EP0587079A2

EP0587079A2 - Hydraulic impact tool

Info

Publication number: EP0587079A2
Application number: EP93114199A
Authority: EP
Inventors: Günter Prof Dr. Klemm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1993-09-04
Publication date: 1994-03-16
Also published as: EP0587079A3; DE4229590C2; DE4229590A1

Abstract

Das Hydraulische Schlaggerät enthält einen in einem Arbeitszylinder (10) bewegbaren Arbeitskolben (11) und einen in einem Steuerzylinder (31) bewegbaren Steuerkolben (32) zur Steuerung der Druckmittelzufuhr zum Arbeitskolben (11). Das rückwärtige Ende des Arbeitszylinders (11) ist an einen Druckgasspeicher (21) angeschlossen. Der Druck des Druckgasspeichers (21) wird dem Vorsteuerventil (42) zugeführt, das den Steuerkolben (32) zur Durchführung des Arbeitshubes des Arbeitskolbens umsteuert, wenn der Druck im Druckgasspeicher (21) einen oberen Grenzwert annimmt. Das Vorsteuerventil (42) ist so ausgebildet, daß es die bei Erreichen des oberen Grenzwertes eingenommene Position solange beibehält, bis der Druck des Druckgasspeichers (21) auf einen unteren Grenzwert abgesunken ist, der niedriger ist als der obere Grenzwert. <IMAGE>The hydraulic impact device contains a working piston (11) movable in a working cylinder (10) and a control piston (32) movable in a control cylinder (31) for controlling the pressure medium supply to the working piston (11). The rear end of the working cylinder (11) is connected to a compressed gas store (21). The pressure of the compressed gas accumulator (21) is fed to the pilot valve (42) which reverses the control piston (32) in order to carry out the working stroke of the working piston when the pressure in the compressed gas accumulator (21) assumes an upper limit. The pilot valve (42) is designed in such a way that it maintains the position it assumed when the upper limit value was reached until the pressure of the compressed gas reservoir (21) dropped to a lower limit value that is lower than the upper limit value. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Schlaggerät, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a hydraulic impact device, the type specified in the preamble of claim 1.

DE-AS-2 461 633 beschreibt ein hydraulisches Schlaggerät mit einem in einem Arbeitszylinder bewegbaren Arbeitskolben und einem in einem Steuerzylinder bewegbaren Steuerkolben. Der Steuerkolben wird in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens umgesteuert und er steuert seinerseits den Arbeitskolben in der Weise, daß dieser abwechselnd Arbeitshübe und Rückhübe ausführt. Die zu dem Schlaggerät führende Druckleitung enthält ein druckabhängig öffnendes Ventil und einen Druckgasspeicher. Das Ventil läßt die Druckzufuhr erst dann zu, wenn der Druck im Druckgasspeicher einen Grenzwert erreicht hat. Dadurch wird erreicht, daß die Schlagvorrichtung inaktiv bleibt, solange sich nicht der Druck im Druckgasspeicher aufgebaut hat. Der Arbeitskolben enthält mehrere Steuernuten, die mit einer Steuerleitung für die Umsteuerung des Steuerkolbens verbunden sind. Durch wahlweises Blockieren von Steuernuten kann die Umschaltposition verändert werden, bei der der Rückhub des Arbeitskolbens beginnt.DE-AS-2 461 633 describes a hydraulic impact device with a working piston movable in a working cylinder and a control piston movable in a control cylinder. The control piston is reversed depending on the position of the working piston and it in turn controls the working piston in such a way that it alternates between working strokes and return strokes. The pressure line leading to the impact device contains a pressure-dependent opening valve and a compressed gas reservoir. The valve only allows the pressure to be supplied when the pressure in the compressed gas storage has reached a limit value. It is thereby achieved that the striking device remains inactive as long as the pressure in the compressed gas store has not built up. The working piston contains several control grooves, which are connected to a control line for reversing the control piston. By selectively blocking control grooves, the changeover position at which the return stroke of the working piston begins can be changed.

