DE1938738C3

DE1938738C3 - Free piston pneumatic impact device

Info

Publication number: DE1938738C3
Application number: DE19691938738
Authority: DE
Inventors: Susumu Shizuoka Matsuo (Japan)
Original assignee: DAIICHI KIKAI SEISAKUSHO Co Ltd OSAKA; MATSUO SUSUMU SHIZUOKA
Current assignee: DAIICHI KIKAI SEISAKUSHO Co Ltd OSAKA; MATSUO SUSUMU SHIZUOKA
Priority date: 1969-07-30
Filing date: 1969-07-30
Publication date: 1974-05-30
Also published as: DE1938738B2; DE1938738A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Freikolben-Druckluftschlaggerät, bei dem ein in einem Zylinder beweglicher Freikolben ci"e ihm duiuh gesteuerte Zufuhr eines gasförmigen Kraftübertragungsmiltels erteilte Ucschwindigkeitsenergie durch Auftreffen auf ein in Zylinderachse verschieblich gelagertes Schlagwerkzeugin Schlagenergie umwandelt, wobei der Freikol-The invention relates to a free piston pneumatic impact device, in which a movable in a cylinder Free piston ci "e him duiuh controlled supply of a gaseous power transmission medium imparted speed energy by hitting an in Cylinder axis converts slidably mounted impact tool into impact energy, whereby the free

benzylinder und ein einen hin- und hergehenden Kompressionskolben führender Kompresisionszylinder unmittelbar achsparallel benachbart angeordnet und über in der Nähe des oberen bzw. unteren Freikolbentotpunktes liegende, in einer Trennwand zwirn sehen beiden Zylindern vorgesehene Öffnungen miteinander verbunden sind.gas cylinder and a compression cylinder guiding a reciprocating compression piston arranged directly axially parallel and adjacent and about in the vicinity of the upper or lower free piston dead center lying, twisted in a partition wall see two cylinders provided openings with each other are connected.

Schlaggeräte der eingangs genannten Gattung sind bekannt. Sie finden Anwendung beim Zerschlagen von Steinen und beim Aufbrechen der Decken vonImpact devices of the type mentioned are known. They are used in smashing of stones and when breaking the ceilings of

>5 Beton- und Pflasterstraßen. Der für diese bekannten Geräte benötigte Luftdruck wird im allgemeinen durch einen Luftkompressor erzeugt, mit dem das Gerät über einen Druckschlauch in Verbindung steht. Während der Arbeil muß deshalb der Schlauch stets> 5 concrete and cobblestone streets. The one known for this Air pressure required for devices is generally generated by an air compressor with which the device is in communication via a pressure hose. The hose must therefore always be used during work

ίο über den ganzen Arbeitsbereich mitgeschleppt werden. Darüber hinaus muß die Antriebsleitung für derartige Luft kompressoren beträchtlich großer gewählt werden, als sie für die auszuführende Arbeit erforderlich ist, da auf Grund der hohen thermischen und Druckverluste bei der Durchströmung des langen Schlauches der Gesamtwirkungsgrad der Anlage schlecht ist. Um diese Nachteile zu beseitigen oder zu verringern, d. h. die thermischen sowie die Druck- und Leckverluste zu beseitigen, muß der Luflkompressor besonders ausgelegt werden. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn der Ausgangsdruck des Kompressors IO kp/cnv übersteigt. Um deshalb besondere Konstruktionsrichtlinien bei der Auslegung eines derartigen Kompressors unbeachtet lassen zu können, finden gewöhnlich Lutikompressoren Anwendung, deren Ausgangsdruck sich innerhalb eines Bereiches von 4 bis S kpxm bewegt. Die Anwendung dieser relativ niedrigen Leistungen führt jedoch dazu, daß die mögliche Ausgangsleistung der Gesamtanlage beschrankt und in einigen Fällen fur bestimmte schwerere Arbeilen nicht ausreichend ist.ίο be dragged along over the entire work area. In addition, the drive line for such air compressors must be chosen to be considerably larger than it is necessary for the work to be carried out, because of the high thermal and Pressure loss when flowing through the long hose is the overall efficiency of the system bad is. In order to obviate or reduce these disadvantages, i. H. the thermal as well as the pressure and to eliminate leakage losses, the air compressor must be specially designed. This is special Meaning if the output pressure of the compressor exceeds IO kp / cnv. To be therefore special Construction guidelines for the layout To be able to ignore such a compressor, lutic compressors are usually used, whose outlet pressure is within a range of 4 to S kpxm. The application However, this relatively low power leads to the possible output power of the overall system limited and in some cases not sufficient for certain heavier jobs.

