[0001] Die Erfindung betrifft ein fluidbetriebenes Schlagwerk mit einem in einem Arbeitszylinder
beweglichen und auf ein Werkzeug aufschlagenden Schlagkolben sowie einer Steuerung
mit einem bezüglich eines Gehäuses beweglichen Steuerschieber, wobei der Schlagkolben
zwei unterschiedlich große Kolbenflächen aufweist, zwischen denen eine Umfangsnut
angeordnet und von denen die kleinere, in Richtung des Rückhubs wirksame Kolbenfläche
ständig mit einer unter Arbeitsdruck stehenden Druckleitung und die größere, in Richtung
des Arbeitshubs wirksame Kolbenfläche über die Steuerung wechselweise mit der Druckleitung
und einer Ablaufleitung verbunden ist. Der Steuerschieber weist in zueinander entgegengesetzter
Richtung wirksame Schieberflächen auf, die derart ausgebildet und druckbeafschlagt
sind, daß der Steuerschieber mit der Annäherung des Schlagkolbens während des Rückhubs
an den oberen Totpunkt durch seine dann mit der Druckleitung verbundene, in Richtung
der Arbeitshubstellung wirksame Steuerfläche in die Arbeitshubstellung umschaltet,
in welcher auch an der größeren Kolbenfläche der Arbeitsdruck anliegt, und mit der
Annäherung des Schlagkolbens wehrend des Arbeitshubs an den Aufschlagpunkt durch seine
dann mit einer drucklosen Rücklaufleitung verbundene Steuerfläche in die Rückhubstellung
überführt wird, in welcher die Beaufschlagung der größeren Kolbenfläche mit dem Arbeitsdruck
unterbrochen und eine Verbindung zur Ablaufleitung hergestellt ist.
[0002] Aus der Druckschrift DE-C2-3443542 ist ein fluidbetriebenes Schlagwerk der eingangs
erwähnten Gattung bekannt, dessen Arbeitszylinder gleichzeitig das Außengehäuse des
Schlagwerks bildet und dessen Steuerung seitlich versetzt neben dem Schlagkolben angeordnet
ist.
Da für den Betrieb des Schlagkolbens - auch im Zusammenwirken mit der Steuerung -
zahlreiche innerhalb des Arbeitszylinders liegende Druckmittelkanäle benötigt werden,
ist die Herstellung eines derartigen Schlagwerks insoweit mit erheblichen Kosten verbunden
und unter Umständen - wegen der erschwerten Zugänglichkeit insbesondere im Innenraum
des Arbeitszylinders - nur durch Einsatz von Spezialwerkzeugen möglich.
Die unter dem Gesichtspunkt der Kostenersparnis möglich erscheinende Zusammensetzung
des Arbeitszylinders aus mehreren in Längsrichtung des Schlagkolbens miteinander verbundenen
Längsabschnitten führt zumindest zu Problemen bei der Abdichtung des Arbeitszylinders
gegen die Umgebung sowie bei der Führung des Schlagkolbens und damit auch zu einer
erhöhten Störanfälligkeit.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Schlagwerk in der Weise
weiterzuentwickeln, daß die zuvor angesprochenen Nachteile zumindest teilweise vermieden
werden. Insbesondere soll das Schlagwerk im Hinblick auf die mit seiner Herstellung
verbundenen Kosten verbessert werden. In diesem Zusammenhang sollen insbesondere etwa
vorhandene längere Kanäle für die Zuführung des unter Druck stehenden Fluids bzw.
für dessen Rückführung aus dem Bereich des Schlagkolbens derart ausgestaltet sein,
daß sie auf einfache Weise hergestellt werden können.
[0004] Die Aufgabe wird durch ein fluidbetriebenes Schlagwerk mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht dabei darin, den Arbeitszylinder - in dem sich
der Schlagkolben, in Längsrichtung beweglich, abstützt - als gesondertes Bauteil in
Form einer Laufbuchse auszubilden, die ihrerseits in einem Außengehäuse angeordnet
ist und gemeinsam mit diesem zumindest einen in Längsrichtung der beiden genannten
Teile verlaufenden Druckmittelkanal bildet.
