyond its limits.

I hammerhodeposisjoner over den vist i fig. 8, vil den være direkte forbundet til ladekammeret 40 for slik å lette ladingen av støthammeren. Ved dette punkt, kan en kommentar omkring bevegelse utover grensene for slaghammeren være nyttig. Det er svært uønsket at en eller annen del av hammerhodet slår mot rammen. Slaghammere av denne type er konstruert til å avgi hundrevis av Nm energi i hver korte tidsperiode. Formålet er å avgi et brått støt med en høy impuls fordi støt med høy impuls er mest effektive i å bryte eller knuse strukturer. Imidlertid kan slike støt avgitt mot rammen være like så skadelig for rammens selv som de er ment å være skadelig for strukturer og formasjoner som skal brytes ned. In hammer head positions above that shown in fig. 8, it will be directly connected to the charging chamber 40 so as to facilitate the charging of the impact hammer. At this point, a comment about movement beyond the limits of the impact hammer may be useful. It is highly undesirable for any part of the hammer head to hit the frame. Impact hammers of this type are designed to emit hundreds of Nm of energy in each short period of time. Its purpose is to deliver a sudden shock with a high impulse because high impulse shocks are most effective in breaking or crushing structures. However, such shocks delivered to the frame can be as damaging to the frame itself as they are intended to be damaging to structures and formations to be broken down.

Som det kan ses i fig. 8-15, er slagverktøyet 25 glidbart innpasset i rammen. Når slaghammeren presser verktøyet mot en struktur, vil den bli trukket tilbake som vist. Så befinner dens slagende 30 seg som vist, og dette er hvor hammerhodet er best konstruert for å slå mot den. Når hammerhodet slår mot slagenden, er det ment at energien i hammerhodet overføres til slag-verktøyet, og dette bremser betraktlig hammerhodet mot ytterligere bevegelse mot aksjonsenden av rammen. As can be seen in fig. 8-15, the impact tool 25 is slidably fitted in the frame. When the impact hammer presses the tool against a structure, it will be retracted as shown. Then its striking 30 is located as shown, and this is where the hammer head is best designed to strike it. When the hammer head strikes the impact end, it is believed that the energy in the hammer head is transferred to the impact tool, and this considerably slows the hammer head against further movement towards the action end of the frame.

Imidlertid kan bevegelse utover grensene også skyldes en "tørr utløsning". Dette kan for eksempel forekomme når hammeren er i drift i en horisontal retning som arbeider langs en vertikal flate og utløses automatisk. Av og til kan slagverktøyet ikke være i kontakt med flaten overhode, eller idet minste ikke tilstrekkelig fast. Disse situasjoner er av og til kalt en "tørr avfyring". Da behøver hammerhodet ikke en gang å nå slagverktøyet, eller om det gjør dette, kan slag-verktøyet ikke overføre nok av den kinetiske energi i hammerhodet til å stoppe hammerhodet før det slår mot rammen. For å unngå indre skade må hammerhodet bremses. However, movement beyond the limits can also result from a "dry release". This can occur, for example, when the hammer is operating in a horizontal direction working along a vertical surface and is triggered automatically. Occasionally, the impact tool may not be in contact with the surface at all, or at least not sufficiently firm. These situations are sometimes called a "dry firing". Then the hammer head does not even need to reach the impact tool, or if it does, the impact tool cannot transfer enough of the kinetic energy in the hammer head to stop the hammer head before it hits the frame. To avoid internal damage, the hammer head must be braked.

Uansett tilfelle, må bremsevirkningen for å stoppe dette tunge element vanligvis fullendes innenfor omlag 2,5 cm eller så av bevegelsen. En slik hurtig bremse-virkning krever at ytterligere påsetting av drivkraft motstås. I sin tur betyr dette bruk av trykket i ladekammeret 40 og drivkammeret 160 for å lukke tallerkenventilen for å hindre fluidoverføring til kompressjonskammeret 47 og til å utøve en motstand-skraft som er tilbøyelig til å bremse hammerhodet. Whatever the case, the braking action to stop this heavy element must usually be completed within about an inch or so of travel. Such a rapid braking action requires that further application of driving force be resisted. In turn, this means using the pressure in the charge chamber 40 and drive chamber 160 to close the poppet valve to prevent fluid transfer to the compression chamber 47 and to exert a resistive force which tends to slow the hammer head.

