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EP0099097A2 - Device for producing a working power, in particular for rams, presses or the like - Google Patents

Device for producing a working power, in particular for rams, presses or the like Download PDF

Info

Publication number
EP0099097A2
EP0099097A2 EP83106784A EP83106784A EP0099097A2 EP 0099097 A2 EP0099097 A2 EP 0099097A2 EP 83106784 A EP83106784 A EP 83106784A EP 83106784 A EP83106784 A EP 83106784A EP 0099097 A2 EP0099097 A2 EP 0099097A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
working
piston
piston rod
cylinder chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP83106784A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0099097A3 (en
Inventor
Horst Dipl.-Ing. Knäbel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0099097A2 publication Critical patent/EP0099097A2/en
Publication of EP0099097A3 publication Critical patent/EP0099097A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/10—Power-driven drivers with pressure-actuated hammer, i.e. the pressure fluid acting directly on the hammer structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J7/00—Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
    • B21J7/20—Drives for hammers; Transmission means therefor
    • B21J7/22—Drives for hammers; Transmission means therefor for power hammers
    • B21J7/28—Drives for hammers; Transmission means therefor for power hammers operated by hydraulic or liquid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/06—Means for driving the impulse member
    • B25D9/12—Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/14—Control devices for the reciprocating piston
    • B25D9/145—Control devices for the reciprocating piston for hydraulically actuated hammers having an accumulator

Definitions

  • the invention relates to a device for generating a worker according to the preamble of claim 1.
  • a device for generating a worker for example for shaping, deforming, compressing, striking and driving, is known, in which a displaceable working piston is arranged in a cylinder space of a housing.
  • This working piston is received by a separate piston rod that transmits the working force, which is led out from both ends of the housing and has a coupling device designed as a driver, via which the working force is transferred from the working piston to the piston rod on the one hand, and the working piston after the working stroke on the other hand into its starting position is deferred.
  • This coupling device also allows the piston rod to advance in the working direction at the end of the working stroke of the working piston.
  • the part of the cylinder chamber adjacent to the working surface of the working piston, the primary cylinder chamber, supplies the work force and is constantly under pressure from an energy store.
  • the part of the cylinder chamber located on the other side of the working piston, the secondary cylinder chamber, is with a pressure medium for force compensation before starting work of the working piston and both with the primary cylinder chamber connectable as well as connected to a relaxation unit without significant pressure loss.
  • the working piston and the piston rod are returned to the starting position, which is done by the pressure medium in the secondary cylinder space, the working piston normally strikes the wall of the housing, which would lead to its destruction.
  • a rubber buffer must be provided outside the housing in the area of the piston rod, for example. Here part of the available energy is converted into heat via internal friction, which is lost unused. The rubber buffer is gradually destroyed and must be replaced.
  • the invention has for its object to provide a device for generating a worker according to the preamble of claim 1 so that the energy still available when resetting the working piston and the piston rod can be stored and largely used in the subsequent working stroke, ie that the efficiency is improved.
  • a device for generating a worker is designed according to the characterizing part of claim 1.
  • This design causes the sleeve to be lifted from its stop on the housing when the working piston and the piston rod are reset after the first working stroke, so that both the working piston and the piston rod assume a different starting position before the next working stroke.
  • the energy stored by a kind of pre-tensioning of the sleeve is given off by the same to the working piston during the subsequent working stroke, so that with this device, a larger ar in every second and subsequent working stroke without additional energy expenditure force than is available on the piston rod during the first working stroke.
  • This improvement in efficiency results in a remarkable increase in performance and enables a smaller and therefore less expensive training or manufacture of the device for predetermined workers.
  • FIG. 1 of the drawing shows a device 1 for generating a worker, which is used for example as a ram and acts vertically.
  • This device 1 consists of a housing 2, drawn in one piece, but composed of several parts, with a stepped cylinder space 3, which is subdivided into a primary cylinder space 3 a and a secondary cylinder space 3 b by a working piston 4 that can be moved sealingly in the cylinder space 3.
  • the working piston 4 is sealingly held on a piston rod 5, which is guided out of the housing 2 with both ends sealed.
  • the piston rod 5 has diameters of different sizes on both sides of this projection 6.