Über diesen Grundgedanken hinausgehend sollte die Laufbuchse zumindest über eine derartige
Längserstreckung einteilig ausgebildet sein, daß der dem Werkzeug zugewandte vordere
Führungsabschnitt für den Schlagkolben und zumindest sich etwa an diesen in Rückhubrichtung
anschließende weitere Führungsabschnitte bis zum Führungsabschnitt für die größere
Kolbenfläche einschließlich Bestandteil der Laufbuchse sind. Dies hat den Vorteil,
daß an der Laufbuchse alle für die Abstützung des Schlagkolbens wesentlichen Führungsabschnitte
angeordnet sind und diese in einfacher Weise als durchgehendes Bauelement hergestellt
werden kann. Die Laufbuchse kann im Rahmen der Erfindung auch länger ausgebildet sein,
d.h. sich über den vorderen Führungsabschnitt und/oder den Führungsabschnitt für die
größere Kolbenfläche hinaus erstrecken. Soweit die Laufbuchse mit dem Außengehäuse
lediglich zumindest einen Druckmittelkanal für den Schlagkolben-Rückhub bildet, ist
die Länge jedes betreffenden, mit dem Arbeitshub beaufschlagten Druckmittelkanals
so bemessen, daß er sich über einen davon ausgehenden vorderen Verbindungskanal mit
einer Rückhubkammer - welche die kleinere Kolbenfläche aufnimmt - bis über einen davon
ausgehenden hinteren Verbindungskanal erstreckt, welcher zeitweilig an eine die größere
Kolbenfläche aufnehmende Arbeitshubkammer angeschlossen ist. Der mit dieser Ausgestaltung
erzielte Vorteil besteht darin, daß sich zumindest jeder etwa vorhandene Druckmittelkanal
für den Schlagkolben-Rückhub in einfacher Weise - insbesondere durch Bearbeitung lediglich
der dem Außengehäuse zugewandten Außenfläche der Laufbuchse - herstellen läßt, bevor
diese in das Außengehäuse eingebracht wird.
Die Außenfläche der Laufbuchse kann dabei im Bereich des zu bildenden Druckmittelkanals
mit einer Längsnut oder einer in Längsrichtung verlaufenden Abflachung ausgestattet
sein; statt dessen oder auch zusätzlich kann die Innenwand des Außengehäuses im Bereich
des zu bildenden Druckmittelkanals eine diesen mitbildende Längsnut oder sonstige
Vertiefung aufweisen.
[0005] Wesentlich ist in dem hier angesprochenen Zusammenhang, daß die Außenfläche der Laufbuchse
und die Innenwand des Außengehäuses miteinander jeweils einen als Druckmittelkanal
dienenden Hohlraum begrenzen, der innerhalb des Außengehäuses angeordnet ist.
[0006] Zur Fixierung der Lage der Laufbuchse bezüglich des Außengehäuses ist erstere in
axialer Richtung nachgiebig auch gegen ein am Außengehäuse angeordnetes Anschlagelement
vorgespannt (Anspruch 2). Dies setzt voraus, daß die Laufbuchse sich über eine Zusatzeinrichtung
mit Federungseigenschaft in axialer Richtung abstützt und das Außengehäuse mit einem
Anschlagelement ausgestattet ist oder zusammenwirkt; letzteres kann insbesondere als
mit dem Außengehäuse verbundener Hohldeckel ausgebildet sein.
Im einfachsten Fall kann die Vorspannung mechanisch erzeugt werden (Anspruch 3). Insbesondere
kann dies mittels zumindest eines Federelements - beispielsweise in Form einer Tellerfeder
- geschehen. Alternativ kann im Rahmen der Erfindung auch eine hydraulische Vorspannung
vorgesehen sein (Anspruch 4). Diese ist vorzugsweise derart ausgestaltet, daß sich
die Laufbuchse entgegen der Arbeitshubrichtung des Schlagkolbens hydraulisch abstützt
(Anspruch 5).
[0007] Um sicherzustellen, daß das zuvor erwähnte hydraulische Stützfeld auch bei stoßartiger
Beanspruchung erhalten bleibt, ist das Stützfeld zweckmäßig unter Zwischenschaltung
einer Drosselstelle mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt (Anspruch 6).
Der Erfindungsgegenstand kann in diesem Zusammenhang dadurch weitergehend ausgestaltet
sein, daß das hydraulische Stützfeld - in Arbeitsrichtung des Schlagkolbens gesehen
- hinter der Rückhubkammer angeordnet ist (Anspruch 7). Für die Druckbeaufschlagung
des hydraulischen Stützfelds können dabei gegebenenfalls auch mehrere Druckmittelkanäle
vorgesehen sein (Anspruch 8).
[0008] Die Herstellung, Montage und Wartung des Schlagwerks läßt sich dadurch weitergehend
vereinfachen, daß die Laufbuchse auch quer zur Längsachse des Schlagkolbens hydraulisch
innerhalb des Außengehäuses abgestützt ist. Dies kann insbesondere dadurch geschehen,
daß die Laufbuchse mittels eines radial asymmetrischen Druckfelds auf der dessen Kraftresultierender
gegenüberliegenden Seite an einem Umfangsteil der Innenfläche des Außengehäuses in
Anlage gehalten ist (Anspruch 9).
Das asymmetrische Druckfeld kann im Rahmen der Erfindung dadurch erzeugt werden, daß
zwischen der Laufbuchse und dem Außengehäuse einerseits zumindest ein mit dem Arbeitsdruck
beaufschlagter Druckbereich und andererseits davon getrennt zumindest eine Entlastungsstelle
vorhanden ist. Durch das Zusammenwirken zwischen den vorhandenen Druckbereichen und
Entlastungsstellen bildet sich die erwähnte Kraftresultierende mit der Folge aus,
daß die Laufbuchse dort an der Innenfläche des Außengehäuses anliegt (Anspruch 10).