Der Oberbegriff des Patentanpruchs 1 geht aus von einem hydraulischen Schlaggerät nach DE-OS 30 23 538. Bei diesem Schlaggerät ist der rückwärtige Zylinderraum des Arbeitszylinders an einen Druckgasspeicher angeschlossen. Ferner ist mit dem rückwärtigen Zylinder ein Vorsteuerventil verbunden, das in Abhängigkeit von dem in diesem Zylinderraum herrschenden Druck gesteuert wird. Übersteigt der Druck einen oberen Grenzwert, verbindet das Steuerventil den rückwärtigen Zylinderraum mit einer Rücklaufleitung. Unterschreitet der Druck einen unteren Grenzwert, verbindet das Vorsteuerventil den Zylinderraum mit der Druckleitung. Auf diese Weise wird der Druck im rückwärtigen Zylinderraum 26 innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs konstant gehalten. Das Umschalten des Steuerventils erfolgt ausschließlich in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder. Das Vorsteuerventil beeinflußt die Funktion des Steuerventils nicht.The preamble of claim 1 is based on a hydraulic impact device according to DE-OS 30 23 538. In this impact device, the rear cylinder space of the working cylinder is connected to a compressed gas store. There is also a pilot valve with the rear cylinder connected, which is controlled depending on the pressure prevailing in this cylinder space. If the pressure exceeds an upper limit, the control valve connects the rear cylinder chamber to a return line. If the pressure falls below a lower limit, the pilot valve connects the cylinder chamber to the pressure line. In this way, the pressure in the rear cylinder space 26 is kept constant within a predetermined pressure range. The control valve is only switched depending on the position of the working piston in the working cylinder. The pilot valve does not affect the function of the control valve.

Die bekannten hydraulischen Schlaggeräte haben den Nachteil, daß die Einzelschlagenergie des Arbeitskolbens vom Lieferdruck und von der Lieferkapazität des Druckaggregates abhängt. Bei geringer Liefermenge des Druckaggregates wird zwar der Schlag verzögert, bis der Druckgasspeicher aufgeladen ist, jedoch wird ein Teil der verfügbaren Energie bereits für den Rückhub des Arbeitskolbens verbraucht und die Steuerung des Arbeitskolbens erfolgt ausschließlich wegabhängig. Der Arbeitskolben erhält bei geringer Liefermenge eine geringere Schlagenergie als bei großer Liefermenge. Die Schlagenergie kann durch Verschließen bestimmter Ringnuten manuell verändert werden, jedoch erfordert eine solche Verstellung schwierige Überlegungen, so daß sie in der Praxis häufig unterbleibt.The known hydraulic impact devices have the disadvantage that the individual impact energy of the working piston depends on the delivery pressure and on the delivery capacity of the pressure unit. If the delivery of the pressure unit is small, the stroke is delayed until the compressed gas storage is charged, but part of the available energy is already used for the return stroke of the working piston and the working piston is controlled solely depending on the path. With a small delivery quantity, the working piston receives a lower impact energy than with a large delivery quantity. The impact energy can be changed manually by closing certain ring grooves, but such an adjustment requires difficult considerations, so that it is often omitted in practice.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Schlaggerät zu schaffen, das unabhängig von der Lieferleistung der Hydraulikquelle Schläge mit konstanter Schlagenergie liefert.The invention has for its object to provide a hydraulic impact device that delivers blows with constant impact energy regardless of the delivery rate of the hydraulic source.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Schlaggerät ist das rückwärtige Ende des Arbeitszylinders an einen Druckgasspeicher angeschlossen. Das Schlaggerät weist ein Vorsteuerventil auf, das den Arbeitshub erst dann einleitet, wenn der Druck im Druckgasspeicher einen oberen Grenzwert erreicht hat. Die Umsteuerung des Steuerventils zur Durchführung des Arbeitshubes erfolgt also nicht in Abhängigkeit von dem Weg bzw. der jeweiligen Stellung des Arbeitskolbens, sondern in Abhängigkeit von dem Druck im Druckgasspeicher. Bei Ausführung des Arbeitshubes entspannt sich der Druck im Druckgasspeicher, so daß er wieder schnell unter den oberen Grenzwert absinkt. Das Vorsteuerventil ist derart ausgebildet, daß ein solches Absinken des Drucks des Druckgasspeichers unter den oberen Grenzwert nicht von neuem zu einer Umschaltung führt. Vielmehr hat das Vorsteuerventil ein Hystereseverhalten. Dies bedeutet, daß es bei Erreichen des oberen Grenzwertes umschaltet, bei Unterschreiten dieses Grenzwertes jedoch nicht sofort von neuem umschaltet sondern seine Stellung beibehält, bis der Druck des Druckgasspeichers den niedrigeren unteren Grenzwert erreicht hat. Auf diese Art wird ein stabiles Schlagverhalten erreicht, bei dem ein einmal eingeleiteter Arbeitshub sicher bis zu seinem Ende ausgeführt wird.In the impact device according to the invention, the rear end of the working cylinder is connected to a compressed gas store. The impact device has a pilot valve which only initiates the working stroke when the pressure in the compressed gas storage has reached an upper limit. The reversal of the control valve for carrying out the working stroke is therefore not dependent on the path or the respective position of the working piston, but rather on the pressure in the compressed gas accumulator. When the working stroke is carried out, the pressure in the compressed gas reservoir relaxes, so that it quickly drops below the upper limit. The pilot valve is designed in such a way that such a drop in the pressure of the compressed gas reservoir below the upper limit value does not lead to a changeover again. Rather, the pilot valve has a hysteresis behavior. This means that it switches when the upper limit value is reached, but does not immediately switch again when this limit value is undershot, but rather maintains its position until the pressure in the compressed gas storage device has reached the lower lower limit value. In this way, a stable impact behavior is achieved, in which a working stroke that has been initiated is carried out safely to the end.

Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß die Schläge mit konstanter Schlagenergie ausgeübt werden, unabhängig von der Größe des Lieferdrucks und Lieferkapazität der Druckquelle. Bei geringer Lieferkapazität führt der Arbeitskolben den Rückhub langsam aus und der Arbeitshub wird erst ausgeübt, wenn der erforderliche Druck aufgebaut ist. Bei der Entladung des Druckgasspeichers unterstützt der Druck des Druckgasspeichers die Schlagbewegung des Arbeitskolbens. Diese Druckunterstützung bleibt auch dann erhalten, wenn der Druck den oberen Grenzwert wieder unterschritten hat. Das hydraulische Schlaggerät kann an Druckquellen mit unterschiedlichen Lieferkapazitäten angeschlossen werden, ohne daß eine Einstellung oder Justierung auf die jeweilige Druckquelle erforderlich wäre. Bei hoher Lieferkapazität bzw. hohem Lieferdruck entsteht automatisch eine hohe Schlagfrequenz und bei niedrigem Lieferdruck bzw. niedriger Lieferkapazität entsteht eine geringe Schlagfrequenz, wobei die Einzelschlagenergie in jedem Fall gleich bleibt. Das Vorsteuerventil führt die Umsteuerung druckabhängig aus und bewirkt somit eine Regelung bzw. Konstanthaltung der Schlagenergie. Das Schlaggerät kann an eine Lieferquelle von hoher Lieferleistung, z.B. von 100 kW, angeschlossen werden, wobei dann die Schläge mit hoher Schlagfrequenz durchgeführt werden. Dasselbe Schlaggerät kann aber auch an eine Lieferquelle von geringer Leistung, z.B. von 10 kW, angeschlossen werden. In diesem Fall dauert zwar der Druckaufbau länger, jedoch wird der Einzelschlag mit derselben Schlagenergie durchgeführt wie im Falle einer Lieferquelle von hoher Leistung. In Abhängigkeit von der Lieferkapazität variiert somit nur die Schlagzahl, nicht aber die Einzelschlagenergie.A particular advantage is that the strikes are applied with constant impact energy, regardless of the size of the delivery pressure and delivery capacity of the pressure source. If the delivery capacity is low, the working piston carries out the return stroke slowly and the working stroke is only exerted when the required pressure has been built up is. When the compressed gas reservoir is discharged, the pressure in the compressed gas reservoir supports the striking movement of the working piston. This pressure support is retained even if the pressure falls below the upper limit again. The hydraulic impact device can be connected to pressure sources with different delivery capacities without the need for adjustment or adjustment to the respective pressure source. With high delivery capacity or high delivery pressure, a high impact frequency automatically arises and with low delivery pressure or low delivery capacity, a low impact frequency arises, whereby the individual impact energy remains the same in any case. The pilot valve performs the changeover depending on the pressure and thus regulates or keeps the impact energy constant. The impact device can be connected to a supply source with a high delivery performance, for example of 100 kW, in which case the strikes are carried out with a high impact frequency. However, the same impact device can also be connected to a supply source of low power, for example of 10 kW. In this case, the pressure build-up takes longer, but the single strike is carried out with the same impact energy as in the case of a supply source of high power. Depending on the delivery capacity, only the number of blows varies, but not the individual blows energy.

Das erfindungsgemäße hydraulische Schlaggerät kann beispielsweise bei Vortriebsvorrichtungen angewandt werden, die sich selbst im Boden vortreiben, wobei sich das Gehäuse im Boden abstützt und eine Rammspitze einen Bodenkanal erzeugt, in den hinein das Gehäuse nachgezogen wird. Weitere Anwendungsgebiete sind Felsbrecher zum Zertrümmern von felsigem Gestein, so- wie das Rammen mit einer Rammspitze, die in den Boden eingetrieben wird. Ferner können auch Spundwanddielen mit dem Schlaggerät in den Boden eingetrieben werden.The hydraulic impact device according to the invention can be used, for example, in propulsion devices which propel themselves in the ground, the housing being supported in the ground and a ram tip producing a ground channel into which the housing is pulled. Other areas of application are rock breakers for Smashing rocky rock, as well as ramming with a ram tip that is driven into the ground. Sheet piling can also be driven into the ground with the impact device.