  • the part 5a of the piston rod 5 which receives the working piston 4 is designed to be larger by a predetermined amount in diameter than the part 5b of the piston rod 5 which projects through the secondary cylinder space 3b, the purpose of these diameter differences being explained further below.
  • the part 5b of the piston rod 5 carries at its end protruding from the housing 2 a coupling 7, to which a sheet pile 8, only indicated, can be connected in the present example.
  • a sleeve 9 is slidably mounted in the primary cylinder chamber 3a, which encloses the part 5a of the piston rod 5 at a distance and, in its basic position shown in FIGS. 1 and 2, bears against an abutment 11 provided in the housing 2 with an outer, circumferential collar 10.
  • the stop 11 is in the illustrated embodiment stationary and integrally formed with the housing 2. It is also possible to produce the stop 11 separately from the housing 2 and to arrange it in a stationary or displaceable manner in the housing 2. In the case of a displaceable arrangement of a stop 11, a shoulder or the like must be provided in the housing 2, which determines the basic position of the stop 11 and thus the drawn initial position of the sleeve 9.
  • the working piston 4 bears against the end face 12 of the sleeve 9 facing it, so that the sleeve 9 thus determines the drawn basic or starting position of the working piston 4.
  • a plurality of radial grooves are in the end face 12 of the sleeve 9 13 incorporated, which ensure that in the drawn position of the working piston 4 and sleeve 9 the actual primary cylinder chamber 3a is connected to a space 14 separated by the working piston 4 and the sleeve 9 from the primary cylinder chamber 3a.
  • the sleeve 9 is sealingly guided in the housing 2 both in the region of the projection of the housing 2, which forms the stop 11, and in the region of the outer, circumferential collar 10.
  • a channel 15 opens into the cylinder space 3 or primary cylinder space 3b.
  • This channel 15 is connected, for example, to a reservoir for liquid pressure medium, not shown, and ensures that the gap or space 16 (FIG. 4) delimited by the sleeve 9 with the collar 10 and the housing 2 with the stop 11 is constantly depressurized.
  • the primary cylinder chamber 3a is connected via a channel 17 with a relatively large cross section to an energy store 18, which in this exemplary embodiment is designed as a piston accumulator and is filled with prestressed compressed gas, a pressure medium supply line 19 opening into the channel 17, which leads to a pressure medium source (not shown), for example a pump , connected.
  • This channel 21 is additionally connected, without any notable throttle resistance, to an expansion unit, not shown, of a known type, which can accommodate the expansion volume of the secondary cylinder space.
  • the sleeve 9 is brought into abutment with the collar 10 by the pressure prevailing in the primary cylinder space 3a, that is, the sleeve 9 takes on account of the different pressure-effective surfaces shown in FIGS 1 and 2 shown position and thus overcomes the force resulting from the differential area of the piston rod 5 and the pressure.
  • the same pressure as in the primary cylinder chamber 3a is also established in the secondary cylinder chamber 3b.
  • the differential area of the sleeve 9 acted upon by the pressure medium pressure must be larger than the difference surface of the piston rod 5 affected by the same pressure medium pressure or the external force or the spring force.
  • the V will now ER- connection between primary cylinder chamber 3a and the secondary cylinder chamber 3b locked and the secondary cylinder chamber 3b connected to the expansion unit, and relieved of pressure. This results in an abrupt load on the working piston 4 and thus on the piston rod 5.
  • a relative movement takes place between the piston rod 5 with the working piston 4 and the housing 2, the housing 2 and any additional mass possibly associated therewith acting as a reaction with respect to the ramming process, and opposing the piston rod 5 resting on the sheet pile 8 by means of the coupling 7 lift with piston 4 (Fig. 3).
  • the expansion volume which is displaced from the secondary cylinder space 3b during this blow and which is smaller than the total volume of the secondary cylinder space 3b is completely absorbed by the expansion unit.
  • the housing 9 and the sleeve 9 abutting the stop 11 of the housing 2 and the working piston 4 which is still at a distance between the sleeve 9 and the projection 6 move downward.
  • the kinetic energy still present is Transfer the housing 2 and any additional mass possibly connected to the housing 2 via the projection 6 to the piston rod 5 by interrupting the pressure equalization that is still present between the primary cylinder chamber 3a and the secondary cylinder chamber 3b by the frictional connection between the working piston 4 and the projection 6.
  • the pressure in the secondary cylinder space 3b is reduced.
  • the stop 11 slidably in the housing 2. This ensures that the sleeve 9 with its collar 10 does not hit the stop 11 hard.
  • the stop 11 must be designed such that it can be moved into its basic position, for example against a shoulder of the housing 2, by the pressure in the primary cylinder chamber 3a or in the chamber 14.
  • the sleeve 9 it is possible for the sleeve 9 to protrude at least partially from the primary cylinder chamber 3a.
  • the sleeve 9 has to be adjusted in its basic position by a separate pressure.