[0009] Die Entlastungsstelle kann jeweils aus einer Bohrung bestehen, welche in den Innenraum
des Außengehäuses einmündet und zumindest zeitweilig druckentlastet ist.
Vorteilhaft weist die Laufbuchse im Bereich des abstützenden Umfangsteils zumindest
einen in Richtung auf dieses offenen Kanal auf, der eine drucklose Rücklaufleitung
bildet (Anspruch 11).
Die in Rede stehende Ausgestaltung (nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 11) hat
zur Folge, daß der für die Erzeugung des asymmetrischen Druckfelds benötigte Kanal
offen sein kann und sich demzufolge als Abflachung der bzw. Vertiefung in der Außenfläche
der Laufbuchse ohne besonderen Aufwand herstellen läßt, da der betreffende Kanal unter
Einwirkung des asymmetrischen Druckfelds gleichzeitig abgedichtet wird.
[0010] Der Steuerschieber kann bezüglich des Schlagkolbens im Rahmen der Erfindung an sich
beliebig angeordnet sein, also auch - wie eingangs beschrieben - zum Schlagkolben
seitlich versetzt liegen.
[0011] Eine besonders einfache Ausführung hinsichtlich der Ausbildung des Außengehäuses
läßt sich dabei dadurch verwirklichen, daß der Steuerschieber als parallel zum Schlagkolben
angeordnete Hülse ausgebildet und zumindest auf einem Teil seiner Längserstreckung
innerhalb der Laufbuchse angeordnet ist (Anspruch 12).
[0012] Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand in der Zeichnung schematisiert dargestellter
Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert: Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Teil-Längsschnitt durch ein fluidbetriebenes Schlagwerk mit einer Laufbuchse
zur Abstützung des Schlagkolbens, die in einem Außengehäuse angeordnet und in axialer
Richtung mechanisch über Federelemente in Anlage gehalten ist;
- Fig. 2
- einen Teil-Längsschnitt durch ein fluidbetriebenes Schlagwerk, welches im wesentlichen
mit der Ausführung gemäß Fig. 1 übereinstimmt und dessen Laufbuchse in axialer Richtung
entgegen der Arbeitshubrichtung des Schlagkolbens hydraulisch in Anlage gehalten ist;
und
- Fig. 3
- einen Vertikalschnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1.
[0013] Das allgemein mit 1 bezeichnete Schlagwerk weist neben den noch zu beschreibenden
Kanälen sowie Antriebs- und Steuerungselementen einen Arbeitszylinder in Form einer
Laufbuchse 2 auf, an der sich ein Schlagkolben 3 über in Längsrichtung aufeinanderfolgende
Führungsabschnitte 2a sowie 2b hin- und herbeweglich in Querrichtung abstützt und
die - allenfalls mit geringem Spiel in radialer Richtung - innerhalb eines Außengehäuses
4 angeordnet ist.
[0014] Auf der in der Darstellung (vgl. Fig. 1) linken Seite ist das Außengehäuse 4 mittels
eines Hohldeckels 5 verschlossen, in dessen Hohlraum 5a der hintere Endabschnitt 3a
des Schlagkolbens hineinragt.
Die Bewegung des Schlagkolbens 3 in Richtung des Arbeitshubs ist durch einen Pfeil
6 angedeutet. Auf der rechten Seite weist das Schlagwerk 1 in an sich bekannter Weise
eine Werkzeugaufnahme beispielsweise für einen Meißel auf, die nicht dargestellt ist.
Die Längsachse der Laufbuchse 2 - die mit derjenigen des Schlagkolbens 3 zusammenfällt
- ist mit 7 bezeichnet.
[0015] Die Laufbuchse 2 ist in axialer Richtung dadurch an dem Außengehäuse mechanisch in
Anlage gehalten, daß sie sich einerseits über mehrere vorgespannte Tellerfedern 8
an der innenliegenden Stirnfläche 5b des Hohldeckels und andererseits an einer der
Stirnfläche 5b entgegengerichteten innenliegenden Schulter 4a des Außengehäuses abstützt.
Der Hohldeckel bildet somit gleichzeitig ein mit dem Außengehäuse zusammenwirkendes
und an diesem angeordnetes Anschlagelement. Dieses kann jedoch auch andersartig ausgebildet
sein, beispielsweise als an dem Außengehäuse angeordneter Absatz oder Stützring.
Zur Abdichtung des Hohlraums 5a gegen den Schlagkolben 3 ist ersterer mit einem Dichtelement
9 ausgestattet. Die Laufbuchse 2 weist - in Arbeitshubrichtung (Pfeil 6) gesehen -
hinter der Schulter 4a einen Vorsprung 2c auf, in dem zur Abdichtung neben dem Schlagkolben
ebenfalls ein Dichtelement 10 gehalten ist.