Bei der Durchführung von Rammvorgängen tritt generell das Problem auf, daß eine hohe Rammfrequenz mit geringer Einzelschlagenergie zu Bodenverdichtungen führt, die den weiteren Vortrieb erschweren. Ferner entstehen an der Vortriebsstelle Geröllansammlungen die ein schlagabsorbierendes Bett bilden. Dadurch, daß bei dem Schlaggerät stets mit konstanter und hoher Einzelschlagenergie gearbeitet werden kann, werden diese Nachteile vermieden, so daß der Vortrieb wesentlich beschleunigt wird.When carrying out ramming, the problem generally arises that a high ramming frequency with low individual impact energy leads to soil compaction, which makes further driving difficult. In addition, debris accumulates at the tunneling site, forming an impact-absorbing bed. Because the impact device can always work with constant and high individual impact energy, these disadvantages are avoided, so that the propulsion is accelerated considerably.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.In the following an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawings.

Es zeigen:

Fig. 1: einen schematischen Schnitt des Schlaggerätes bei Beginn des Arbeitshubes und
Fig. 2: in gleicher Darstellung wie Fig. 1, daß Schlaggerät bei Beginn des Rückhubes.

Show it:

Fig. 1: a schematic section of the impact device at the beginning of the working stroke and
Fig. 2: in the same representation as Fig. 1 that impact device at the beginning of the return stroke.

Das Schlaggerät weist einen Arbeitszylinder 10 auf, in dem ein Arbeitskolben 11 verschiebbar ist. Der Arbeitskolben 11 übt Schläge auf einen Amboß 12 aus. Er ist mit einer dem Amboß 12 zugewandten ringförmigen ersten Arbeitsfläche 13 versehen, die den vorderen Zylinderraum 14 des Arbeitszylinders 10 begrenzt, und einer entgegengesetzt gerichteten zweiten Arbeitsfläche 15, die den rückwärtigen Zylinderraum 16 des Arbeitszylinders begrenzt. Der Zylinderraum 14 ist durch Dichtungen 17, die den Arbeitskolben 11 umschließen, abgedichtet und der Zylinderraum 16 ist durch eine Dichtung 8 die den Arbeitskolben umschließt, abgedichtet. Die erste Arbeitsfläche 13 ist größer als die der zweiten Arbeitsfläche 15.The impact device has a working cylinder 10 in which a working piston 11 is displaceable. The working piston 11 strikes an anvil 12. It is provided with an annular first working surface 13 facing the anvil 12, which delimits the front cylinder space 14 of the working cylinder 10, and an oppositely directed second working surface 15, which delimits the rear cylinder space 16 of the working cylinder. The cylinder space 14 is sealed by seals 17 which surround the working piston 11, and the cylinder space 16 is sealed by a seal 8 which surrounds the working piston. The first work surface 13 is larger than that of the second work surface 15.

Das dem Amboß 12 abgewandte rückwärtige Ende des Arbeitskolbens 11, bewegt sich in einem Raum 19, der durch die Dichtung 18 gegen den rückwärtigen Zylinderraum 16 abgeschlossen ist und der auch gegen die Umgebung abgeschlossen ist. Das rückwärtige Ende des Kolbens bildet eine dritte Arbeitsfläche 20, die sich in dem Raum 19 bewegt. Der Raum 19 steht in ständiger Verbindung mit einem Druckgasspeicher 21. Der Druckgasspeicher 21 enthält einen Flüssigkeitsraum 22 und einen Gasraum 23, die durch eine flexible Membran 24 voneinander getrennt sind. Der Flüssigkeitsraum 22 steht mit dem Raum 19 in Verbindung. Der Druckgasspeicher 21 ist baulich mit dem Arbeitszylinder 10 vereinigt bzw. in diesen integriert.The rear end of the working piston 11 facing away from the anvil 12 moves in a space 19 which is sealed off from the rear cylinder space 16 by the seal 18 and which is also sealed off from the environment. The rear end of the piston forms a third working surface 20 which moves in the space 19. The space 19 is in constant communication with a compressed gas store 21. The compressed gas store 21 contains a liquid space 22 and a gas space 23, which are separated from one another by a flexible membrane 24. The liquid space 22 communicates with the space 19. The compressed gas reservoir 21 is structurally combined with the working cylinder 10 or integrated into it.

Die Steuerung der Bewegung des Arbeitszylinders 11 erfolgt durch das Steuerventil 25, das an eine Druckquelle 26 angeschlossen ist und über eine Druckleitung 27 versorgt wird. An die Druckleitung 27 sind ein weiterer Druckgasspeicher 28 und ein Druckventil 29 angeschlossen, welches mit dem Tank 30 verbunden ist. Das Druckventil 29 ist ein Überdruckventil, das die Druckleitung 27 mit dem Tank 30 verbindet, wenn der Druck der Druckquelle 26 zu groß wird.The movement of the working cylinder 11 is controlled by the control valve 25, which is connected to a pressure source 26 and is supplied via a pressure line 27. A further compressed gas store 28 and a pressure valve 29, which is connected to the tank 30, are connected to the pressure line 27. The pressure valve 29 is a pressure relief valve that connects the pressure line 27 to the tank 30 when the pressure of the pressure source 26 becomes too high.