Landscapes

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Abstract

Such a device (1) consists of a working piston (4) which can be moved in a cylinder chamber (3), a piston rod (5) separated from the working piston (4) and capable of connection with the same by means of a coupling device (6), a primary cylinder chamber (3a) which delivers the working force and is continuously under the pressure of an energy store, and a secondary cylinder chamber (3b) which is pierced by the piston rod (5) is capable of being filled before the start of work with a pressure medium for equalising the power of the working piston (4) and which can be connected, on the one hand, to the primary cylinder chamber (3a) and, on the other hand, to a let-down unit. In order to be able to store the energy still available when the working piston (4) and piston rod (5) are reset and to be able to use it in the subsequent working stroke, an axially movable sleeve (9) which interacts with the working piston (4), which is capable of being brought to rest against a stop (11) by means of a circumferential shoulder (10) and which has various pressure-operative surfaces is arranged in the primary cylinder chamber (3a) (Figure 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Arbeitskraft nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for generating a worker according to the preamble of claim 1.

Aus der DE - OS 29 16 191 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Arbeitskraft, z.B. zum Umformen, Verformen, Verdichten, Schlagen und Antreiben bekannt, bei der in einem Zylinderraum eines Gehäuses ein verschiebbarer Arbeitskolben angeordnet ist. Dieser Arbeitskolben wird von einer getrennten, die Arbeitskraft übertragenden Kolbenstange aufgenommen, die beidendig aus dem Gehäuse herausgeführt ist und eine als Mitnehmer ausgebildete Koppeleinrichtung besitzt, über die einerseits die Arbeitskraft von dem Arbeitskolben auf die Kolbenstange übertragen und andererseits der Arbeitskolben nach dem Arbeitshub in seine Ausgangsstellung zurückgestellt wird. Diese Koppeleinrichtung gestattet darüberhinaus am Ende des Arbeitshubes des Arbeitskolbens ein Voreilen der Kolbenstange in Arbeitsrichtung. Der an die Arbeitsfläche des Arbeitskolbens angrenzende Teil des Zylinderraumes, der Primärzylinderraum,liefert die Arbeitskraft und steht dauernd unter dem Druck-eines Energiespeichers, Der auf der anderen Seite des Arbeitskolbens befindliche Teil des Zylinderraumes, der Sekundärzylinderraum, ist vor Arbeitsbeginn mit einem Druckmittel zum Kraftausgleich des Arbeitskolbens gefüllt und sowohl mit dem Primärzylinderraum verbindbar als auch ohne nennenswerten Druckverlust an eine Entspannungseinheit angeschlossen. Bei der Rückstellung des Arbeitskolbens und der Kolbenstange in die Ausgangsstellung, was durch das Druckmittel im Sekundärzylinderraum erfolgt, schlägt der Arbeitskolben normalerweise an die Wandung des Gehäuses an, was zu einer Zerstörung desselben führen würde. Um dies zu vermeiden, muß beispielsweise außerhalb des Gehäuses im Bereich der Kolbenstange ein Gummipuffer vorgesehen werden. Hier wird ein Teil der vorhandenen Energie über innere Reibung in Wärme umgesetzt, die ungenutzt verlorengeht. Der Gummipuffer wird dabei allmählich zerstört und muß ausgewechselt werden.From DE-OS 29 16 191 a device for generating a worker, for example for shaping, deforming, compressing, striking and driving, is known, in which a displaceable working piston is arranged in a cylinder space of a housing. This working piston is received by a separate piston rod that transmits the working force, which is led out from both ends of the housing and has a coupling device designed as a driver, via which the working force is transferred from the working piston to the piston rod on the one hand, and the working piston after the working stroke on the other hand into its starting position is deferred. This coupling device also allows the piston rod to advance in the working direction at the end of the working stroke of the working piston. The part of the cylinder chamber adjacent to the working surface of the working piston, the primary cylinder chamber, supplies the work force and is constantly under pressure from an energy store. The part of the cylinder chamber located on the other side of the working piston, the secondary cylinder chamber, is with a pressure medium for force compensation before starting work of the working piston and both with the primary cylinder chamber connectable as well as connected to a relaxation unit without significant pressure loss. When the working piston and the piston rod are returned to the starting position, which is done by the pressure medium in the secondary cylinder space, the working piston normally strikes the wall of the housing, which would lead to its destruction. To avoid this, a rubber buffer must be provided outside the housing in the area of the piston rod, for example. Here part of the available energy is converted into heat via internal friction, which is lost unused. The rubber buffer is gradually destroyed and must be replaced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Arbeitskraft gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß die bei der Rückstellung des Arbeitskolbens und der Kolbenstange noch vorhandene Energie gespeichert und weitgehend beim nachfolgenden Arbeitshub ausgenutzt werden kann, d.h., daß der Wirkungsgrad verbessert wird.The invention has for its object to provide a device for generating a worker according to the preamble of claim 1 so that the energy still available when resetting the working piston and the piston rod can be stored and largely used in the subsequent working stroke, ie that the efficiency is improved.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Arbeitskraft gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 ausgebildet.To achieve this object, a device for generating a worker is designed according to the characterizing part of claim 1.

Diese Ausbildung bewirkt, daß die Hülse bei der Rückstellung des Arbeitskolbens und der Kolbenstange nach dem ersten Arbeitshub von ihrem Anschlag am Gehäuse abgehoben wird, so daß sowohl der Arbeitskolben als auch die Kolbenstange vor dem nächsten Arbeitshub eine andere Ausgangslage einnehmen. Die dabei durch eine Art Vorspannung der Hülse gespeicherte Energie wird von derselben beim nachfolgenden Arbeitshub an den Arbeitskolben abgegeben, so daß bei dieser Vorrichtung ohne zusätzlichen Energieaufwand bei jedem zweiten und folgenden Arbeitshub eine größere Arbeitskraft als beim ersten Arbeitshub an der Kolbenstange zur Verfügung steht. Diese Verbesserung des Wirkungsgrades ergibt eine beachtliche Leistungssteigerung und ermöglicht bei vorgegebenen Arbeitskräften eine kleinere und damit preiswertere Ausbildung bzw. Herstellung der Vorrichtung.This design causes the sleeve to be lifted from its stop on the housing when the working piston and the piston rod are reset after the first working stroke, so that both the working piston and the piston rod assume a different starting position before the next working stroke. The energy stored by a kind of pre-tensioning of the sleeve is given off by the same to the working piston during the subsequent working stroke, so that with this device, a larger ar in every second and subsequent working stroke without additional energy expenditure force than is available on the piston rod during the first working stroke. This improvement in efficiency results in a remarkable increase in performance and enables a smaller and therefore less expensive training or manufacture of the device for predetermined workers.

Weitere Merkmale der Krafteinheit nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 - 9 offenbart.Further features of the power unit according to the invention are disclosed in claims 2-9.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in vereinfachter Weise dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen

  • Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und
  • Fig. 2 - 4 Ausschnitte der Fig. 1 mit den unterschiedlichen Stellungen von Kolbenstange, Arbeitskolben und Hülse.
The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in a drawing in a simplified manner. Show
  • Fig. 1 shows a section through a device according to the invention and
  • Fig. 2-4 sections of Fig. 1 with the different positions of the piston rod, working piston and sleeve.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist eine Vorrichtung 1 zum Erzeugen einer Arbeitskraft dargestellt, die beispielsweise als Ramme eingesetzt wird und senkrecht wirkt. Diese Vorrichtung 1 besteht aus einem einstückig gezeichneten, jedoch aus mehreren Teilen zusammengesetzten Gehäuse 2 mit einem abgestuften Zylinderraum 3, der durch einen dichtend im Zylinderraum 3 verschiebbaren Arbeitskolben 4 in einen Primärzylinderraum 3a und einen Sekundärzylinderraum 3b unterteilt ist. Zusätzlich ist der Arbeitskolben 4 dichtend auf einer Kolbenstange 5 gehalten, die mit ihren beiden Enden abgedichtet aus dem Gehäuse 2 herausgeführt ist. Zur Kraftübertragung von dem Arbeitskolben 4 auf die Kolbenstange 5 ist dieselbe mit einem umlaufenden Vorsprung 6 versehen. Beiderseits dieses Vorsprunges 6 weist die Kolbenstange 5 unterschiedlich große Durchmesser auf. Der den Arbeitskolben 4 aufnehmende Teil 5a der Kolbenstange 5 ist um ein vorbestimmtes Maß im Durchmesser größer ausgebildet als der durch den Sekundärzylinderraum 3b ragende Teil 5b der Kolbenstange 5, wobei weiter unten noch der Zweck dieser Durchmesser-Unterschiede erläutert wird. Der Teil 5b der Kolbenstange 5 trägt an seinem aus dem Gehäuse 2 herausragenden Ende eine Kupplung 7, an die im vorliegenden Beispiel eine nur angedeutete Spundbohle 8 anschließbar ist.1 of the drawing shows a device 1 for generating a worker, which is used for example as a ram and acts vertically. This device 1 consists of a housing 2, drawn in one piece, but composed of several parts, with a stepped cylinder space 3, which is subdivided into a primary cylinder space 3 a and a secondary cylinder space 3 b by a working piston 4 that can be moved sealingly in the cylinder space 3. In addition, the working piston 4 is sealingly held on a piston rod 5, which is guided out of the housing 2 with both ends sealed. For power transmission from the working piston 4 to the piston rod 5, the same is provided with a circumferential projection 6. The piston rod 5 has diameters of different sizes on both sides of this projection 6. The part 5a of the piston rod 5 which receives the working piston 4 is designed to be larger by a predetermined amount in diameter than the part 5b of the piston rod 5 which projects through the secondary cylinder space 3b, the purpose of these diameter differences being explained further below. The part 5b of the piston rod 5 carries at its end protruding from the housing 2 a coupling 7, to which a sheet pile 8, only indicated, can be connected in the present example.

Im Primärzylinderraum 3a ist eine Hülse 9 verschiebbar gelagert, die mit Abstand den Teil 5a der Kolbenstange 5 umschließt und in ihrer in den Fig. 1 und 2 gezeichneten Grundstellung mit einem äußeren, umlaufenden Bund 10 an einem im Gehäuse 2 vorgesehenen Anschlag 11 anliegt. Der Anschlag 11 ist im gezeichneten Ausführungsbeispiel ortsfest und einstückig mit dem Gehäuse 2 ausgebildet. Dabei ist es auch möglich, den Anschlag 11 getrenntvon Gehäuse 2 herzustellen und ortsfest oder verschiebbar im Gehäuse 2 anzuordnen. Bei einer verschiebbaren Anordnung eines Anschlages 11 muß im Gehäuse 2 eine Schulter oder dgl. vorgesehen werden, die die Grundstellung des Anschlages 11 und damit die gezeichnete Ausgangsstellung der Hülse 9 bestimmt.A sleeve 9 is slidably mounted in the primary cylinder chamber 3a, which encloses the part 5a of the piston rod 5 at a distance and, in its basic position shown in FIGS. 1 and 2, bears against an abutment 11 provided in the housing 2 with an outer, circumferential collar 10. The stop 11 is in the illustrated embodiment stationary and integrally formed with the housing 2. It is also possible to produce the stop 11 separately from the housing 2 and to arrange it in a stationary or displaceable manner in the housing 2. In the case of a displaceable arrangement of a stop 11, a shoulder or the like must be provided in the housing 2, which determines the basic position of the stop 11 and thus the drawn initial position of the sleeve 9.

In der gezeichneten Ausgangsstellung der Hülse 9 liegt der Arbeitskolben 4 an der ihm zugewandten Stirnfläche 12 der Hülse 9 an, so daß also die Hülse 9 die gezeichnete Grund- bzw. Ausgangsstellung des Arbeitskolbens 4 bestimmt In die Stirnfläche 12 der Hülse 9 sind mehrere radiale Nuten 13 eingearbeitet, die sicherstellen, daß in der gezeichneten Stellung von Arbeitskolben 4 und Hülse 9 der eigentliche Primärzylinderraum 3a mit einem durch den Arbeitskolben 4 und die Hülse 9 vom Primärzylinderraum 3a abgetrennten Raum 14 in Verbindung ist.In the drawn starting position of the sleeve 9, the working piston 4 bears against the end face 12 of the sleeve 9 facing it, so that the sleeve 9 thus determines the drawn basic or starting position of the working piston 4. A plurality of radial grooves are in the end face 12 of the sleeve 9 13 incorporated, which ensure that in the drawn position of the working piston 4 and sleeve 9 the actual primary cylinder chamber 3a is connected to a space 14 separated by the working piston 4 and the sleeve 9 from the primary cylinder chamber 3a.