[0016] Der Schlagkolben 3 weist im Zylinderraum der Laufbuchse 2 liegend zwei Kolbenbunde
3b und 3c auf, welche durch eine Umfangsnut 3d in axialer Richtung voneinander getrennt
sind. Die nach außen gerichtete Kolbenfläche A1 und A2 des Kolbenbundes 3b bzw. 3c
begrenzt gemeinsam mit der Stirnfläche 5b, einem an dieser und der Laufbuchse gehaltenen
Zwischenring 11 sowie mit der Laufbuchse selbst einen hinteren Zylinderraumabschnitt
2d bzw. mit der Laufbuchse allein einen vorderen Zylinderraumabschnitt 2e; dabei ist
die Kolbenfläche A2 kleiner bemessen als die Kolbenfläche A1.
[0017] Im Gegensatz zu der größeren Kolbenfläche A1 ist die kleinere Kolbenfläche A2 über
einen Druckmittelkanal 12 ständig mit dem Arbeitsdruck (Systemdruck) beaufschlagt;
dieser wird von einer Energiequelle in Form einer nicht dargestellten Hydraulikpumpe
erzeugt und über eine mit dieser in Verbindung stehende Querbohrung 13 im Außengehäuse
4 (unter anderem) in den Druckmittelkanal 12 eingespeist; dieser steht seinerseits
über eine Querbohrung 14 in der Laufbuchse mit dem vorderen Zylinderraumabschnitt
2e in Verbindung.
Unter der Wirkung des die Kolbenfläche A2 beaufschlagenden Arbeitsdrucks hat der Schlagkolben
die Tendenz, entgegen der Arbeitshubrichtung (Pfeil 6) einen Rückhub auszuführen.
Die Einmündung 14a der Querbohrung 14 ist bezüglich des Schlagkolbens und der Laufbuchse
derart angeordnet, daß sie in jedem Fall außerhalb des Kolbenbundes 3c und somit innerhalb
des vorderen Zylinderraumabschnitts 2e liegt.
[0018] Bei der in Rede stehenden Ausführungsform (gemäß Fig. 1 und auch gemäß Fig. 2) ist
die Steuerung für die Umschaltung der Bewegung des Schlagkolbens 3 in die Laufbuchse
2 einschließlich des buchsenartigen Zwischenrings 11 integriert, d.h. sie befindet
sich im Bereich des hinteren Zylinderraumabschnitts 2d.
Die Steuerung weist einen bezüglich der Teile 2 und 11 beweglichen Steuerschieber
15 auf. Dieser ist hülsenartig ausgebildet und derart angeordnet, daß er - koaxial
zum Schlagkolben 3 liegend - diesen im Bereich des hinteren Zylinderraumabschnitts
2d mit Abstand umschließt. Dementsprechend stellt der innenliegende Hohlraum des Steuerschiebers
15 gleichzeitig einen Teil des hinteren Zylinderraumabschnitts dar.
[0019] Der Steuerschieber 15 weist zwei unterschiedlich große Stirnflächen auf - nämlich
eine kleinere, vordere Stirnfläche S1 und eine hintere, größere Stirnfläche S2. Die
beiden genannten Stirnflächen S1 und S2 begrenzen den axialen Bewegungsspielraum des
Steuerschiebers in Richtung des Arbeitshubs (Pfeil 6) bzw. in Richtung des Rückhubs.
Dementsprechend kann der Steuerschieber zwei Endstellungen einnehmen - nämlich die
in der Zeichnung angedeutete Rückhubstellung, in welcher sich der Steuerschieber über
die kleinere Stirnfläche S1 an einer Anschlagfläche 2f der Laufbuchse abstützt, und
eine Arbeitshubstellung, in welcher die größere Stirnfläche S2 axial an dem Zwischenring
11 anliegt.
[0020] In der Nähe der Anschlagfläche 2f befindet sich die Einmündung 16a einer in der Laufbuchse
angeordneten Querbohrung 16, die ihrerseits mit dem Druckmittelkanal 12 in Verbindung
steht und über diesen ständig mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt ist. Der Druckmittelkanal
selbst wird einerseits von der in seinem Bereich entsprechend ausgebildeten Außenfläche
2g und andererseits von der dieser gegenüberliegenden Innenfläche 4b des Außengehäuses
4 gebildet.
[0021] In der Nähe seiner größeren Stirnfläche S2 weist der Steuerschieber 15 eine Querbohrung
15a auf, über welche gegebenenfalls - d.h. in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerschiebers
- eine Verbindung zwischen dem hinteren Zylinderraumabschnitt 2d und einer Ablaufleitung
in Gestalt einer Querbohrung 17 im Außengehäuse hergestellt werden kann. Zu diesem
Zweck ist die Laufbuchse 2 in der Nähe des Zwischenrings 11 ebenfalls mit einer in
die Querbohrung 17 einmündenden Querbohrung 18 versehen, die ihrerseits auch mit einer
Längsbohrung 19 in Verbindung steht; letztere erstreckt sich entgegen der Arbeitshubrichtung
(Pfeil 6) bis in den Bereich, in dem sich die Laufbuchse 2 an den Tellerfedern 8 abstützt.