Das bei einem vorbekaniiteii Schlänget at der eingangs genannten Art (britische Patentschrift 5~!H K80) verwendete Kialtübertragimgsmittel ist ein Verbrennungsgas, das in einem als Zweitaktmotor arbeitenden Kompressionszylinder verarbeitet wird. Hierbei wird das Verbrennungsgas in diesem Zylinder komprimiert und anschließend im entsprechenden Zeitpunkt entzündet. Durch die fixplosionskraft wird nicht nur dei Kolben nach unten bewegt, sondern auch eine als Zylinderabschlußdeckel dienende, unter Federspannunj stehende Platte nach oben bewegt. Hierdurch wire eine den Kompressionszylinder mit dem Freikolbenzylinder verbindende obere Öffnung freigelegt durch die das verbrennende bzw. verbrannte Abgas in den Freikolbenzylinder strömt und dort die Ober· seile des Freikolbens beaufschlagt, so daß sich diesei nach unten auf das Schlagwerkzeug bewegt. Der während dieser Zeit weiter nach unten zurückgeführte Kompressionskolben legt im Verlauf seines Wege: cine weitere untere Öffnung frei, durch die der Res des Abgases in den Bodenraum des Freikolbenzylin ders strömt. Auf diese Weise wird der zu diesem Zeit punkt im unteren Totpunkt befindliche Freikolbei veranlaßt, sich wieder nach oben in die Ausgangsstel lung zu bewegen.The Kialtransferimgsmittel used in a vorbekaniiteii Schlänget at the type mentioned (British patent specification 5 ~! H K80) is a combustion gas that is processed in a compression cylinder working as a two-stroke engine. The combustion gas is compressed in this cylinder and then ignited at the appropriate time. The fixed explosion force not only moves the piston downwards, but also moves a spring-loaded plate serving as a cylinder cover upwards. As a result, an upper opening connecting the compression cylinder to the free piston cylinder is exposed, through which the burning or burnt exhaust gas flows into the free piston cylinder and there acts on the upper cables of the free piston so that it moves down onto the striking tool. The compression piston, which is returned further down during this time, exposes in the course of its way: cine further lower opening through which the Res of the exhaust gas flows into the bottom space of the Freikolbenzylin. In this way, the free piston located at this point in the bottom dead center is caused to move back up to the starting position.

Der vollkommene Ausstoß des Abgases soll be dem vorbekannten Schlaggerät dadurch erreicht werThe complete discharge of the exhaust gas is to be achieved by the previously known impact device

len, daß die der Trennwand zwischen beiden Zylin-Jern gegenüberliegende Wand des Freikolbenzylin-Iers in verschiedener Höhe Öffnungen aufweist, vobei das Abgas durch die jeweils vom Freikolben reigelegte Öffnung ausströmen kann.len that the partition between the two cylinders opposite wall of the free piston cylinder has openings at different heights, the exhaust gas through each of the free pistons exposed opening can flow out.

Bei der bekannten Vorrichtung ist zum einen die Lebensdauer dadurch beeinträchtigt, daß als Abschlußdeckel für den Kompressionszylinder eine bewegliche Platte vorgesehen ist, bei der sich die Verwendung einer von Natur aus an sich ermüdbaren Feder zusätzlich ungünstig auswirken kann, und zwar nicht nur im Hinblick auf die Lebensdauer, sondern auch hinsichtlich der Funktionssicherheil.In the known device is on the one hand Service life is affected by the fact that a movable cover is used as a cover for the compression cylinder Plate is provided in which the use of an inherently fatiguing Spring can also have an adverse effect, not only in terms of service life, but also with regard to the functional reliability.

Hinzu kommt, daß an der der Trennwand gegenüberliegenden Wand des Freikolbenzylinders mehrere Auslaßöffnungen für das Abgas vorgesehen werilen müssen, um überhaupt das Funktionieren des verwundeten Zweitaktmotors zu gewährleisten. Hierdurch wird aber die Wirksamkeit des Rüdkehrhubcs des Freikolbesis beeinträchtigt, da sich das für den jeweiligen Hub zur Verfügung stehende komprimierte Medium sofort aus den jeweils freigelegten Auslaßöffnungen herausbewegt und somit nachteilig seine Arbeitsenergie verringert. Auch steht für den Rückkehrhub des Freikolbens eine an sich unzureichende Kraft zur Verfugung, da das /u diesem Zweck durch die Öffnung geleitete Abgas auf Grund der schon für den Arbeitshub des Freikolbens geleisteten Arbeit erhebliche Knergie verloren hat.In addition, on the opposite of the partition Wall of the free piston cylinder several outlet openings for the exhaust gas are provided must in order to guarantee the functioning of the wounded two-stroke engine at all. Through this but the effectiveness of the Rüdkehrhubcs of the Freikolbesis is impaired, as this affects the respective Stroke available compressed medium immediately from the exposed outlet openings moved out and thus disadvantageously reduced its work energy. Also stands for the return stroke The power of the free piston is insufficient in itself, since the / u serves this purpose exhaust gas conducted through the opening due to the work already done for the working stroke of the free piston Knergy has lost.

Schließlich treten auch bei der voi bekannten Vorrichtung auf Grund des unmittelbar neben dem Freiktilben/yliuderangeordneten »Verbrennungsmotors« erhebliche Kühlprobleme auf.Finally, also occur in the device known from voi due to the fact that it is arranged directly next to the free tilben / yliuder "Combustion engine" has considerable cooling problems.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein hreikolben-Drucklufisihlaggcrät der eingangs genannten Art /u schaffen, das iuüerst kompakt und handlirh ist.The invention is therefore based on the object to eliminate these disadvantages and a three-piston Drucklufisihlaggcrät of the type mentioned at the beginning, which is extremely compact and handy.