Das Steuerventil 25 weist einen Steuerzylinder 31 auf, in dem ein Steuerkolben 32 verschiebbar ist. Der Steuerkolben 32 weist eine erste Steuerfläche 33 und eine dieser entgegengerichtete zweite Steuerfläche 34 auf, die größer ist als die erste Steuerfläche. Der Steuerkolben 32 ist mit einer Durchgangsbohrung 35 versehen, die ständig mit einer zum Tank 30 führenden Rücklaufleitung 36 in Verbindung steht. Die Durchgangsbohrung 35 ist ständig mit zwei Ringnuten 37 und 38 des Steuerkolbens verbunden.The control valve 25 has a control cylinder 31 in which a control piston 32 is displaceable. The control piston 32 has a first control surface 33 and a second control surface 34 which is opposite thereto and which is larger than the first control surface. The control piston 32 is provided with a through bore 35 which is constantly connected to a return line 36 leading to the tank 30. The through hole 35 is constantly connected to two annular grooves 37 and 38 of the control piston.

Die Steuerfläche 33 begrenzt einen Ringraum 39 der über eine erste Steuerleitung 40 mit dem Raum 14 des Arbeitszylinders 10 in Verbindung steht. Die Steuerfläche 34 begrenzt einen Ringraum 70, der über eine Steuerleitung 41 mit dem Vorsteuerventil 42 verbunden ist.The control surface 33 delimits an annular space 39 which is connected to the space 14 of the working cylinder 10 via a first control line 40. The control surface 34 delimits an annular space 70 which is connected to the pilot valve 42 via a control line 41.

Der Steuerzylinder 31 enthält eine Ringnut 43, die über eine Leitung 44 mit dem Raum 16 des Arbeitszylinders 10 verbunden ist, eine Ringnut 74 die ständig mit der Druckleitung 27 verbunden ist, und eine Ringnut 45, die über eine Leitung 46 mit einer Ringnut 47 des Steuerzylinders 10 verbunden ist. Die Leitungen 44 und 46 dienen dazu, den Steuerkolben 11 zu bewegen, und die Steuerleitungen 40,41 dienen dazu, den Steuerkolben 32 zu bewegen. Der Steuerkolben 32 enthält ferner eine Ringnut 48, die die mit der Druckleitung 27 verbundene Ringnut 74 in der einen Stellung (Fig. 1) mit der Ringnut 43 und in der anderen Stellung (Fig. 2) mit der Ringnut 45 verbindet.The control cylinder 31 contains an annular groove 43, which is connected via a line 44 to the space 16 of the working cylinder 10, an annular groove 74 which is permanently connected to the pressure line 27, and an annular groove 45, which is connected via a line 46 to an annular groove 47 Control cylinder 10 is connected. The lines 44 and 46 serve to move the control piston 11, and the control lines 40, 41 serve to move the control piston 32. The control piston 32 also contains an annular groove 48 which connects the annular groove 74 connected to the pressure line 27 in one position (FIG. 1) to the annular groove 43 and in the other position (FIG. 2) to the annular groove 45.

Das Vorsteuerventil 42 weist einen Vorsteuerzylinder 50 auf, in dem ein Vorsteuerkolben 51 verschiebbar ist. Der Vorsteuerkolben 51 ist hohl. In das eine Ende des Vorsteuerzylinders 50 führt eine Bohrung 52, die über eine Leitung 53 mit dem stirnseitigen Ende des Steuerzylinders 31 verbunden ist und über die Durchgangsbohrung 35 ständig mit der Rücklaufleitung 36 verbunden ist. Daher ist das Innere des Vorsteuerkolbens 51 ständig drucklos. Der Vorsteuerkolben 51 ist von einer Federvorrichtung 54, die hier aus einer Schraubenfeder besteht, in Richtung auf das eine Ende (nach rechts) vorgespannt. Die Federvorrichtung 54 ist von einem Widerlager 55 abgestützt, das in dem Vorsteuerzylinder 50 axial verschiebbar ist. Das Widerlager 55 ist mit einer Schraube 56 verbunden, die relativ zu dem Vorsteuerzylinder 50 gedreht werden kann und dabei das Widerlager 55 axial verschiebt, um die Vorspannung der Federvorrichtung 54 zu verstellen.The pilot valve 42 has a pilot cylinder 50 in which a pilot piston 51 is displaceable. The pilot piston 51 is hollow. A bore 52 leads into one end of the pilot cylinder 50 and leads to the front end of the control cylinder via a line 53 31 is connected and is continuously connected to the return line 36 via the through hole 35. Therefore, the interior of the pilot piston 51 is constantly depressurized. The pilot piston 51 is biased towards the one end (to the right) by a spring device 54, which here consists of a helical spring. The spring device 54 is supported by an abutment 55 which is axially displaceable in the pilot cylinder 50. The abutment 55 is connected to a screw 56 which can be rotated relative to the pilot cylinder 50 and thereby axially displaces the abutment 55 in order to adjust the preload of the spring device 54.