[0022] Die Querbohrung 13 geht in eine in das Außengehäuse eingearbeitete Ringnut 20 über,
welche die Laufbuchse 2 umschließt und in den betreffenden Druckmittelkanal 12 einmündet.
Dessen Länge ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel größer bemessen als der
Abstand zwischen den Querbohrungen 14 und 16 bzw. zwischen deren Einmündungen 14a
und 16a.
Die einteilig ausgebildete Laufbuchse 2 weist eine derartige Längserstreckung auf,
daß sie die Führungsabschnitte 2a und 2b mitumfaßt und sich beiderseits über diese
hinaus erstreckt.
[0023] Der Steuerschieber 15 ist - in axialer Richtung gesehen - im Bereich zwischen den
beiden Stirnflächen S1 und S2 weiterhin mit einer in Richtung seiner Arbeitshubstellung
wirksamen Steuerfläche SF ausgestattet, die - im Querschnitt gesehen - als radial
nach außen vorkragender Absatz ausgebildet ist und der eine kleinere Gegenfläche GF
gegenüberliegt. Letztere ist über die in der Laufbuchse 2 angeordnete Querbohrung
18 druckentlastet.
[0024] Die mit der Querbohrung 18 in Verbindung stehende Längsbohrung 19 geht - in Arbeitshubrichtung
(Pfeil 6) gesehen - außerhalb des Bereichs des Steuerschiebers 15 und der Ringnut
20 in eine Rücklaufleitung 21 über, die im Bereich der Laufbuchse als in deren Außenfläche
eingearbeitete nutenförmige Vertiefung ausgebildet ist.
Diese Rücklaufleitung erstreckt sich in Arbeitshubrichtung bis in den Bereich einer
mit ihr verbundenen Entlastungsbohrung 22, wobei letztere in den Innenraum der Laufbuchse
2 einmündet und ihre Einmündung 22a mit Abstand zwischen dem vorderen Zylinderraumabschnitt
2e (nämlich der Rückhubkammer) und dem Vorsprung 2c liegt.
Zur Abdichtung gegen das Außengehäuse 4 ist die Laufbuchse 2 im Bereich zwischen der
Entlastungsbohrung 22 und der Stützfläche 4a mit einem Dichtelement 23 und im Bereich
des Vorsprungs 2c mit einem Dichtelement 24 ausgestattet. Durch die Entlastungsbohrung
22 wird das Dichtelement 10 vor einer Beanspruchung durch den im vorderen Zylinderraumabschnitt
2e herrschenden Arbeitsdruck geschützt.
Zwischen der in eine Ringnut 17a übergehenden Querbohrung 17 und der Ringnut 20 ist
ein im Außengehäuse 4 gehaltenes Dichtelement 25 angeordnet.
Die Rücklaufleitung 21 steht weiterhin mit einer Durchgangsbohrung 26 in Verbindung,
die in der gezeichneten Stellung des Schlagkolbens 3 im Bereich der Umfangsnut 3d
in den Innenraum der Laufbuchse 2 einmündet.
[0025] Die Steuerfläche SF des Steuerschiebers kann über eine Steuerleitung 27 - welche
über eine Durchgangsbohrung 28 im Bereich zwischen den Bohrungen 26 und 22a mit dem
Innenraum der Laufbuchse 2 in Verbindung steht - mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt
bzw. druckentlastet werden. In der gezeigten Stellung ist die innenliegende Einmündung
28a der Durchgangsbohrung 28 durch den Kolbenbund 3c verschlossen.
Im Bereich der Steuerfläche SF geht die Steuerleitung 27 in eine ringnutförmige Erweiterung
27a über, die seitlich von der Steuerfläche SF begrenzt wird. In der Darstellung nimmt
der Steuerschieber 15 die Rückhubstellung ein, in welcher die Stirnfläche S1 an der
Anschlagfläche 2f anliegt; dementsprechend ist der hintere Zylinderraumabschnitt 2d
(nämlich die Arbeitshubkammer) über die Bohrungen 15a und 18 teilweise druckentlastet,
wobei die Querbohrung 15a als Ausströmwiderstand dient. Unter Einwirkung des verbliebenen
Restdrucks wird der Steuerschieber 15 über seine größere Stirnfläche S2 in der gezeigten
Rückhubstellung festgehalten. Die Steuerleitung 27 ist zu diesem Zeitpunkt - nach
vorausgehender Druckentlastung durch Zusammenwirken der Durchgangsbohrungen 28 und
26, die zeitweilig über die Umfangsnut 3d miteinander in Verbindung gestanden hatten
- druckentlastet.