Die Merkmale der zur Losung dieser Aufgabe geschaffenen Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen. The characteristics of those created to solve this problem Device result from the claims.

Kiner der gravierenden Unterschiede /wischen der Erfindung und den voibckannten Vorrichtungen liegt darin, daß bei erstcrem ein konstantes abgeschlossenes, nicht entzündbares Kraftubertragungsinittel, beispielsweise Druckluft, verwendet wird. Hierdurch werden samtliche aufwendigen baulichen Maßnahmen/ur Gewährleistung der Durchspülung eines Verbrcnnungsgascs o. dgl. überflüssig. Hinzu kommt jedoch noch, daß durch die erfindungsgemäße Steuerung der beiden Kolben dem Freikolben bei jedem Arbeits- bzw. Ruckkehrhub eine optimal große Energiemenge zugeführt werden kann. Dies wird dadurch ermöglicht, daß als Kompressionskolben ein doppeltwirkender Pumpenkolben verwendet wird und daß die die beiden Zylinder verbindenden Öffnungen auf besondere Weise in der Trennwand angeordnet sind. Hierdurch wirken nämlich beide Kolben als Schiebeventil hinsichtlich der Umkehr des jeweils in den einzelnen Kammern aufgebauten Druckes.None of the serious differences / wipe the Invention and the prior art devices is in the fact that at first a constant closed, non-flammable power transmission medium, for example compressed air, is used. Through this all complex structural measures / ur Ensuring the purging of a combustion gas or the like superfluous. In addition, however, there is still the fact that the control according to the invention the two pistons deliver an optimally large amount of energy to the free piston with each work or return stroke can be fed. This is made possible by the fact that a double-acting compression piston is used Pump piston is used and that the openings connecting the two cylinders to special Way are arranged in the partition. As a result, both pistons act as a slide valve with regard to the reversal of the pressure built up in the individual chambers.

Die besondere Anordnung der öffnungen hat zur Folge, daß sich unterhalb des Pumpenkolbens ein starker Unterdruck aufbaut, wenn sich beispielsweise der Pumpenzylinder nach oben bewegt und die Luft in der über ihm befindlichen Kammer komprimiert. Es wird nun nicht nur der Freikolben durch die hochkomprimierte Luft, die aus der über dem Pumpenzylinder befindlichen Kammer durch die Aufwärtsbewegung des Pumpenkolben in die Kammer über dem Freikolben eingeschoben wurde, nach unten bewegt, sondern es ergibt sich eine besonders schlagartige Abwärtsbewegung nach unten dadurch, daß nahezu gleichzeitig unterhalb des Freikolbens der unterhalb des Pumpenkolbens entstehende starke Unterdruck aufgebaut wird, was gleichzeitig gleichsam ein zusätzliches Abwärtsziehen des Freikolbens bewirkt. Dadurch wird eine sehr hohe Schlagkraft auf den MeißelThe special arrangement of the openings has the consequence that a strong negative pressure builds up when, for example, the pump cylinder moves upwards and the air compressed in the chamber above it. It is now not just the free piston due to the highly compressed air coming from above the pump cylinder located chamber by the upward movement of the pump piston into the chamber above the Free piston was pushed in, moved down, but there is a particularly sudden downward movement downwards in that almost simultaneously below the free piston below of the pump piston developing strong negative pressure is built up, which at the same time an additional Pulling down the free piston causes. This creates a very high impact force on the chisel

übertragen.transfer.

ίο Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die zu erzeugende Energie, die der durch den Meißel zu leistenden Arbeit entspricht, beträchtlich kleiner sein kann als bei den bekannten Geräten, so daß dadurch ein Gerät gleicher Leistung beträchtlich kompakter und kleiner konstruiert werden kann als bisher. Pumpen- und Freikolbenzylinder sind bei dem erfindungsgemäßen Gerat parallel zueinander angeordnet und weisen mindestens ein Paar Verbindungsöffnungen auf. Auf diese Weise wird der bei den bekannten Geräten nicht zu vermeidende Druckverlust im Verbindungsschlauch vom Schlaggerät zum Luftkompressor auf ein Minimum herabgesetzt.ίο This has the advantage that the to be generated Energy corresponding to the work to be done by the chisel can be considerably less than in the known devices, so that a device of the same performance is considerably more compact and smaller can be constructed than before. Pump and free piston cylinders are in the invention Devices arranged parallel to one another and have at least one pair of connection openings. on In this way, the unavoidable pressure loss in the connection hose from the impact device to the air compressor in the known devices is reduced Reduced minimum.

Dadurch, daß Freikolben und Pumpenzylinder zu einer Einheit kombiniert sind, ist es möglich, das Gerät ohne weiteres auf Lastwagen od. dgl. zu laden und dadurch die Bewegbarkeit der Einrichtung erheblich zu verbessern. Weiterhin läßt sich der Arbeitsbereich des Gerätes dadurch erheblich erhöhen, daß es an einem Schwenkarm auf dem Arbeitslastwagen oder an sonstigen Einrichtungen befestigt wird.Because the free piston and pump cylinder are combined into one unit, it is possible to use the device to load on trucks or the like without further ado and thereby the mobility of the device considerably to improve. Furthermore, the working range of the device can be increased significantly that it is on a Swivel arm is attached to the work truck or other equipment.