I alle omstendigheter, innbefattende slag under rutinelading og innretting, såvel som ved tørravfyring eller andre følsomme stillinger for bevegelse utover grensene, er selve tallerkenventilen utsatt for hurtig bevegelse og brå stopper. In all circumstances, including impact during routine loading and alignment, as well as during dry firing or other sensitive positions for movement beyond the limits, the poppet valve itself is subject to rapid movement and sudden stops.

Faktisk ender den aksielle bevegelse av tallerkenventilen i begge sine retninger med en metall mot metall kontakt. Når ventilporten åpnes for å frigjøre energien lagret i gasscellen og kompressjonskammeret, er det viktig at den beveger seg hurtig for slik ikke å hemme den nødvendige fluidoverføring gjennom ventilporten for å muliggjøre at slaghammeren kan bevege seg brått. Imidlertid kan slik heftig bevegelse raskt ødelegge tallerkenventilen med mindre midler er anordnet for å dempe den ved ytterendene av dens åpnende bevegelse. In fact, the axial movement of the poppet valve in both directions ends with a metal-to-metal contact. When the valve port opens to release the energy stored in the gas cell and compression chamber, it is important that it moves quickly so as not to inhibit the necessary fluid transfer through the valve port to enable the impact hammer to move abruptly. However, such violent motion can quickly destroy the poppet valve unless means are provided to dampen it at the extremes of its opening motion.

Også, mens lukkingen av tallerkenventilen for å muliggjøre at slaghammeren kan lades gjøres mot trykket i gasscellen, og derfor er mindre brå, beveges fortsatt tallerkenventilen til stengning med betraktlige trykkforskjell. Det er den beste praksis å regulere denne stengning. Also, while the closing of the poppet valve to enable the hammer to be charged is done against the pressure in the gas cell, and is therefore less abrupt, the poppet valve is still moved to close with appreciable pressure differential. It is the best practice to regulate this closure.

Av enda større betydning er den potensielle skade på tallerkenventilhodet når hammerhodet utsettes for bevegelse utover grensene. Her er lukningsgraden av tallerkenventilen spesielt hurtig og fraværet av egnede midler for å regulere stengningen av tallerkenventilen under disse betingelser har ført til betraktlig vanskelighet. Of even greater importance is the potential damage to the poppet valve head when the hammer head is subjected to movement beyond its limits. Here the closing rate of the poppet valve is particularly rapid and the absence of suitable means for regulating the closing of the poppet valve under these conditions has led to considerable difficulty.

Nok en annen omstendighet kan oppstå i rutinedrift av denne slaghammer hvor, dersom konstruksjonen ikke er tilstrekkelig, slaghammeren vil stoppe og kan ikke lades på nytt før hammeren er fjernet fra kontakt med arbeidsflaten og selv da kan tallerkenventilen skjelve og aldri komme til anlegg for å fullende ladingen av verktøyet. Yet another circumstance may occur in routine operation of this hammer where, if the construction is not adequate, the hammer will stop and cannot be reloaded until the hammer is removed from contact with the work surface and even then the poppet valve may vibrate and never come to full stop. charging the tool.

Forbedringene vist i fig. 8-21 har overvunnet de ovenfor potensielle svakheter. The improvements shown in fig. 8-21 has overcome the above potential weaknesses.

Den øvre flate 166 av tallerkenventilen 157 er betydningsfullt modifisert fra det som er vist i fig. 1-7. Den innbefatter en primær lukkekant 190 over en sylinderisk doseringsflate 191 og en skrånende flate 192 som forløper oppad til en sylinderisk sekundær doseringsflate 193. The upper surface 166 of the poppet valve 157 is significantly modified from that shown in fig. 1-7. It includes a primary closing edge 190 above a cylindrical dosing surface 191 and an inclined surface 192 which extends upwards to a cylindrical secondary dosing surface 193.

Den nedre flate 148 av ventilporten er blitt modifisert til å arbeide med den øvre flate 166 av tallerkenventilen. Den innbefatter en innvendig primær sylinderisk doseringsflate 195 som foretar en nær, men ikke tettende pasning med doseringsflaten 191. En avsmalnet lukkeflate 196 forløper oppad til å krysse en sylinderisk sekundær doseringsflate 197. De tilhørende dimensjoner er slik at dens oppad ytterste primære lukkekant 190 tetter mot lukkeflaten 196. The lower face 148 of the valve port has been modified to work with the upper face 166 of the poppet valve. It includes an internal primary cylindrical metering surface 195 which makes a close but not sealing fit with the metering surface 191. A tapered closure surface 196 extends upwards to intersect a cylindrical secondary metering surface 197. The associated dimensions are such that its upwardly outermost primary closure edge 190 seals against closing surface 196.