[0026] Die bereits erwähnte Druckabsenkung im hinteren Zylinderraumabschnitt 2d wird weiterhin
dadurch ermöglicht, daß der Steuerschieber 15 die Einmündung 16a der Querbohrung 16
verschließt und somit die Zuführung des Druckmittels über die Druckleitung 13 verhindert.
[0027] Falls der Schlagkolben 3 seinen Rückhub (entgegen der Arbeitshubrichtung gemäß Pfeil
6) fortsetzt, wird die Einmündung 28a schließlich mit dem vorderen Zylinderraumabschnitt
2e verbunden, welcher über die Querbohrung 14 und den Druckmittelkanal 12 ständig
mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt ist. Dementsprechend liegt dann auch an der Steuerfläche
SF des Steuerschiebers 15 der Arbeitsdruck an mit der Folge, daß dieser sich in der
Darstellung nach links verschiebt, dabei die Querbohrung 15a absperrt und die Einmündung
16a freisetzt, wodurch der hintere Zylinderraumabschnitt 2d unter Arbeitsdruck gesetzt
wird. Dementsprechend wird der Schlagkolben 3 - entgegen der von der kleineren Kolbenfläche
A2 ausgehenden Rückstellkraft - in Arbeitshubrichtung (Pfeil 6) angetrieben.
[0028] Kurz bevor der Schlagkolben 3 auf den nicht dargestellten Meißel auftrifft, wird
über die Ringnut 3d die bereits erwähnte Verbindung zwischen der Steuerleitung 27
und über die Durchgangsbohrung 26 mit der drucklosen Rücklaufleitung 21 hergestellt
mit der Folge, daß die Steuerfläche SF druckentlastet ist. Der im hinteren Zylinderraumabschnitt
2d vorhandene Arbeitsdruck greift nunmehr an einer Gesamtfläche an, die sich aus dem
Größenunterschied zwischen der größeren Stirnfläche S2 und der kleineren Stirnfläche
S1 ergibt, und bewegt dementsprechend den Steuerschieber 15 (in der Darstellung gemäß
Fig. 1 nach rechts) in Richtung auf die gezeigte Rückhubstellung, in 'welcher sich
der Steuerschieber schließlich über seine kleinere Stirnfläche S1 an der Anschlagfläche
2f der Laufbuchse abstützt. In dieser Rückhubstellung ist - wie bereits erwähnt -
einerseits die Einmündung 16a in Richtung auf den Zylinderraumabschnitt 2d unterbrochen
und dieser andererseits über die Bohrungen 15a und 18 an die Ablaufleitung 17 angeschlossen.
[0029] Da das im hinteren Zylinderraumabschnitt 2d befindliche Fluid gegen den an der Querbohrung
15a erzeugten Ausströmwiderstand ausgeschoben wird, steht der hintere Zylinderraumabschnitt
unter einem erhöhten Druck, wodurch der Steuerschieber 15 während des gesamten Rückhubs
des Schlagkolbens 3 in der Rückhubstellung festgehalten wird.
Der Zwischenring 11 - welcher den Bewegungsspielraum des Steuerschiebers 15 in Richtung
der Arbeitshubstellung festlegt - dient dabei auch der Führung des Steuerschiebers.
[0030] Die zuvor beschriebene Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß das Schlagwerk
eine innenliegende Laufbuchse aufweist, die mit den zugehörigen Kanälen, Bohrungen
u.dgl. gesondert hergestellt und damit - mit Rücksicht auf unterschiedliche Anforderungen,
die an ein Außengehäuse bzw. an ein innenliegendes Bauelement zu stellen sind - aus
einem anderen Werkstoff bestehen kann als das Außengehäuse. Insbesondere läßt sich
der Werkstoff für die Laufbuchse unter Berücksichtigung der Gleiteigenschaffen auswählen,
welche für das Außengehäuse keine Rolle spielen.
Weiterhin lassen sich die Kosten für die Herstellung des Schlagwerks dadurch reduzieren,
daß insbesondere längere Kanäle - wie die Kanäle 12 und 21 - durch einfache Bearbeitung
der Laufbuchsen-Außenfläche, d.h. durch Anbringen entsprechender Vertiefungen, Nuten,
Abflachungen oder dergleichen, erzeugen lassen, wobei im Einbauzustand die Innenfläche
des Außengehäuses einen Teil der Wandung der betreffenden Kanäle darstellt. Schließlich
erleichtert die gesonderte Herstellung der Laufbuchse auch die Erzeugung bestimmter
Querbohrungen (wie beispielsweise der Querbohrung 14), soweit diese lediglich Bestandteil
der Laufbuchse sind und nach außen hin nicht verschlossen zu werden brauchen.
Durch die federnde Abstützung der Laufbuchse innerhalb des Außengehäuses kann die
Störanfälligkeit des Schlagwerks im übrigen herabgesetzt werden.