Em weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes besteht darin, daß die obere Kammer des Pumpen-/\ linders unmittelbar neben der oberen Kammer des Freikolben/)linders liegt, so daß die eintretend·-; hochkiimprtmicrlc Luft, die auf Grund der adiabaiischen Kompression eine hohe Temperatur besitzt, sich wieder adiabatisch entspannt, so daß dadurch die obere Kammer des Pumpenzylinders gekühlt wird Auf diese Weise läßt sich das erfindungsgemäße Gerät selbst bei fortgesetztem Betrieb und über einen längeren Zeitraum auf einer relativ niedrigen Betriebstemperatur halten.Another advantage of the device according to the invention is that the upper chamber of the pump / \ Linders lies directly next to the upper chamber of the free piston /) Linders, so that the entering · -; hochkiimprtmicrlc air due to the Adiabai Compression has a high temperature, relaxes adiabatically again, so that the upper chamber of the pump cylinder is cooled. In this way, the device according to the invention even with continued operation and for a longer period of time at a relatively low operating temperature keep.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist innerhalb der Zylinder eine konstante l.uftmcnge eingeschlossen. Diese Luftmenge bewegt sich zwischen den Zylindern als Kraftübertragungsmittel hin und her und verursacht infolgedessen ein geringes mechanisch erzeugtes oder Strömungsgeräusch während des Betriebes. Durch Einführen auch nur eines Tropfens \υη 5o Schmieröl zwischen jedem Kolben und seinem zuge-In the device according to the invention is within the Cylinder includes a constant amount of air. This amount of air moves between the cylinders as a power transmission means back and forth and consequently causes little mechanically generated or flow noise during operation. By introducing even a drop \ υη 5o lubricating oil between each piston and its

hörigen Zylinder innerhalb eines Zeitraumes von mehreren Minuten wird dieser in seine Partikel zerstäubt und bildet einen Ölfilm zwischen Zylinderwant und Kolben. Da eine Selbstentzündung des Öls au! 55 Grund der niedrigen Temperatur, auf der die Zylin derwandung gehalten wird, wirksam ausgeschlosser werden kann, sorgt dieser Ölfilm für eine hochwirk same Schmierung.subordinate cylinder within a period of several minutes this is atomized into its particles and forms an oil film between the cylinder shell and the piston. Since the oil can spontaneously ignite! 55 Reason for the low temperature at which the cylinder the wall can be effectively eliminated, this oil film ensures a highly effective same lubrication.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand de 60 Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the 60 drawing. It shows

Fi g. 1 einen Querschnitt durch das Schlaggerät mi dem Pumpenkolben im oberen Totpunkt und Fig. 2 mit dem Pumpenkolben im unteren ToiFi g. 1 shows a cross section through the impact device mi the pump piston at top dead center and FIG. 2 with the pump piston at the bottom

punkt,
65 Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie ΙΙΙ-1Π i Fig. 1,Point,
65 Fig. 3 shows a cross section along the line ΙΙΙ-1Π i Fig. 1,

Fig. 4 schematische Darstellungen der Arbeit! weise von Pumpenkolben und Freikolben undFig. 4 schematic representations of the work! wise of pump piston and free piston and

Fig. 5 ein Arbcilsdiagramm gemäß der Darstellung in Fig. 4.5 is an area diagram as shown in Fig. 4.

Das Schlaggerät weist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, einen Zylinderblock 1 auf, der im Querschnitt einer 8 ähnelt. In einem Pumpenzylinder 12 ist gleitend ein Pumpenkolben 11 angeordnet, während im Werkzeugzylinder 22 ein Freikolbcn 21 verschiebbar ist. Beide Zylinder sind parallel zueinander angeordnet. Das obere Ende 12 a des Pumpenzylinders 12 ist durch einen Zylinderkopfdeckel 13 und das obere Ende 22 a des Werkzeugzylinders 22 mittels eines Zylinderkopfdeckels 23 abgedichtet. Die oberen Enden der Zylinder 12, 22 befinden sich weitgehend auf gleicher Höhe. Da?, untere Ende 22b des Werkzeugzylinders 22 ist durch einen Deckel 24 abgedichtet und befindet sich unterhalb des unteren Endes 12 b des Pumpenzylinders 12, das wiederum durch ein Kurbelgehäuse 14 geschlossen ist. Die Innenräume der beiden Zylinder 12,22 stehen miteinander in ihren oberen und unteren Bereichen durch obere und untere Durchtritt-^ffnungcn 3, 4 in Verbindung. Die Öffnungen 3, 4 befinden sich in einer Zwischenwand 2 des Zylndcrblockes 1, welche die Zylinder 12, 22 voneinander trennt.As can be seen from FIG. 3, the impact device has a cylinder block 1 which is similar in cross section to an 8. A pump piston 11 is slidably arranged in a pump cylinder 12, while a free piston 21 is displaceable in the tool cylinder 22. Both cylinders are arranged parallel to each other. The upper end 12 a of the pump cylinder 12 is sealed by a cylinder head cover 13 and the upper end 22 a of the tool cylinder 22 is sealed by a cylinder head cover 23. The upper ends of the cylinders 12, 22 are largely at the same level. The lower end 22b of the tool cylinder 22 is sealed by a cover 24 and is located below the lower end 12b of the pump cylinder 12, which in turn is closed by a crankcase 14. The interiors of the two cylinders 12, 22 are connected to one another in their upper and lower regions through upper and lower passage openings 3, 4. The openings 3, 4 are located in an intermediate wall 2 of the cylinder block 1, which separates the cylinders 12, 22 from one another.