Flatene 191 og 195 virker sammen som en sleideventil, som også flaten 193 og 197 gjør. Surfaces 191 and 195 work together as a slide valve, as do surfaces 193 and 197.

Det er viktig, at konusvinkelen for den skrå flate 192 på tallerkenventilen er noen få grader større, kanskje 2 grader (mindre enn det som i virkeligheten er vist) enn konusvinkelen for den skrå lukkeflate 196, for å skape et lavvolumskammer 200 (fig. 18). Den aksielle lengde av kammeret 200 er større ved sitt senter enn ved sin ytre kant. It is important that the taper angle of the beveled surface 192 of the poppet valve is a few degrees greater, perhaps 2 degrees (less than actually shown) than the beveled closing surface 196 cone angle, to create a low volume chamber 200 (Fig. 18 ). The axial length of the chamber 200 is greater at its center than at its outer edge.

Den sekundære doseringsflate 193 på tallerkenventilen, og sekundære doseringsflate 197 i ventilporten, gjør en nær, men ikke tettende pasning for slik å utøve en doserende virkning. The secondary dosing surface 193 on the poppet valve, and secondary dosing surface 197 in the valve port, make a close but not sealing fit so as to exert a dosing effect.

Enkelte av problemene løst med den foreliggende oppfinnelse kan best forstås med hensyn til omstendig-hetene vist i fig. 8, 16 og 19. Some of the problems solved by the present invention can best be understood with regard to the circumstances shown in fig. 8, 16 and 19.

Anta i fig. 8 en svært vanlig situasjon. Hammeren har nettopp fullendt sitt slag og venter gjenladning. Kom i hu at disse er svært tunge anordninger båret på hydraulisk drevne bommer eller utliggere som retter disse og presser disse mot en arbeidsflate. Anta i fig. 8 at rammen blir presset tungt nedad mot en arbeidsflate. Dette vil bevege rammen nedad slik at den hviler mot skulderen på slagverktøyet. Nå, dersom tilstrekkelig aksialkraft utøves mot rammen i tillegg til vekten av rammen, kan verktøyet ikke beveges nedad, og heller ikke kan hammerhodet - hammerhodet blir ganske enkelt fastholdt av slagverktøyet. Suppose in fig. 8 a very common situation. The hammer has just completed its stroke and is awaiting reloading. Remember that these are very heavy devices carried on hydraulically driven booms or outriggers that straighten them and press them against a work surface. Suppose in fig. 8 that the frame is pressed heavily downwards against a work surface. This will move the frame down so that it rests against the shoulder of the impact tool. Now, if sufficient axial force is applied to the frame in addition to the weight of the frame, the tool cannot move downward, and neither can the hammer head - the hammer head is simply held by the impact tool.

Ute av bruk ville den manglende evne for hammerhodet å bevege seg nedad ikke synes å være et problem, men i anordningen i fig. 1 kan det være et problem. Dette er fordi tallerkenventilen er åpen og ventilkammeret er åpen mot kompressjonskammeret 47. Væsken over tallerkenventilen er i en "låst" tilstand og tallerkenventilen kunne ikke starte oppad inntil rammen er løftet slik at hammerhodet kan bevege seg nedad for å lage et rom i ventilkammeret for at ventilen kan entre ventilkammeret. Dette er en ulempe ved drift av anordningen og tenderer til å minske dens produktivit-et . Out of use the inability of the hammer head to move downwards would not appear to be a problem, but in the arrangement of fig. 1 there may be a problem. This is because the poppet valve is open and the valve chamber is open to the compression chamber 47. The fluid above the poppet valve is in a "locked" condition and the poppet valve could not start up until the frame is lifted so that the hammer head can move down to create a space in the valve chamber for the valve can enter the valve chamber. This is a disadvantage when operating the device and tends to reduce its productivity.

Denne omstendighet forhindres ved korrekt valg av størrelsesforholdene mellom tallerkenventilen og hammerhodet. Ved størrelsesforholdet menes forholdet mellom arealer aktive i å drive et stempel med hode. This circumstance is prevented by correct selection of the size ratios between the poppet valve and the hammer head. By the size ratio is meant the ratio between areas active in driving a piston with a head.

I denne anordning, med henvisning til fig. 16, er forsterkerforholdet (R hode) av hammerhodet 31 det totale areal (Ah) av ladekraven, eksemplifisert med sin radius 205, delt på arealet (Ah) av hodet minus arealet (As) av dets skaft, eksemplifisert ved den radielle forskjell, således: (R hode) = Ah/(Ah-As). In this device, with reference to fig. 16, the amplifier ratio (R head) of the hammer head 31 is the total area (Ah) of the charging collar, exemplified by its radius 205, divided by the area (Ah) of the head minus the area (As) of its shaft, exemplified by the radial difference, thus : (R head) = Ah/(Ah-As).

