(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃部を含む打撃装置の１作動サイクルを制御する制御弁であって、
空間をその中に含むフレームと、
前記空間へ連結された少なくとも２つの圧力媒体流路と、
長手軸を有して前記フレームにおける前記空間に配設された細長い部品であり、かつその軸方向において第１の制御方向および第２の制御方向に移動可能であり、その作動サイクルにおいて前後に移動する場合に、前記圧力媒体流路を開閉するように配設された制御部とを含む制御弁において、該制御弁は、
第１の最端軸位置から第２の最端軸位置までとその戻りとの前記制御部の移動を意味する該制御弁の作動サイクルに含まれる複数の連結モーメントにおいて、前記圧力媒体流路を開閉して前記衝撃部の１つ以上の作動正圧面に作用する圧力媒体を制御し、
該制御弁の１作動サイクルにおいて、前記打撃装置に作用する圧力を制御することによって、前記打撃装置において少なくとも２つの衝撃パルスを生成することを特徴とする制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の制御弁において、
前記制御部は、外周および内周を含む細長いスリーブであり、
該制御弁は、少なくとも１つの第１の作動圧力空間および少なくとも１つの第２の作動圧力空間を含み、
該制御弁は、前記制御部がその方向を変えたときに圧力媒体を第１の作動圧力空間へ供給する第１の制御圧流路を含み、
該制御弁は、前記制御部がその方向を変えたときに圧力媒体を第２の作動圧力空間へ供給する第２の制御圧流路を含み、
該制御弁は、第１の作動圧力空間で有効な圧力媒体の影響を受けて、第１の制御方向において前記制御部を移動させるように配設された少なくとも１つの第１の作動正圧面を含み、
該制御弁は、第２の作動圧力空間で有効な圧力媒体の影響を受けて、第２の制御方向において前記制御部を移動させるように配設された少なくとも１つの第２の作動正圧面を含み、
前記作動圧力空間は、前記フレームの前記空間において前記制御部の周囲に設けられることを特徴とする制御弁。
【請求項３】
請求項１に記載の制御弁において、前記制御部は、外部からの機械的な作動力を該制御部へもたらす少なくとも１つの連結部を含むことを特徴とする制御弁。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の制御弁において、前記制御部は開口部を含み、該制御弁の前記フレームは前記圧力媒体流路を含み、連結モーメントで前記圧力媒体流路と連結される前記制御部の開口部のサイズは、作動サイクル中に、各連結モーメントにおいて、該連結モーメントにおける前記制御部の速度に拘らず、前記開口部が実質的に同じ時間連結されるように決められていることを特徴とする制御弁。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の制御弁において、前記制御部は開口部を含み、該制御弁の前記フレームは前記圧力媒体流路を含み、前記連結モーメントで前記圧力媒体流路と連結される前記開口部の位置は、作動サイクル中に、連続する開口モーメント間の時間差を実質的に一定にするように決められていることを特徴とする制御弁。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の制御弁において、
前記制御部は開口部を含み、該制御弁の前記フレームは前記圧力媒体流路を含み、
該制御弁は、少なくとも２つの平行な圧力媒体流路を含み、そこで圧力媒体の流れの方向が同じであり、
１つの制御方向における前記制御部の移動に応じて、前記平行圧力媒体流路と、該制御弁の前記フレームにおける少なくとも１つの流路との間において複数の連結を実質的に同時に開くことを特徴とする制御弁。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の制御弁において、該制御弁の第１の最端位置から第２の最端位置までとその戻りとの１作動サイクルにおいて、前記打撃装置において４つの衝撃パルスを生成することを特徴とする制御弁。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の制御弁において、該制御弁の第１の最端位置から第２の最端位置までとその戻りとの１作動サイクルにおいて、前記打撃装置において６つの衝撃パルスを生成することを特徴とする制御弁。
【請求項９】
圧力媒体の圧力を打撃装置における衝撃部の少なくとも１つの作動正圧面に対して作用させて衝撃パルスを生成し、
少なくともフレームおよび制御部を含む、少なくとも１つの制御弁を用いて前記圧力媒体を制御し、
前記制御部をその作動サイクルによって長手の軸の方向において第１の制御方向および第２の制御方向に移動させ、
前記打撃装置へ通じる圧力媒体流路を前記制御部の作動サイクルによって開閉し、
前記制御弁の１作動サイクルの間に、前記制御部を、第１の制御方向における第１の最端軸位置から第２の制御方向における第２の最端軸位置までとその戻りとにて移動させる打撃装置の作動サイクルの制御方法において、該方法は、
前記制御弁の作動サイクルにおける複数の連結モーメントにおいて前記圧力媒体流路を開閉して、前記衝撃部の１つ以上の作動正圧面に作用する圧力媒体を制御することによって、前記打撃装置において前記制御弁の１作動サイクルごとに複数の衝撃パルスを生成することを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御方法において、前記圧力媒体を前記制御部の作動正圧面へ搬送することによって前記制御部を移動することを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の制御方法において、クランク機構によって前記制御部を移動することを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の制御方法において、前記クランク機構の速度を調節することによって前記打撃装置の衝撃周波数を調節することを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