Die Hülse 9 ist sowohl im Bereich des Vorsprunges des Gehäuses 2, der den Anschlag 11 bildet, als auch im Bereich des äußeren, umlaufenden Bundes 10 dichtend im Gehäuse 2 geführt. Im Übergangsbereich zwischen dem Bund 10, der Hülse 9 und dem im Durchmesser verringerten Teil der Hülse 9 mündet ein Kanal 15 in den Zylinderraum 3 bzw. Primärzylinderraum 3b. Dieser Kanal 15 ist beispielsweise mit einem nicht gezeichneten Vorratsbehälter für flüssiges Druckmittel verbunden und stellt sicher, daß der von der Hülse 9 mit dem Bund 10 und dem Gehäuse 2 mit Anschlag 11 begrenzte Spalt bzw. Raum 16 (Fig. 4) ständig drucklos ist.The sleeve 9 is sealingly guided in the housing 2 both in the region of the projection of the housing 2, which forms the stop 11, and in the region of the outer, circumferential collar 10. In the transition area between the collar 10, the sleeve 9 and the part of the sleeve 9 with reduced diameter, a channel 15 opens into the cylinder space 3 or primary cylinder space 3b. This channel 15 is connected, for example, to a reservoir for liquid pressure medium, not shown, and ensures that the gap or space 16 (FIG. 4) delimited by the sleeve 9 with the collar 10 and the housing 2 with the stop 11 is constantly depressurized.

Der Primärzylinderraum 3a ist über einen Kanal 17 mit verhältnismäßig großem Querschnitt mit einem in diesem Ausführungsbeispiel als Kolbenspeicher ausgebildeten und mit vorgespanntem Druckgas gefüllten Energiespeicher 18 verbunden, wobei in den Kanal 17 eine Druckmittel-Zufuhrleitung 19 mündet, die an eine nicht gezeichnete Druckmittelquelle, beispielsweise Pumpe, angeschlossen ist. Von dem Primärzylinderraum 3b führt ein Druckmittelkanal 20, an den eine nicht gezeichnete Leitung mit einem Steuerventil und/oder einem Rückschlagventil angeschlossen ist, zu einem Kanal 21 des Sekundärzylinderraumes 3b. Dieser Kanal 21 ist zusätzlich ohne nennenswerten Drosselwiderstand an eine nicht dargestellte Entspannungseinheit bekannter Bauart angeschlossen, die das Entspannungsvolumen des Sekundärzylinderraumes aufnehmen kann.The primary cylinder chamber 3a is connected via a channel 17 with a relatively large cross section to an energy store 18, which in this exemplary embodiment is designed as a piston accumulator and is filled with prestressed compressed gas, a pressure medium supply line 19 opening into the channel 17, which leads to a pressure medium source (not shown), for example a pump , connected. A pressure medium channel 20, to which a line (not shown) with a control valve and / or a check valve is connected, leads from the primary cylinder chamber 3b to a channel 21 of the secondary cylinder chamber 3b. This channel 21 is additionally connected, without any notable throttle resistance, to an expansion unit, not shown, of a known type, which can accommodate the expansion volume of the secondary cylinder space.

Für die Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird nun davon ausgegangen, daß mit Ausnahme des Kanales 15 alle freien Räume einschließlich Kanäle des Gehäuses 2 sowie alle Druckmittelleitungen vollständig mit flüssigem Druckmittel, beispielsweise Hydrauliköl, und der Energiespeicher 18 mit einem unter einem vorbestimmten Druck stehenden Gas gefüllt sind. Dabei nehmen alle beweglichen Teile der Vorrichtung 1 vorerst eine nicht genau definierte Stellung ein. Beim Anschalten der Pumpe baut sich in der Druckmittel-Zufuhrleitung 19, im Kanal 17 sowie im Primärzylinderraum 3a und im Raum 14 ein Druck auf, der zwischen 160 und 300 bar betragen kann. Dieser Druckaufbau bewirkt, daß der Kolben 22 des Energiespeichers 18 beispielsweise die in Fig. 1 gezeichnete Lage einnimmt. Dadurch, daß der Spalt bzw. Raum 16 drucklos ist, wird die Hülse 9 durch den im Primärzylinderraum 3a herrschenden Druck mit ihrem Bund 10 zum Anliegen an den Anschlag 11 gebracht, d.h., die Hülse 9 nimmt infolge ihrer unterschiedlichen druckwirksamen Flächen die in den Fig. 1 u.2 dargestellte Lage ein und überwindet damit die sich aus der Differenzfläche der Kolbenstange 5 und dem Druck ergebende Kraft. Über den Druckmittelkanal 20 und den Kanal 21, die über ein Steuerventil und/oder ein Rückschlagventil miteinander in Strömungsverbindung stehen, stellt sich auch im Sekundärzylinderraum 3b der gleiche Druck wie im Primärzylinderraum 3a ein. Dadurch, daß der Querschnitt der Kolbenstange 5 im Sekundärzylinderraum 3b kleiner als im Primärzylinderraum 3a ist, wird die Kolbenstange 5 durch den auf diese Differenzfläche wirkenden Druck aus ihren vorerst nicht genau definierbaren Stellung gegen den Arbeitskolben 4 bewegt, den sie dann an der Stirnfläche 12 der Hülse 9 zum Anliegen bringt (Fig. 1 und 2). Bei gleich großen Querschnitten der Kolbenstange 5 beiderseits des umlaufenden Vorsprunges 6 kann diese gezeichnete Ausgangsstellung auch durch eine äußere Kraft, eine Feder oder dgl. erreicht werden.For the explanation of the operation of the device 1 according to the invention, it is now assumed that, with the exception of the channel 15, all free spaces including channels of the housing 2 and all pressure medium lines completely with liquid pressure medium, for example hydraulic oil, and the energy store 18 with a below a predetermined Pressurized gas are filled. All moving parts of the device 1 initially assume a position that is not precisely defined. When the pump is switched on, a pressure builds up in the pressure medium supply line 19, in the channel 17 and in the primary cylinder chamber 3a and in the chamber 14, which pressure can be between 160 and 300 bar. This pressure build-up causes the piston 22 of the energy store 18 to assume the position shown in FIG. 1, for example. Because the gap or space 16 is depressurized, the sleeve 9 is brought into abutment with the collar 10 by the pressure prevailing in the primary cylinder space 3a, that is, the sleeve 9 takes on account of the different pressure-effective surfaces shown in FIGS 1 and 2 shown position and thus overcomes the force resulting from the differential area of the piston rod 5 and the pressure. Via the pressure medium channel 20 and the channel 21, which are in flow connection with one another via a control valve and / or a check valve, the same pressure as in the primary cylinder chamber 3a is also established in the secondary cylinder chamber 3b. Characterized in that the cross section of the piston rod 5 in the secondary cylinder chamber 3b is smaller than in the primary cylinder chamber 3a, the piston rod 5 is moved against the working piston 4 by the pressure acting on this differential surface from its initially not precisely definable position, which piston then 5 on the front surface 12 of the Sleeve 9 brings to bear (Fig. 1 and 2). If the cross-sections of the piston rod 5 are of the same size on both sides of the circumferential projection 6, this drawn starting position can also be achieved by an external force, a spring or the like.