[0031] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die Laufbuchse 2 in axialer Richtung hydraulisch
gegen das Außengehäuse 4 vorgespannt, und zwar entgegen der Arbeitshubrichtung (Pfeil
6) des Schlagkolbens 3.
Dabei stützt sich die Laufbuchse 2 entgegen der Arbeitshubrichtung unmittelbar an
der Stirnfläche 5b des Hohldeckels 5 ab. Auf der gegenüberliegenden Seite begrenzt
das Außengehäuse 4 über seine Schulter 4a mit der Laufbuchse oberhalb des Vorsprungs
2c eine Stützkammer 29. Diese ist über eine Längsbohrung 30 und eine als Drosselstelle
wirkende Drosselbohrung 31 an den Druckmittelkanal 12 angeschlossen.
Unter Einwirkung des Arbeitsdrucks bildet sich in der Stützkammer 29 ein hydraulisches
Stützfeld aus, welches die Laufbuchse 2 in der bereits beschriebenen Weise bezüglich
des Außengehäuses 4 fixiert.
Die Drosselbohrung 31 dient dabei dazu, das hydraulische Stützfeld in der Stützkammer
29 bei stoßartiger Beanspruchung zu stabilisieren, und zwar dadurch, daß das in der
Stützkammer 29 enthaltene Fluid aus dieser lediglich gegen den Ausströmwiderstand
der Drosselbohrung 31 austreten kann.
Wie die in Rede stehende Darstellung erkennen läßt, sind auch die Bohrungen 30 und
31 gut zugänglich an der Laufbuchse 2 angeordnet und können daher auf einfache Weise
hergestellt werden.
[0032] Ausweislich der Darstellung gemäß Fig. 3 kann die Laufbuchse 2 auch mittels eines
radial asymmetrischen Druckfelds auf der dessen Kraftresultierender (angedeutet durch
einen nach oben gerichteten Pfeil 32) gegenüberliegenden Seite an einem Umfangsteil
4c der Innenfläche 4b des Außengehäuses 4 in Anlage gehalten sein.
Unter Einwirkung des asymmetrischen Druckfelds ist zwischen der Laufbuchse 2 und dem
Außengehäuse 4 auf der dem Umfangsteil 4c gegenüberliegenden Seite ein Spalt s vorhanden.
[0033] Zur Ausbildung des asymmetrischen Stützfelds ist die Laufbuchse 2 mit drei auf ihrem
Umfang gegeneinander versetzten Abflachungen 2h versehen, die gemeinsam mit der Innenfläche
4b drei Druckmittelkanäle 12 bilden; von diesen geht jeweils eine Querbohrung 14 aus,
die - wie bereits anhand der Fig. 1 erläutert - in den vorderen Zylinderraumabschnitt
2e einmündet.
Die weiter oben erwähnte Rücklaufleitung 21 ist ebenfalls im Bereich des abstützenden
Umfangsteils 4c angeordnet. Sie wird von diesem im Zusammenwirken mit einer in die
Laufbuchse 2 eingearbeiteten Längsnut gebildet.
[0034] Die in Rede stehende Darstellung zeigt zur Erleichterung des Verständnisses zusätzlich
die Lage der Durchgangsbohrung 26, der Steuerleitung 27 und der mit dieser verbundenen
Durchgangsbohrung 28. Letztere ist derart angeordnet, daß ihre nach außengerichtete
Mündung 28b ebenfalls im Bereich des stützenden Umfangsteils 4c liegt.
Dementsprechend kann davon abgesehen werden, die zeitweilig auch mit dem Arbeitsdruck
beaufschlagte Durchgangsbohrung 28 in Richtung auf das Außengehäuse 4 zu verschließen,
wodurch die Herstellung der genannten Durchgangsbohrung vereinfacht wird.
[0035] Es versteht sich von selbst, daß die (in Fig. 1 und Fig. 2) lediglich schematisch
dargestellten Bohrungen 26, 28 und 22 auf ihrer dem Schlagkolben 3 zugewandten Seite
jeweils mit einer Ringnut ausgestattet sein können, welche mit dem Innenraum der Laufbuchse
2 in Verbindung steht.