Der Vorsteuerzylinder 50 enthält eine Zylinderfläche 57 größeren Durchmessers und eine Zylinderfläche 58 kleineren Durchmessers. In der Zylinderfläche 57 sind zwei Ringnuten 59 und 60 ausgebildet, von denen die Ringnut 59 mit der Steuerleitung 41 verbunden ist und von denen die Ringnut 60 mit einer in den Raum 19 des Arbeitszylinders 10 führenden Leitung 61 verbunden ist. In der einen Endstellung gemäß Fig. 1 verbindet der Vorsteuerzylinder 51 die beiden Ringnuten 59 und 60. Die Zylinderfläche 58 enthält zwei Ringnuten 62 und 63, von denen die Ringnut 62 ständig mit der Leitung 41 verbunden ist, während die Ringnut 63 mit der Leitung 53 verbunden und ständig drucklos ist.The pilot cylinder 50 contains a cylinder surface 57 of larger diameter and a cylinder surface 58 of smaller diameter. Two annular grooves 59 and 60 are formed in the cylindrical surface 57, of which the annular groove 59 is connected to the control line 41 and of which the annular groove 60 is connected to a line 61 leading into the space 19 of the working cylinder 10. 1, the pilot cylinder 51 connects the two annular grooves 59 and 60. The cylinder surface 58 contains two annular grooves 62 and 63, of which the annular groove 62 is permanently connected to the line 41, while the annular groove 63 is connected to the line 53 connected and constantly depressurized.

Die Leitung 53 ist mit der Leitung 61 über ein Rückschlagventil 64 verbunden, das nur in Richtung zur Leitung 61 durchlässig ist.Line 53 is connected to line 61 via a check valve 64, which is only permeable in the direction of line 61.

Das hydraulische Schlaggerät arbeitet wie folgt:
In Fig. 1 ist der Beginn des Arbeitshubes dargestellt. Das rückwärtige Ende des Arbeitskolbens 11 ist in den Raum 19 eingedrungen und verkleinert dessen Volumen. Dadurch ist Flüssigkeit aus dem Raum 19 in den Druckgasspeicher 21 verdrängt worden, wobei das im Raum 23 enthaltene Gas komprimiert wurde. In dem Raum 19 herrscht derselbe Druck wie in dem Druckgasspeicher 21. Dieser Druck wird über Leitung 61 an das Vorsteuerventil 42 gegeben. Der Druck wirkt zunächst nur in der Ringnut 60 und er drückt dort gegen die erste Steuerfläche 66 des Vorsteuerkolbens 51. Wenn der auf die erste Steuerfläche 66 einwirkende Druck einen oberen Grenzwert erreicht, überschreitet die Druckkraft die Kraft der Federvorrichtung 54 und der Vorsteuerkolben 51 wird in die in Fig. 1 dargestellte (linke) Endposition gedrückt. In dieser Position verbindet der Vorsteuerkolben die Ringnut 60 mit der Ringnut 59, so daß der Druck des Druckgasspeichers 21 über die Leitung 41 in den Raum 40 des Steuerventils 25 gelangt.The hydraulic impact device works as follows:
In Fig. 1 the beginning of the working stroke is shown. The rear end of the working piston 11 has penetrated into the space 19 and reduced its volume. As a result, liquid has been displaced from the space 19 into the compressed gas store 21, the gas contained in the space 23 having been compressed. The pressure in the space 19 is the same as in the compressed gas storage 21. This pressure is supplied via line 61 to the pilot valve 42. The pressure initially acts only in the annular groove 60 and there it presses against the first control surface 66 of the pilot piston 51. When the pressure acting on the first control surface 66 reaches an upper limit value, the pressure force exceeds the force of the spring device 54 and the pilot piston 51 becomes in the (left) end position shown in Fig. 1 pressed. In this position, the pilot piston connects the annular groove 60 to the annular groove 59, so that the pressure of the compressed gas accumulator 21 reaches the space 40 of the control valve 25 via the line 41.