Um sicherzustellen, daß dabei nicht die Hülse 9 mit ihrem Bund 10 von dem Anschlag 11 abhebt, muß die von dem Druckmitteldruck beaufschlagte Differenzfläche der Hülse 9 größer als die vom gleichen Druckmitteldruck beaufschlagte Differenzfläche der Kolbenstange 5 bzw. die äußere Kraft oder die Federkraft sein.To ensure that the sleeve 9 does not lift off with its collar 10 from the stop 11, the differential area of the sleeve 9 acted upon by the pressure medium pressure must be larger than the difference surface of the piston rod 5 affected by the same pressure medium pressure or the external force or the spring force.

Für die Durchführung des ersten Schlages wird nun die Ver- bindung zwischen Primärzylinderraum 3a und Sekundärzylinderraum 3b gesperrt und der Sekundärzylinderraum 3b mit der Entspannungseinheit verbunden und druckentlastet. Dies hat eine schlagartige Belastung des Arbeitskolbens 4 und damit der Kolbenstange 5 zur Folge. Dabei findet eine Relativbewegung zwischen der Kolbenstange 5 mit Arbeitskolben 4 und dem Gehäuse 2 statt, wobei in bezug auf den Rammvorgang das Gehäuse 2 und eine gegebenenfalls damit verbundene Zusatzmasse als Reaktion wirken und sich gegenüber der mittels der Kupplung 7 an der Spundbohle 8 anliegenden Kolbenstange 5 mit Arbeitskolben 4 heben (Fig. 3). Das bei diesem Schlag aus dem Sekundärzylinderraum 3b verdrängte Entspannungsvolumen, das kleiner ist als das Gesamtvolumen des Sekundärzylinderraumes 3b, wird von der Entspannungseinheit vollständig aufgenommen.For the implementation of the first beat, the V will now ER- connection between primary cylinder chamber 3a and the secondary cylinder chamber 3b locked and the secondary cylinder chamber 3b connected to the expansion unit, and relieved of pressure. This results in an abrupt load on the working piston 4 and thus on the piston rod 5. A relative movement takes place between the piston rod 5 with the working piston 4 and the housing 2, the housing 2 and any additional mass possibly associated therewith acting as a reaction with respect to the ramming process, and opposing the piston rod 5 resting on the sheet pile 8 by means of the coupling 7 lift with piston 4 (Fig. 3). The expansion volume which is displaced from the secondary cylinder space 3b during this blow and which is smaller than the total volume of the secondary cylinder space 3b is completely absorbed by the expansion unit.

Sobald dieses Entspannungsvolumen vollständig aufgebraucht ist, baut sich durch die noch nicht vollständig vom Schlag beendete Relativbewegung im Sekundärzylinderraum 3b ein geringfügig höherer Druck auf als im Primärzylinderraum 3a. Dies bewirkt, daß sich der Arbeitskolben 4 von dem umlaufenden Vorsprung 6 abhebt und mit dem Gehäuse 2 nach oben relativ auf die Hülse 9 zubewegt. Diese Bewegung hält so lange an, bis die noch vorhandene kinetische Restenergie durch äußere Widerstände oder durch die hydraulische Abstützung im Sekundärzylinderraum 3b aufgebraucht ist.As soon as this expansion volume has been completely used up, the relative movement in the secondary cylinder space 3b, which has not yet been completely stopped by the impact, builds up a slightly higher pressure than in the primary cylinder space 3a. This has the effect that the working piston 4 lifts off from the circumferential projection 6 and moves relative to the sleeve 9 with the housing 2 upwards. This movement continues until the remaining kinetic energy is used up by external resistances or by the hydraulic support in the secondary cylinder space 3b.