Die obere Begrenzungskante 3a der oberen Öffnung 3 liegt etwas niedriger als das obere Ende 22« des Werkzeugzylinders 22, so daß dadurch eine obere Pufferkammer 25 unterhalb des Zylinderkopfdeckels 23 gebildet wird, sobald die Oberseite des Freikolbens 21 die obere Begrenzungskante 3a der öffnung 3 passier!. Das Volumen der Pufferkammer 25 ist sehr klein, da der Abstand zwischen dem oberen Ende 22a ei».»; Wrrkzeugzylindcrs 22 und der oberen Begrenzungskantc 3a der Öffnung 3 kurz ist. Auf der dem Pumpenzylinder zugekehrten Seite ist die obere Beurenzungskante der Öffnung 3 abgeschrägt und bildet eine Fase 3' (F i g. 1). An Stelle dieser Ausbildung oder auch zusammen mit dieser kann die Oberseite des. Pumpenkolben 11 mit einer nach unten geneigten Fläche 11'(Fig. 1) versehen sein. Die Fase 3'der öffnung 3 und/oder die geneigte Oberfläche 11' des Pumpenkolbens 11 gewährleisten, daß die öffnung 3 niemals voll geschlossen ist, selbst dann, wenn der Pumpenkolben 11 seinen oberen Totpunkt erreicht. Der Durchmesser der oberen Öffnung 3 is>i so gewählt, daß die oberen Enden der Kolben 11 und 21 in ihren jeweiligen oberen Totpunkten stets unterhalb der unteren Begrenzungskante 3b der oberen Öffnung 3 liegen (Fig. 1). Weiterhin entspricht die Position der unteren Begrenzungskantc 4b der unteren Öffnung 4 weitgehend dem unteren Ende 126 des Pumpenzylinders 12, so daß sie aus diesem Grund weit oberhalb des unteren Endes 22fr des Werkzeugzylindcr.s 22 liegt. Durch diese Anordnung wird bei der Abwärtsbewegung des Freikolbcns 21 und beim Passieren der unteren Begrenzungskante 4h der Öffnung 4 durch das untere Ende des Freikolbens eine untere Piiffcrkammcr 26 von sehr großem Volumen geschaffen, die unmittelbar über dem Deckel 24 im Werkzeugzylinder liegt. Die vertikale Höhe der unteren Öffnung 4 ist größer als die der oberen öffnung 3, so daß dadurch trotz der großen Differenz in der Lage zwischen dem oberen Ende 12b des Pumpenzylinders und dem unteren Ende 22h des Werkzeugzylinders die Oberseiten sowohl des Pumpcnkolbens 11 als auch des Freikolbcns 21 an ihren unteren Totpunkten unterhalb der oberen Begrenzungskantc 4a der unteren Öffnung 4 liegen und auf diese Weise den oberen Bereich 4' iler unteren Öffnung 4 offen lassen (Fig. 2). Hierdurch können die Kolben 11 und 21 selbst als Schieberventil für die Umkehr des positiven und negativen Druckes in der oberen und unteren Kammer des Werkzeugzylinders 22 wirken. Daß die vertikale Ersireckung der oberen Öffnung 3 kleiner ist als die der unteren Öffnung 4, hat folgenden Grund:The upper delimiting edge 3a of the upper opening 3 is slightly lower than the upper end 22 ″ of the tool cylinder 22, so that an upper buffer chamber 25 is formed below the cylinder head cover 23 as soon as the top of the free piston 21 passes the upper delimiting edge 3a of the opening 3! . The volume of the buffer chamber 25 is very small, since the distance between the upper end 22a ei ».»; Wrrkzeugzylindcrs 22 and the upper limit edge 3a of the opening 3 is short. On the side facing the pump cylinder, the upper delimitation edge of the opening 3 is beveled and forms a bevel 3 '(FIG. 1). Instead of this design or together with it, the top of the pump piston 11 can be provided with a downwardly inclined surface 11 '(FIG. 1). The bevel 3 'of the opening 3 and / or the inclined surface 11' of the pump piston 11 ensure that the opening 3 is never fully closed, even when the pump piston 11 reaches its top dead center. The diameter of the upper opening 3 is selected so that the upper ends of the pistons 11 and 21 are always below the lower delimiting edge 3b of the upper opening 3 in their respective upper dead centers (FIG. 1). Furthermore, the position of the lower delimiting edge 4b of the lower opening 4 largely corresponds to the lower end 126 of the pump cylinder 12, so that for this reason it lies far above the lower end 22fr of the tool cylinder 22. As a result of this arrangement, a lower pin chamber 26 of very large volume is created during the downward movement of the free piston 21 and when passing the lower delimiting edge 4h of the opening 4 through the lower end of the free piston, which is located directly above the cover 24 in the tool cylinder. The vertical height of the lower opening 4 is greater than that of the upper opening 3, so that, despite the large difference in position between the upper end 12b of the pump cylinder and the lower end 22h of the tool cylinder, the upper sides of both the pump piston 11 and the free piston 21 lie at their lower dead points below the upper limiting edge 4a of the lower opening 4 and in this way leave the upper region 4 'iler lower opening 4 open (FIG. 2). As a result, the pistons 11 and 21 themselves can act as slide valves for reversing the positive and negative pressure in the upper and lower chambers of the tool cylinder 22. The reason why the vertical extension of the upper opening 3 is smaller than that of the lower opening 4 is as follows:

Im Kurbelgehäuse 14 ist eine Kurbelwelle 15 gelagert, die durch eine äußere, nicht dargestellte Kraft -In the crankcase 14 a crankshaft 15 is mounted, which by an external, not shown force -

ίο quelle angetrieben ist. Die Kraftübertragung erfolgt über einen Wellenflansch 16, der aus dem luftdichten Kurbelgehäuse 14 herausragt. Die Kurbelwelle 15 wird mit konstanter Drehzahl, d. h. bei einer bestimmten Drehzahl zwischen 100 bis 1200 U/min, angetrieben. Dadurch erhält der Pumpenkolben 11 über die Kurbelwelle 15 und ein Pleuel 17 die bekannte Hin- und Herbewegung.ίο source is powered. The power transmission takes place via a shaft flange 16 which protrudes from the airtight crankcase 14. The crankshaft 15 is at constant speed, i. H. at a certain speed between 100 and 1200 rpm. As a result, the pump piston 11 receives the known backward movement via the crankshaft 15 and a connecting rod 17. and float.

Im Deckel 24 ist ein Schlagbolzen 27 axial gleitend eingesetzt, der durch den Frcikolben 21 bei seinemIn the cover 24 a firing pin 27 is inserted axially slidably through the Frcikolben 21 at his

»ο Abwärtshub beaufschlagt wird. Am Deckel 24 ist außerdem eine Abstützung 29 befestigt, die einen Meißel 28 halten. Diesem wird indirekt über den Schlag bolzen 27 die Schlagenergie vom Freikolben 21 zugeführt.»Ο the downward stroke is applied. On the cover 24 is also a support 29 is attached which hold a chisel 28. This is indirectly via the blow Bolt 27 is supplied with the impact energy from the free piston 21.

»5 Die Antriebsleistung zur Drehung der Kurbelwelle 15 kann durch eine Verbrennungskraftmaschine, einen Hydraulikmoloi oder einen Elektromotor erzeugt werden. Es ist möglich, den Schlagbolzen 27 wegzulassen, so daß der Freikolben 21 unmittelbar das Ende des Meißels 28 beaufschlagt. Außerdem kann an Stelle der Unterteilung der unteren Öffnung 4 in zwei Öffnungen diese als eine einzige öffnung ausgeführt werden, sofern die Festigkeil der Trennwand 2 im Z\ linderblock 1 ausreichend hoch gehalten ist.»5 The drive power to rotate the crankshaft 15 can be generated by an internal combustion engine, a hydraulic unit or an electric motor will. It is possible to omit the firing pin 27 so that the free piston 21 immediately ends of the chisel 28 is applied. Also, instead of dividing the lower opening 4 into two Openings these are designed as a single opening, provided the fixed wedge of the partition 2 in the Z \ linder block 1 is held high enough.

Durch die Drehung der Kurbelwelle 15 vollzieh) der Pumpenkolben 11 regelmäßig und abwechselnd zuerst einen Aufwärtshub, in dessen Verlauf die Luf i in der oberen Kammer des Pumpenzylinder 12 komprimiert wird und in der unteren Kammer ein Untcrdruck entsteht. Anschließend wird ein Abwärtshuh vollzogen, in dessen Verlauf die Luft in der unteren Kammer komprimiert wird und in der oberen Kammer Unterdruck entsteht. Auf diese Weise wird im Werkzeugzylinder 22, der mit dem PumpenzylinderBy rotating the crankshaft 15 complete) the pump piston 11 regularly and alternately first an upward stroke, in the course of which the air i compressed in the upper chamber of the pump cylinder 12 and a negative pressure arises in the lower chamber. Then there is a downward slouch completed, in the course of which the air is compressed in the lower chamber and in the upper chamber Negative pressure is created. In this way, in the tool cylinder 22, which is with the pump cylinder