Der Vorsteuerkolben 42 ist mit einer zweiten Arbeitsfläche 67 versehen die in gleicher Richtung wirkt wie die Arbeitsfläche 66. Diese Arbeitsfläche 67 ist dem Druck der Ringnut 62 ausgesetzt, die über eine Leitung 68 mit der Leitung 41 verbunden ist. Wenn der Vorsteuerkolben 51 unter der Wirkung des auf die Arbeitsfläche 66 wirkenden Drucks in die linke Endposition verschoben wird, wirkt zusätzlich über Leitung 68 der Druck des Druckgasspeichers 21 auf die zweite Arbeitsfläche 67, so daß die Kräfte beider Arbeitsflächen 66 und 67 sich addieren. Dadurch wird verhindert, daß der Vorsteuerkolben 51 die Endposition sofort wieder verläßt, wenn der Druck des Druckgasspeichers 21 unter den oberen Grenzwert absinkt.The pilot piston 42 is provided with a second working surface 67 which acts in the same direction as the working surface 66. This working surface 67 is exposed to the pressure of the annular groove 62, which is connected to the line 41 via a line 68. If the pilot piston 51 is displaced into the left end position under the effect of the pressure acting on the working surface 66, the pressure of the compressed gas reservoir 21 also acts on the second working surface 67 via line 68, so that the forces of both working surfaces 66 and 67 add up. This prevents the pilot piston 51 from leaving the end position immediately when the pressure of the compressed gas accumulator 21 drops below the upper limit.

Durch den auf die Arbeitsfläche 34 des Steuerkolbens 32 wirkenden Druck wird der Steuerkolben gemäß Fig. 1 in seine linke Endstellung getrieben, wobei die auf die Arbeitsfläche 33 wirkende Kraft überwunden wird, weil die Fläche der Arbeitsfläche 34 größer ist als diejenige der Arbeitsfläche 33. Die Druckleitung 27 wird nunmehr über die Ringnuten 74 und 48 zur Ringnut 43 und somit über Leitung 44 in den Raum 16 des Arbeitszylinders 10 übertragen. Gleichzeitig wird der Raum 14 des Arbeitszylinders drucklos gemacht. Der Schlag des Arbeitszylinders wird durch den auf die Arbeitsfläche 15 wirkenden Druck und den auf die Arbeitsfläche 20 wirkenden Druck mit hoher Energie ausgeführt. Dabei entlädt sich der Druckgasspeicher 21 und der im Raum 19 herrschende Druck verringert sich. Wenn dieser Druck sich soweit verringert hat, daß die Summe der auf die Arbeitsflächen 66 und 67 wirkende Kräfte die Kraft der Federvorrichtung 54 unterschreitet, nimmt der Vorsteuerkolben 51 die in Fig. 2 dargestellte (rechte) Endlage ein. Der Schlag wird weitergeführt, bis die Arbeitsfläche 13 des Arbeitskolbens 11 über die Ringnut 47 (nach links) vorbewegt worden ist. Im weiteren Verlauf wird die in dem nunmehr abgeschlossenen Raum 14 befindliche Flüssigkeit komprimiert und über Leitung 40 wird in dem Raum 39 des Steuerventils 25 ein Druck erzeugt, durch den der Steuerkolben 32 umgesteuert wird. Das Umsteuern am unteren Endpunkt des Arbeitskolbens erfolgt also wegabhängig. Nach erfolgter Umsteuerung nimmt auch der Steuerkolben 32 die in Fig. 2 dargestellte (rechte) Endposition ein. Bei der Umsteuerung wird aus dem Ringraum 70 Flüssigkeit in die Leitung 41 verdrängt und diese Flüssigkeit gelangt durch Leitung 68 und die miteinander verbundenen Ringnuten 62, 63 in die Leitung 53. Da die Leitung 53 infolge ihrer Drosselwirkung das Flüssigkeitsvolumen nicht mit der erforderlichen Schnelligkeit aufnehmen und an die Rücklaufleitung 36 weitergeben kann, ist das Rückschlagventil 64 vorgesehen, das die aus dem Raum 40 verdrängte Flüssigkeitsmenge an die Leitung 61 weiterleitet.The pressure acting on the working surface 34 of the control piston 32 drives the control piston according to FIG. 1 into its left end position, the force acting on the working surface 33 being overcome because the surface of the working surface 34 is larger than that of the working surface 33 Pressure line 27 is now transmitted via the ring grooves 74 and 48 to the ring groove 43 and thus via line 44 into the space 16 of the working cylinder 10. At the same time, the space 14 of the working cylinder is depressurized. The stroke of the working cylinder is carried out by the pressure acting on the working surface 15 and the pressure acting on the working surface 20 with high energy. The compressed gas reservoir 21 discharges and the pressure prevailing in the space 19 decreases. When this pressure has decreased to such an extent that the sum of the forces acting on the working surfaces 66 and 67 falls below the force of the spring device 54, the pilot piston 51 assumes the (right) end position shown in FIG. 2. The blow is continued until the working surface 13 of the working piston 11 has been moved forward via the annular groove 47 (to the left). In the further course, the liquid located in the now closed space 14 is compressed and a pressure is generated in the space 39 of the control valve 25 via line 40, by means of which the control piston 32 is reversed. The reversal at the lower end point of the working piston is therefore path-dependent. After reversing, the control piston 32 also assumes the (right) end position shown in FIG. 2. During the reversal, liquid is displaced from the annular space 70 into the line 41 and this liquid passes through line 68 and the interconnected annular grooves 62, 63 into the line 53. Since the line 53, due to its throttling effect, the liquid volume cannot take up with the required speed and pass it on to the return line 36, the check valve 64 is provided, which forwards the amount of liquid displaced from the space 40 to the line 61.