Forsterkningsforholdet av tallerkenventilen (R pop) er arealet (Ahp) av hodet av tallerkenventilen, eksemplifisert ved radius av tallerkenventilen 207, delt på (Ahp) minus arealet (Asp) av ventilskaftet eksemplifisert ved radius 208 av tallerkenventilskaftet, således: (R pop) = Ahp/(Ahp-Asp). The gain ratio of the poppet valve (R pop) is the area (Ahp) of the head of the poppet valve, exemplified by the radius of the poppet valve 207, divided by (Ahp) minus the area (Asp) of the valve stem exemplified by the radius 208 of the poppet valve stem, thus: (R pop) = Ahp/(Ahp-Asp).

I samsvar med denne oppfinnelsen må (R hode) vesentlig overskride (R pop). For mange praktiske installasjoner er (R hode) omlag 4:1, og (R pop) er omlag 3,5:1. In accordance with this invention, (R head) must substantially exceed (R pop). For many practical installations, (R head) is about 4:1, and (R pop) is about 3.5:1.

Det vil ses at et gitt trykk utøvet ved innløpsporten 41 vil utvikle en høyere kraftforskjell som tenderer til å løfte tallerkenventilen enn kraftforskjellen som tenderer til å løfte hammerhodet. Således, selv om hammerhodet holdes ned, kan tallerkenventilen presses opp, som komprimerer gasscellen når den gjør dette. Ved passende dimensjonering av dimensjonene ovenfor, unngås det angitte dødpunkt og tallerkenventilen kan stige. It will be seen that a given pressure exerted at the inlet port 41 will develop a higher force difference which tends to lift the poppet valve than the force difference which tends to lift the hammer head. Thus, even if the hammer head is held down, the poppet valve can be pushed up, compressing the gas cell as it does so. By suitably dimensioning the above dimensions, the indicated dead center is avoided and the poppet valve can rise.

Nå oppstår imidlertid det neste problem. Det er nødvendig å få tallerkenventilen stengt og å holde denne stengt inntil anordningen utløses ved kontakt med utløseren og tallerkenventilen. Fig. 16-19 viser løsningen på dette problem. I fig. 16 er lukking av tallerkenventilen i ferd med å begynne, trykk mot undesiden av tallerkenventilen som har entret gjennom passasjene 53. En passende dimensjonert tallerkenventil beveger seg oppad som vist i fig. 17. Hammerhodet forblir ned. Now, however, the next problem arises. It is necessary to get the poppet valve closed and to keep it closed until the device is triggered by contact with the trigger and the poppet valve. Fig. 16-19 shows the solution to this problem. In fig. 16, closure of the poppet valve is about to begin, pressure against the underside of the poppet valve which has entered through the passages 53. A suitably sized poppet valve moves upwards as shown in fig. 17. The hammer head remains down.

I fig. 18, nærmer den øvre flate av tallerkenventilen seg den nedre flate av ventilporten, og veggen av ventilen er nær den øvre ende av ventilhodekammeret 52. Hammerhodet er fortsatt nede. Bemerk imidlertid at de sylinderiske flater 191 og 193 nærmer seg sine tilhørende flater i ventilhodet. I korthet vil de virke som glidende doserende innsnevringer i likhet med en lekkende sleideventil, ment å passere væske, men i en begrenset mengde. Hammerhodet er fortsatt ned. Bemerk også at innsnevringen 161 har hindret strømning fra innløpsporten inn i kammeret 160. In fig. 18, the upper surface of the poppet valve approaches the lower surface of the valve port, and the wall of the valve is near the upper end of the valve head chamber 52. The hammer head is still down. Note, however, that the cylindrical surfaces 191 and 193 approach their corresponding surfaces in the valve head. In short, they will act as sliding metering constrictions similar to a leaking slide valve, meant to pass fluid, but in a limited amount. The hammer head is still down. Note also that the constriction 161 has prevented flow from the inlet port into the chamber 160.