Anschließend bewegen sich das Gehäuse 9 sowie die am Anschlag- 11 des Gehäuses 2 anliegende Hülse 9 und der noch im Abstand zwischen der Hülse 9 und dem Vorsprung 6 befindliche Arbeitskolben 4 nach unten. Beim Auftreffen der an dem Anschlag 11 anliegenden Hülse 9 auf den Arbeitskolben 4 und damit des Arbeitskolbens 4 auf den Vorsprung 6 der Kolbenstange 5 wird die noch vorhandene kinetische Energie des Gehäuses 2 und einer evtl. mit dem Gehäuse 2 verbundenen Zusatzmasse über den Vorsprung 6 auf die Kolbenstange 5 übertragen, indem der soeben noch vorhandene Druckausgleich zwischen dem Primärzylinderraum 3a und dem Sekundärzylinderraum 3b durch den Kraftschluß zwischen dem Arbeitskolben 4 und dem Vorsprung 6 unterbrochen wird. Der Druck im Sekundärzylinderraum 3b wird abgebaut. Der Druck im Primärzylinderraum 3a steigt aufgrund des an ihn angeschlossenen Energiespeichers 18 nur geringfügig an. Dadurch hebt sich die Hülse 9 mit ihrem Bund 10 von dem Anschlag 11 des Gehäuses 2 ab (Fig. 4), was einer Vergrößerung des Sekundärzylinderraumes 3b gleichkommt. Durch die jetzt im Sekundärzylinderraum 3b befindliche Druckmittelmenge, die größer ist als vor dem ersten Schlag, und die beispielsweise infolge des Rückschlagventiles nicht abströmen kann, werden die Hülse 9, der Arbeitskolben 4 und die Kolbenstange 5 bis zur Einleitung des nächsten Schlages, der meistens sofort nach dem ersten Schlag erfolgt, in ihrer Stellung gemäß Fig. 4 gehalten.Subsequently, the housing 9 and the sleeve 9 abutting the stop 11 of the housing 2 and the working piston 4 which is still at a distance between the sleeve 9 and the projection 6 move downward. When the sleeve 9 abutting the stop 11 hits the working piston 4 and thus the working piston 4 on the projection 6 of the piston rod 5, the kinetic energy still present is Transfer the housing 2 and any additional mass possibly connected to the housing 2 via the projection 6 to the piston rod 5 by interrupting the pressure equalization that is still present between the primary cylinder chamber 3a and the secondary cylinder chamber 3b by the frictional connection between the working piston 4 and the projection 6. The pressure in the secondary cylinder space 3b is reduced. The pressure in the primary cylinder chamber 3a rises only slightly due to the energy store 18 connected to it. As a result, the sleeve 9 with its collar 10 stands out from the stop 11 of the housing 2 (FIG. 4), which is equivalent to an enlargement of the secondary cylinder space 3b. Due to the amount of pressure medium now in the secondary cylinder space 3b, which is greater than before the first stroke and which cannot flow out, for example as a result of the check valve, the sleeve 9, the working piston 4 and the piston rod 5 are usually immediately until the next stroke is initiated after the first blow, held in its position shown in FIG. 4.