1. Fluidbetriebenes Schlagwerk (1) mit einem in einem Arbeitszylinder (2) beweglichen
und auf ein Werkzeug aufschlagenden Schlagkolben (3) sowie einer Steuerung mit einem
bezüglich eines Gehäuses beweglichen Steuerschieber (15), wobei der Schlagkolben (3)
zwei unterschiedlich große Kolbenflächen aufweist, zwischen denen eine Umfangsnut
(3d) angeordnet und von denen die kleinere, in Richtung des Rückhubs wirksame Kolbenfläche
(A2) ständig mit einer unter Arbeitsdruck stehenden Druckleitung (13) und die größere,
in Richtung des Arbeitshubs (Pfeil 6) wirksame Kolbenfläche (A1) über die Steuerung
wechselweise mit der Druckleitung (13) und einer Ablaufleitung (17) verbunden ist,
wobei der Steuerschieber (15) in zueinander entgegengesetzter Richtung wirksame Schieberflächen
(S1, S2, SF, GF) aufweist, die derart ausgebildet und druckbeaufschlagt sind, daß
der Steuerschieber (15) mit der Annäherung des Schlagkolbens (3) während des Rückhubs
an den oberen Totpunkt durch seine dann mit der Druckleitung (13) verbundene, in Richtung
der Arbeitshubstellung wirksame Steuerfläche (SF) in die Arbeitshubstellung umschaltet,
in welcher auch an der größeren Kolbenfläche (A1) der Arbeitsdruck anliegt, und mit
der Annäherung des Schlagkolbens (3) während des Arbeitshubs an den Aufschlagpunkt
durch seine dann mit der drucklosen Ablaufleitung (17) verbundene Steuerfläche (SF)
in die Rückhubstellung überführt wird, in welcher die Beaufschlagung der größeren
Kolbenfläche (A1) mit dem Arbeitsdruck unterbrochen und eine Verbindung zur Ablaufleitung
(17) hergestellt ist,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- der Arbeitszylinder ist als Laufbuchse (2) ausgebildet, die in einem Außengehäuse
(4) angeordnet ist und an der sich der Schlagkolben (3) über mehrere Führungsabschnitte
(2a, 2b) in Querrichtung abstützt;
- die Laufbuchse (2) ist zumindest über eine derartige Längserstreckung einteilig
ausgebildet, daß der dem Werkzeug zugewandte vordere Führungsabschnitt (2b) und zumindest
sich etwa an diesen in Rückhubrichtung anschließende weitere Führungsabschnitte bis
zum Führungsabschnitt (2a) für die größere Kolbenfläche (A1) einschließlich Bestandteil
der Laufbuchse (2) sind;
- die dem Außengehäuse (4) zugewandte Außenfläche (2g) der Laufbuchse (2) bildet gemeinsam
mit diesem zumindest einen in Längsrichtung dieser beiden Teile verlaufenden, für
den Schlagkolben-Rückhub benutzten Druckmittelkanal (12);
- die Länge jedes betreffenden, mit dem Arbeitsdruck beaufschlagten Druckmittelkanals
(12) ist so bemessen, daß er sich über einen davon ausgehenden vorderen Verbindungskanal
(14) mit einer Rückhubkammer (2e) - welche die kleinere Kolbenfläche (A2) aufnimmt
- bis über einen davon ausgehenden hinteren Verbindungskanal (16) erstreckt, welcher
zeitweilig an eine die größere Kolbenfläche (A1) aufnehmende Arbeitshubkammer (2d)
angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbuchse (2) in axialer
Richtung nachgiebig gegen das Außengehäuse (4) und ein an diesem angeordnetes Anschlagelement
(5) vorgespannt ist.
3. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufbuchse (2) in axialer Richtung mechanisch gegen das Außengehäuse (4) und
ein an diesem angeordnetes Anschlagelement (5) vorgespannt ist.
4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufbuchse (2) in axialer Richtung hydraulisch gegen das Außengehäuse (4)
und ein an diesem angeordnetes Anschlagelement (5) vorgespannt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Laufbuchse (2) entgegen
der Arbeitshubrichtung (Pfeil 6) des Schlagkolbens (3) hydraulisch abstützt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Stützfeld
(Stützkammer 29) unter Zwischenschaltung einer Drosselstelle (31) mit dem Arbeitsdruck
beaufschlagt ist.
7. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das hydraulische Stützfeld (Stützkammer 29) - in Arbeitshubrichtung (Pfeil 6) des
Schlagkolbens (3) gesehen - hinter der Rückhubkammer (2e) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das hydraulische Stützfeld (Stützkammer 29) über zumindest einen Druckmittelkanal
(12) mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt ist.
9. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufbuchse (2) mittels eines radial asymmetrischen Druckfelds auf der dessen
Kraftresultierender (Pfeil 32) gegenüberliegenden Seite an einem Umfangsteil (4c)
der Innenfläche (4b) des Außengehäuses (4) in Anlage gehalten ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbuchse zumindest
einen mit dem Arbeitsdruck beaufschlagten Druckbereich (12) und im Bereich des abstützenden
Umfangsteils (4c) zumindest eine Entlastungsstelle (21) aufweist.
11. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Laufbuchse (2) im Bereich des abstützenden Umfangsteils (4c) zumindest einen in
Richtung auf dieses offenen Kanal (21) aufweist, der eine drucklose Rücklaufleitung
bildet.
12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerschieber (15) als parallel zum Schlagkolben (3) angeordnete Hülse ausgebildet
und zumindest auf einem Teil seiner Längserstreckung innerhalb der Laufbuchse (2)
angeordnet ist.