Fig. 19 viser tallerkenventilen fullstendig i anlegg. Bemerk klaringen mellom flatene 192 og 196. Nå utøves fluid under trykk i drivkammeret 160 som beveger hammerhodet oppad. Som vist i fig. 19 har innsnevringen 161 mellom ladekammeret og drivkammeret forsvunnet og leveringstrykk pådras fullstendig hodet, med tallerkenventilen lukket. Fullt systemtrykk utøves nå mot tallerkenventilen, og det samme reduksjonsforhold som sikret dets tidligere virkning sikrer at den ikke vil skjelve, men vil heller forbli lukket. Fig. 19 shows the poppet valve completely in place. Note the clearance between surfaces 192 and 196. Fluid is now exerted under pressure in drive chamber 160 which moves the hammer head upwards. As shown in fig. 19, the constriction 161 between the charge chamber and the drive chamber has disappeared and delivery pressure is applied completely to the head, with the poppet valve closed. Full system pressure is now exerted against the poppet valve, and the same reduction ratio that ensured its previous action ensures that it will not vibrate, but rather will remain closed.

Beskyttelsen av hammerhodet og rammen fra ødeleggende skade ved tørravfyring er best vist i fig. 20 og 21. I fig. 20 har anordningen blitt avfyrt og hammerhodet er på sin vei. Tallerkenventilen åpnes og trekkes tilbake. Det er ingen motstand mot flukten av hammerhodet. Imidlertid har innsnevringen 161 blitt skapt, og dette isolerer kammerene 40 og 160 fra hverandre. Fluid i kammeret 160 kan fritt strømme inn i kammeret 47. Imidlertid er fluid under skulderen 162 på tallerkenventilen innfanget. Etter at innsnevringen 161 lukker, reduserer ytterligere bevegelse av hammerhodet volumet i kammeret 40, og forsøker å heve tallerkenventilen til lukking som vist i fig. 21. Reduksjon av volumet i kammeret 160 bevirker nå en passende bremsing av hammerhodet. Bevegelse utøver grensene hindres i den betydning at hammerhodet stoppes før det slår mot rammen. The protection of the hammer head and frame from destructive damage by dry firing is best shown in fig. 20 and 21. In fig. 20, the device has been fired and the hammer head is on its way. The poppet valve opens and retracts. There is no resistance to the flight of the hammer head. However, the constriction 161 has been created and this isolates the chambers 40 and 160 from each other. Fluid in the chamber 160 can freely flow into the chamber 47. However, fluid under the shoulder 162 of the poppet valve is trapped. After the constriction 161 closes, further movement of the hammer head reduces the volume in the chamber 40 and attempts to raise the poppet valve to closure as shown in FIG. 21. Reduction of the volume in the chamber 160 now causes an appropriate braking of the hammer head. Movement of the exerciser limits is prevented in the sense that the hammer head is stopped before it hits the frame.

Med trekkene ovenfor, kan en helt ut pålitelig, allsidig støthammer med lang levetid bygges. With the above features, a completely reliable, versatile, long life impact hammer can be built.

Claims

1.

Impact hammer of the type having a frame (21) and a hammer head (31) slidably mounted in the frame so as to move along a predetermined axis (22), which hammer head (31) has respective first and second pressure surfaces (46,48) located on opposite sides of the hammer head across said axis (22), a chamber (49) in said hammer head (31) which communicates with a poppet valve port (45) formed in the first pressure surface (46) of the hammer head, a poppet valve (55) slidably mounted in the chamber (49) so as to move along the axis (22) between respective positions which close or open the valve port (45), which valve port (45) enables communication between the second pressure surface (48) and the first pressure surface (46) in the hammer head (31) when the valve port (45) is open and prevents said communication when the valve port (45) is closed, respectively additional first and second pressure surfaces (65,67) located on opposite sides of the poppet valve (55) across the axis (22) , a compression chamber (47) inside the frame ( 21) exposed to the first pressure surface (46) of the hammer head (31) and the first pressure surface (65) of the poppet valve (55) respectively, inlet devices (41) for admitting pressure fluid to the second pressure surface (48) of the hammer head (31) and the second pressure surface of the poppet valve (55) pressure surface (67) respectively, outlet means (82) for discharging excess fluid and means (23) for receiving an impact tool (25) for movement back and forth in the frame (21) so as to be struck by the hammer head (31) , characterized by: devices for slowing down the movement of the hammer head (31) including devices that react to the sliding position of the hammer head (31) inside the frame (21) for

optionally enclosing fluid in a confined space (160) in response to the hammer head (31) reaching a predetermined position while moving toward the impact tool (25), which confined space (160) communicates with the second pressure surface (67) on the poppet valve (55) to exert pressure against it and thereby cause the poppet valve (55) to essentially close the poppet valve port (145) in response to the hammer head (31) reaching the predetermined position.