Bei der Entspannung des Sekundärzylinderraumes 3b für den nächsten Schlag bewirkt der im Primärzylinderraum 3a herrschende Druck des Druckmittels infolge der druckbelasteten Differenzfläche der Hülse 9 eine verschiebung der Hülse 9 relativ zum Gehäuse 2 in Richtung auf den Anschlag 11, wobei diese zusätzliche Kraft über den Arbeitskolben 4, die Kolbenstange 5 und die Kupplung 7 auf die Spundbohle 8 übertragen wird. Dies bedeutet, daß ab dem zweiten Schlag die von der Kolbenstange 5 abzugebende Kraft größer ist als beim ersten Schlag. Beim dritten Schlag ist die abzugebende Kraft als Folge einer etwas größeren Rückstellenergie noch geringfügig größer als beim zweiten Schlag, wobei etwa ab dem vierten Schlag keine Krafterhöhung gegenüber dem vorhergehenden Schlag auftritt. Diese Krafterhöhung wird ohne zusätzliche Energieaufnahme erreicht und verbessert somit den Wirkungsgrad der Vorrichtung 1.When the secondary cylinder chamber 3b relaxes for the next stroke, the pressure of the pressure medium prevailing in the primary cylinder chamber 3a, due to the pressure-loaded differential area of the sleeve 9, causes the sleeve 9 to be displaced relative to the housing 2 in the direction of the stop 11, this additional force being exerted on the working piston 4 , The piston rod 5 and the clutch 7 is transferred to the sheet pile 8. This means that from the second stroke the force to be delivered by the piston rod 5 is greater than in the first stroke. The force to be released on the third stroke is slightly greater than on the second stroke as a result of a somewhat larger restoring energy, with no increase in force compared to the previous stroke occurring from the fourth stroke onwards. This increase in power is achieved without additional energy consumption and thus improves the efficiency of the device 1.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, den Anschlag 11 verschiebbar im Gehäuse 2 anzuordnen. Dies stellt sicher, daß die Hülse 9 mit ihrem Bund 10 nicht hart auf den Anschlag 11 auftrifft. In diesem Fall muß der Anschlag 11 jedoch so ausgebildet sein, daß er durch den Druck im Primärzylinderraum 3a bzw. im Raum 14 in seine Grundstellung, beispielsweise gegen eine Schulter des Gehäuses 2, bewegbar ist. Ferner ist es möglich, daß die Hülse 9 zumindest teilweise aus dem Primärzylinderraum 3a herausragt. Neben der für die Krafterhöhung erforderlichen Beaufschlagung durch den Druck im Primärzylinderraum muß sich die Hülse 9 durch einen gesonderten Druck in ihrer Grundstellung einstellen.In a modification of the illustrated embodiment, it is possible to arrange the stop 11 slidably in the housing 2. This ensures that the sleeve 9 with its collar 10 does not hit the stop 11 hard. In this case, however, the stop 11 must be designed such that it can be moved into its basic position, for example against a shoulder of the housing 2, by the pressure in the primary cylinder chamber 3a or in the chamber 14. Furthermore, it is possible for the sleeve 9 to protrude at least partially from the primary cylinder chamber 3a. In addition to the application of the pressure in the primary cylinder chamber, which is required for increasing the force, the sleeve 9 has to be adjusted in its basic position by a separate pressure.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Erzeugen einer Arbeitskraft, insbesondere für Rammen, Pressen und dgl., bestehend aus einem in einem Zylinderraum eines Gehäuses verschiebbaren Arbeitskolben, einer von dem Arbeitskolben getrennten, die Arbeitskraft übertragenden Kolbenstange und einer den Arbeitskolben mit der Kolbenstange verbindenden, ein Voreilen der Kolbenstange in Arbeitsrichtung zulassende Koppeleinrichtung sowie aus einem an die Arbeitsfläche des Arbeitskolbens angrenzenden, die Arbeitskraft liefernden und dauernd unter dem Druck eines Energiespeichers stehenden Primärzylinderraum und einem von der Kolbenstange durchdrungenen, vor Arbeitsbeginn mit einem Druckmittel zum Kraftausgleich des Arbeitskolbens gefüllten Sekundärzylinderraum, der einerseits mit dem Primärzylinderraum verbindbar und andererseits an eine Entspannungseinheit angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß im Primärzylinderraum (3a) eine axial verschiebbare, mit dem Arbeitskolben (4) zusammenwirkende und mit einem umlaufenden Bund (10) an einem Anschlag (11) zum Anliegen bringbare Hülse (9) mit unterschiedlichen druckwirksamen Flächen angeordnet ist.1. An apparatus for generating a worker, in particular for ramming, pressing and the like, consisting of a working piston which can be displaced in a cylinder space of a housing, a piston rod which is separate from the working piston and transmits the working force, and a piston which connects the working piston to the piston rod, leading the Piston rod in the working direction, as well as a coupling device adjacent to the working surface of the working piston, which supplies the work force and is constantly under pressure from an energy storage device, and a secondary cylinder space which is penetrated by the piston rod and filled with a pressure medium to compensate the force of the working piston before starting work Primary cylinder space can be connected and, on the other hand, is connected to a relaxation unit,
characterized in that an axially displaceable sleeve (9) with different pressure-effective surfaces is arranged in the primary cylinder chamber (3a), which cooperates with the working piston (4) and can be brought into contact with a circumferential collar (10) on a stop (11). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (9) vollständig im Primärzylinderraum (3a) angeordnet und ihre druckwirksamen Flächen vom Druck im Primärzylinderraum (3a) beaufschlagt sind.2. Device according to claim 1, characterized in
that the sleeve (9) is arranged completely in the primary cylinder chamber (3a) and its pressure-effective surfaces are acted upon by the pressure in the primary cylinder chamber (3a). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (9) zumindest teilweise außerhalb des Primärzylinderraumes (3a) angeordnet und ihre druckwirksamen Flächen zumindest teilweise vom Druck im Primärzylinderraum (3a) und einem gesonderten Druck, beispielsweise Gasdruck, beaufschlagt sind.3. Device according to claim 1, characterized in that
that the sleeve (9) is at least partially arranged outside the primary cylinder space (3a) and its pressure-effective surfaces are at least partially acted upon by the pressure in the primary cylinder space (3a) and a separate pressure, for example gas pressure. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag (11) fest angeordnet und/oder einstückig mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.4. Device according to one of claims 1-3, characterized in
that the stop (11) is fixed and / or is integrally connected to the housing (2). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag (11) verschiebbar im Gehäuse (2) angeordnet und durch den Druck im Primärzylinderraum (3a) gegen eine Schulter des Gehäuses (2) zum Anliegen bringbar ist.5. Device according to one of claims 1-3, characterized in
that the stop (11) is arranged displaceably in the housing (2) and can be brought into abutment against the shoulder of the housing (2) by the pressure in the primary cylinder space (3a). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnitte der Kolbenstange (5) beiderseits des Arbeitskolbens (4) bzw. der Koppeleinrichtung (6) gleich groß ausgebildet sind und auf die Kolbenstange (5) oder das Gehäuse (2) eine äußere Kraft einwirkt.6. Device according to one of claims 1-5, characterized in
that the cross sections of the piston rod (5) on both sides of the working piston (4) or the coupling device (6) are of the same size and an external force acts on the piston rod (5) or the housing (2). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Kolbenstange (5) im Sekundärzylinderraum (3b) kleiner als im Primärzylinderraum (3a) ist.7. Device according to one of claims 1-5, characterized in
that the cross section of the piston rod (5) in the secondary cylinder space (3b) is smaller than in the primary cylinder space (3a). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenzfläche der Kolbentange (5) unter Berücksichtigung der äußeren Kräfte kleiner als die Differenzfläche der Hülse (9) ist.8. The device according to claim 7, characterized in that
that the differential area of the piston rod (5), taking into account the external forces, is smaller than the differential area of the sleeve (9). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Verbindungskanal zwischen Primärzylinderraum (3a) und Sekundärzylinderraum (3b) ein schaltbares Ventil und/oder ein nur eine Strömung vom Primärzylinderraum (3a) zum Sekundärzylinderraum (3b) zulassendes Rückschlagventil angeordnet ist.9. Device according to one of claims 1-8, characterized in
that a switchable valve and / or a non-return valve allowing only a flow from the primary cylinder chamber (3a) to the secondary cylinder chamber (3b) is arranged in the connecting channel between the primary cylinder chamber (3a) and the secondary cylinder chamber (3b).
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