12 durch die Öffnungen 3 und 4 in Verbindung steht ebenfalls der Druck jeweils positiv bzw. negativ in der oberen bzw. unteren Kammer während des Aufwärtshubes des Pumpenkolbens 11 bzw. negativ und positiv während des Abwärtshubes. Vereinfacht ausgedrückt12 through the openings 3 and 4, the pressure is also positive or negative in the upper and lower chamber during the upward stroke of the pump piston 11 or negative and positive during the downstroke. In simple terms

bedeutet dies, daß der Frcikolben nach unten gedruckt wird, wenn der Druck in der oberen Kammer positiv und in der unteren Kammer negativ ist, so daß er dadurch seinen Arbeitshub unter Beaufschlagung des Schlagbolzens 27 vollzieht. Anschließend wird er aui seinem Aufwärlshub wieder zurückgeführt, sobald dei Druck in der oberen Kammer negativ und in der unteren Kammer positiv wird.this means that the piston is pressed down becomes when the pressure in the upper chamber is positive and negative in the lower chamber, so that it thereby its working stroke under the action of the firing pin 27 completes. Then he will aui its warm-up stroke is returned as soon as the pressure in the upper chamber is negative and in the lower one Chamber becomes positive.

Die Formulierungen »obere Kammer« und »untere Kammer« beziehen sich auf die Zylinderräumc oberThe formulations "upper chamber" and "lower chamber" relate to the cylinder spaces upper

halb und unterhalb des Kolbens, der diese beider Räume in der Weise voneinander trennt, daß mit zu nehmendem Volumen der einen Kammer infolge dei Kolbenbewegung das Volumen der anderen Kammei abnimmt. In dem dargestellten Ausführungsbeispie sind die Zylinderkammern 12 und 22 jeweils durcl die Kolben 11 und 21 voneinander getrennt.half and below the piston, which separates these two spaces in such a way that with The volume of the other chamber increases as the volume of one chamber increases as a result of the piston movement decreases. In the illustrated Ausführungsbeispie the cylinder chambers 12 and 22 are each Durcl the pistons 11 and 21 separated from each other.

Wenn der Pumpenkolben 11 sich in seinem obcrei Totpunkt befindet, hat der Frcikolben 21 seinen ArWhen the pump piston 11 is in its obcrei dead center, the Frcikolben 21 has its Ar

kr Pumpenkolben 11 nach Erreichen seineskr pump piston 11 after reaching his

[urne, in der Pufferkammer 26 Ihm se.ner Ahvs.u«; ^ mg obald er seinen unteren lotpunku u <- .. An liebem Punkt hai die Oberseüe des I-uk Il u. ίs ch bis unterhalb des oberen 1 e, es ^ "U[urn, in the buffer chamber 26 Him se.ner Ahvs.u «; ^ mg obald he his lower lotpunku u <- .. At a dear point the upper level of the I-uk Il u. ίs ch to below the upper 1 e, es ^ "U

m._; ^ ,_{r miu}._inandcr verbunden werdenm _.; ^, _{r miu} . _{inandcr be} connected

<■ _llnlcY_dmek. der in der unteren Kammer^ _p,_n/._vlinders entsteht, wirk, sieh auch durd, die ^ ₍₎. ₄ _m ^ tamcrds *_;k-<■ _llnlc Y _dm ek. that in the lower chamber ^ _p , _{n /} . _vlin ders arises, work, see also through, the ^ ₍₎ . ₄ _m ^ tamcrds * _; k-

desof

enzylinder aus (IMtcylinder from (IMt

geringeres VoIu-lower volume

O ", Pu^nkolhcn beweg, siel, n.ch .m^ '^ „,i.M _u„d die in der .,be.c, Kammer O ", Pu ^ nkolhcn Bewegungs , siel, n.ch .m ^ '^", iM _and the in the., Be.c, chamber

Ϊ hrcs Duriliströmens durch d.egroßc " fnuiiK 4 auf den Freikolben eine Kraft aus. d,c du. .nhrhi Gleich/eitig entsteht in de. oberen Kam ΪΙ Puni /Vlindcrs Unterdruck, der über du obere ) (nüng3 die in der oberen Kammer de W JrIcS niers enthaltene Luft ansaugt. Dk Fi_L 4 IWeigt den Pumpenkolben bei seinen Ab LSstuliom obe.en Totpunkt in einer Lage. dΪ hrcs Duriliströmens through the large c "fnuiiK 4 on the free piston. D, c du Chamber de W JrIc S niers sucks in air contained. Dk Fi _L 4 I inclines the pump piston at its Ab LSstuliom above dead center in one position

ti;: Antriebseinrichtung um 60 £..cr guW _Aus ^.^^ _{Grund enl}, _{d( sich d hoc}h. _]_ ^ _{Jn der ob} Kammer des Pum-ti ;: Drive device around £ 60 ..cr guW _Aus ^. ^^ _{reason enl} , _{d (} sich d hoc h. _] _ ^ _{Jn the ob} chamber of the pumping

k. π P , _{Jic ohere} öffnung 3 und wirkt aufk. π P, _{Jic ohere} opening 3 and acts on

pen ^.ι _Frciko,_bcns. _{da sic} sich auch abruptpen ^ .ι _Frciko , _bcns . _there is also abruptly

^„^ Kammer des Werk.eug.ylinders ent-"^ _{diesem nkl wlrkl}, _ie bcie.ts er-^ "^ Chamber of the Werk.eug.ylinders ent-" ^ _{this nkl wlrkl} , _ie bcie.ts-