Nachdem der Steuerkolben 32 nach Erreichen der vorderen Endstellung des Arbeitskolbens 11 umgeschaltet worden ist, verbindet das Steuerventil 25 die Ringnut 47 über die Leitung 46 mit der Druckleitung 27, während gleichzeitig der Raum 16 über Leitung 44 drucklos ist. Dadurch erfolgt der Rückhub des Arbeitskolbens 11, wobei Flüssigkeit aus dem Raum 19 in den Druckgasspeicher 21 hinein verdrängt wird. Wenn der Druck im Druckgasspeicher den von der Einstellung des Vorsteuerventils 42 bestimmten oberen Grenzwert erreicht, erfolgt wieder die Verschiebung des Vorsteuerkolbens 51 aus der in Fig. 2 gezeigten Position in die Stellung nach Fig. 1 unter der Wirkung des auf die erste Arbeitsfläche 66 einwirkenden Drucks. Das druckabhängig schaltende Vorsteuerventil 42 bewirkt dann die Umsteuerung des Steuerventils 25, das seinerseits den Arbeitshub des Arbeitskolbens 11 einleitet.After the control piston 32 has been switched after reaching the front end position of the working piston 11, the control valve 25 connects the annular groove 47 via the line 46 to the pressure line 27, while at the same time the space 16 is depressurized via line 44. This results in the return stroke of the working piston 11, with liquid being displaced from the space 19 into the compressed gas reservoir 21. When the pressure in the compressed gas accumulator reaches the upper limit determined by the setting of the pilot valve 42, the pilot piston 51 is shifted again from the position shown in FIG. 2 to the position according to FIG. 1 under the effect of the pressure acting on the first working surface 66 The pressure-dependent switching pilot valve 42 then effects the reversal of the control valve 25, which in turn initiates the working stroke of the working piston 11.

Claims

Hydraulic impact device with a working piston (11) movable in a working cylinder (10), a control piston (32) movable in a control cylinder (31) for controlling the pressure medium supply from a pressure source (26) to the working cylinder (10) depending on the pressure of a control line (61, 41) coming from the working cylinder, a pressure gas reservoir (21) connected to the rear cylinder space (19) of the working cylinder (11) and a pilot valve (42) controlled by the pressure in the pressure gas storage (21), which controls the rear cylinder space ( 19) connects to the pressure source (26) when the pressure in the compressed gas store (21) assumes a limit value,
characterized,
that the pilot valve (42) is connected between the working cylinder (11) and the control cylinder (31) and the reversal of the control piston (23) is delayed into the position for carrying out the working stroke until the pressure in the compressed gas accumulator (21) has risen to an upper limit and that the pilot valve (42) maintains the position assumed when the upper limit value is reached until the pressure of the compressed gas reservoir (21) has dropped to a lower limit value below the upper limit value.

Hydraulic impact device according to claim 1, characterized in that the pilot valve (42) has a Pilot piston (51) biased in one direction with a first working surface (66) which is constantly exposed to the pressure of the compressed gas reservoir (21) and a second working surface (67) which is only exposed to the pressure of the compressed gas reservoir (21), if the pilot piston is displaced against its preload.

Hydraulic impact device according to claim 1 or 2, characterized in that the working piston (11) has a first working surface (13) for the return stroke and a second working surface (15) for the working stroke, the first working surface (13) being larger than the second Working surface (15), and that the end of the working piston (11) forms a third working surface (20) which is exposed to the pressure of the compressed gas reservoir (21) and is separated in pressure from the second working surface (15).

Hydraulic impact device according to one of claims 1-3, characterized in that the pilot valve (42) contains a pilot piston (51) biased by a spring device (54) and in that the spring device (54) is supported on an adjustable abutment (55).

Hydraulic impact device according to one of claims 1-4, characterized in that when the pilot valve (42) is in the position for carrying out the return stroke, a line leading from the pilot cylinder (50) of the pilot valve (42) into the control cylinder (31) (41) is connected to the compressed gas reservoir (21) via a check valve (64).