>p _untcrhalbdes Freikolbens über d.e untere öff- ^ _Unlcrdruck. so daß der Freikolben den _{27 lt1} ^nem unteren Totpunk, m,t gro-> p _{below the} free piston above the lower opening _pressure . so that the free piston the _{27 lt1} ^ nem lower dead point, m, t large

ahrend der der positive Druckwhile the positive pressure

U _{nierende unglcichf}örm.g hm- und herge- _{Unevenly shaped} g hm and

^altSSSdrFSoibe^ in die obere Kammer des Pumpenzyl.nders em. de nun unter Unterdruck steht (Fig. ^4/ΐν\^°^η":ΐ, Pumpenkolben 11 seinen unteren Totpunkt er« ch« hat der Freikolben im allgemeinen bereits die obere öffnung 3 verschlossen und dadurch d,e obercPuf fcrkammcr 25 des Werkzeugzylinders mit seiner OberS abgedichtet. Demzufolge verdichtet der Freikolben die Luft in der Pufferkammer 2:, be» seiner weiteren Rückwärtsbewegung und erreicht auf Grund seiner Massenträgheit seinen oberen Totpunkt Au diesem Wege wird seine Gcschw.ndigke.t schnell WS auf Null verzögen.^ altSSSdrFSoibe ^ in the upper chamber of the pump cylinder em. The pump piston 11 is now under negative pressure (Fig. ^{4 / ΐν} \ ^ ° ^η ": ΐ, pump piston 11 has reached its bottom dead center. The free piston has generally already closed the upper opening 3 and thus also the upper chamber 25 of the tool cylinder As a result, the free piston compresses the air in the buffer chamber 2 during its further backward movement and, due to its inertia, reaches its top dead center.

Hicr/.u 2 Blatt Zcichnungcr^Hicr / .u 2 sheets of drawing cr ^

des beschnebenen Aus_füh_run_gs ^^ _{dgr Pumpenzyli}nder so ausgekgt wer den daß sein Durchmesser großer ist als derjemg. Werkzeugzylinders und daß das unter der Wir Pumpenkolbens in den Werkzeugzyhnde ^ ⁸ _{cschobeneLuftvo}lumenum etwa lOb.s 30% gro h _{vom Freikolben} benotigte, so daß deFrom the beschnebenen h _fo _r un _g s ^^ _{delta Pumpenzyli} Direction ausgekgt who so the that its diameter is larger than derjemg. Tool cylinder and that under the We pump piston in the Werkzeugzyhnde ^ ⁸ _{cschobeneLuftvo} lumenum about 30% lOb.s large h benotigte _{from the free piston} so that de

*£« _{mit einem} genügenden Luftüberschuß be ^r _Dies _]m ^ _{durch entsprechen}de At * £ « _{with a} sufficient excess of air for _this _{] m} ^ _{by corresponding} At

^ _{dcr Kurbe}lwellcndrehzahl auf die M^ ^ the _{crank shaft} speed to the M ^

fc ^ _{Freikolbcns sowie auf sonstlge} P₁ fc ^ _{Freikolbcns as well as other} P ₁

_cinste„_cn. _cinste " _cn .

409409

Claims

Patent claims:

1. Free piston pneumatic impact device, in which a free piston movable in a cylinder has a speed energy imparted to it by the controlled supply of a gaseous power transmission medium by hitting an impact tool that is slidably mounted in the cylinder axis in Converts impact energy, the free piston cylinder and a reciprocating one Compression piston leading compression cylinder arranged directly axially parallel adjacent and over those in the vicinity of the upper and lower free piston dead center, respectively, in one Partition between the two cylinders voigesehe nc openings are connected to each other, thereby characterized in that the compression piston a double-acting pump piston

(11) and both cylinders (12, 22) are a constant, self-contained, non-flammable power transmission medium, such as compressed air or the like. Contained, the openings connecting the two cylinders (3, 4) arranged axially extending in the partition wall (2) and both, each through the corresponding piston (11 or 12) separate chambers of one cylinder with the adjacent one and / or diagonally opposite chamber of the other cylinder are connected.

2. Impact device according to claim 1, characterized in that the lower opening (4) in two is divided in the axial direction superimposed openings, of which the axially higher located opening is the upper chamber of the free piston / cylinder (22) in the lower free piston dead center with the lower chamber of the pump valve

(12) connects.

3. Schlaggerat according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the upper and lower Öllnung (3 or 4) each at a distance from an upper one or lower cylinder closure deekcl (23lv.w. 24) opens into the free piston cylinder (22) and thereby an upper resp. lower buffer channels (25 or 26) is formed.

4. Impact device according to claim 3, characterized in that that the upper buffer chamber (25) has a smaller volume than the lower buffer chamber (26) owns.

5. Impact device according to claim 3 or 4, characterized in that the pump piston (11) the side facing the upper opening (3) is beveled in the direction of this (11).

6. Impact device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pump cylinder (12) has a larger volume than the free-corner cylinder (22).

7. Impact device according to one of claims 1 to A, characterized in that the pump piston (11) can be moved back and forth uniformly by means of a crankshaft (15) and a connecting rod (17).