請求項９ないし１２のいずれかに記載の制御方法において、前記打撃装置において前記制御弁の１作動サイクルごとに２つの衝撃パルスを生成することを特徴とする制御方法。
【請求項１４】
請求項９ないし１２のいずれかに記載の制御方法において、前記打撃装置において前記制御弁の１作動サイクルごとに４つの衝撃パルスを生成することを特徴とする制御方法。
【請求項１５】
請求項９ないし１２のいずれかに記載の制御方法において、前記打撃装置において前記制御弁の１作動サイクルごとに６つの衝撃パルスを生成することを特徴とする制御方法。
【請求項１６】
請求項９ないし１５のいずれかに記載の制御方法において、少なくとも２つの平行な圧力媒体の流れを前記制御弁を介して搬送し、同一方向に流れる圧力媒体の流れを前記衝撃部の少なくとも１つの作動正圧面へ搬送して、衝撃パルスを生成することを特徴とする制御方法。
【請求項１７】
請求項９ないし１５のいずれかに記載の制御方法において、少なくとも２つの平行な圧力媒体の流れを前記衝撃部の少なくとも１つの作動正圧面から離して搬送して、衝撃パルスを生成することを特徴とする制御方法。
【請求項１８】
少なくとも、
フレームと、
少なくとも１つの圧力媒体流路へ連結された少なくとも１つの第１の作動正圧面を有して、作動正圧面に対する圧力媒体の圧力の影響を受けることによって衝撃パルスを生成するように、前記フレーム内に設けた空間に配設された衝撃部と、
長手の軸の方向に移動可能であり、前記衝撃部へ通じる少なくとも１つの圧力媒体流路の圧力媒体の供給に作用するように配設された制御部を有する、少なくとも１つの制御弁とを含む砕岩用打撃装置において、
前記制御弁が、その第１の最端軸位置から第２の最端軸位置までとその戻りとの作動サイクルに含まれる複数の連結モーメントにおいて、前記圧力媒体流路を開閉して前記衝撃部の１つ以上の作動正圧面に作用する圧力媒体を制御し、
前記制御弁が、その１作動サイクルにおいて、該打撃装置に作用する圧力を制御することによって、該打撃装置において少なくとも２つの衝撃パルスを生成することを特徴とする打撃装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の打撃装置において、
前記制御弁は、作動正圧面を設けたスリーブ状制御部を含み、
前記作動正圧面に対して有効な圧力媒体の影響を受けて前記制御部が制御方向に移動することを特徴とする打撃装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の打撃装置において、前記制御部の移動はクランク機構によって制御されることを特徴とする打撃装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の打撃装置において、該打撃装置の衝撃周波数は前記クランク機構の速度を調節することによって調節されることを特徴とする打撃装置。
【請求項２２】
請求項１８ないし２１のいずれかに記載の打撃装置において、
前記制御弁は、少なくとも２つの平行な圧力媒体流路を含み、その方向において、圧力媒体の流れが同一であり、
１つの制御方向における前記制御部の移動に応じて、前記平行圧力媒体流路と、前記制御弁の前記フレームにおける少なくとも１つの流路との間において複数の連結を実質的に同時に開くことを特徴とする打撃装置。
【請求項２３】
請求項１８ないし２２のいずれかに記載の打撃装置において、前記制御弁の第１の最端位置から第２の最端位置までとその戻りとの１作動サイクルにおいて、該打撃装置において４つの衝撃パルスを生成することを特徴とする打撃装置。
【請求項２４】
請求項１８ないし２２のいずれかに記載の打撃装置において、前記制御弁の第１の最端位置から第２の最端位置までとその戻りとの１作動サイクルにおいて、該打撃装置において６つの衝撃パルスを生成することを特徴とする打撃装置。
【請求項２５】
請求項１８ないし２４のいずれかに記載の打撃装置において、
前記衝撃部は、圧縮バーであり、
前記衝撃部は、前記作動正圧面へ搬送される圧力媒体の影響を受けて、該打撃装置のフレームに対して押すように配設されて、前記衝撃部が長手方向に圧縮するように配設され、
前記制御弁が前記作動正圧面に作用する前記圧力媒体を迅速に排出するときに、前記衝撃部がその元の長さに戻って、衝撃パルスを生成することを特徴とする打撃装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
本発明は、その長手方向に前後に可動の制御弁に関するものであって、この制御弁が配設されて打撃装置へ通じる圧力流路を開閉する。さらに、本発明は、打撃装置の作動サイクルの制御方法、および砕岩用打撃装置に関するものである。
【０００２】
砕岩には、工具を介して衝撃パルスを岩に発する打撃装置を装備した打撃ハンマおよびさく岩機が用いられる。打撃装置は、打撃ピストンなどの衝撃部を含み、その作動正圧面には圧力媒体が作用して、衝撃部が配設されて所要の衝撃パルスを生成する。衝撃部に作用する圧力媒体は、制御弁を連結して圧力媒体流路を開閉することによって制御することができる。本技術に公知のように、打撃装置の衝撃周波数の増大により、通常、砕岩が向上する。しかし、既存の制御弁は、衝撃周波数の増大を制限している。
【発明の簡単な説明】
【０００３】
本発明は、新規の改善した制御弁および打撃装置、ならびに打撃装置の作動サイクルの制御方法を提供することを目的とする。
【０００４】
本発明の制御弁は、制御弁の作動サイクルが複数の連結モーメントを含んで圧力媒体流路を開閉し、制御弁の第１の最端位置から第２の最端位置までとその戻りとの１作動サイクルが配設されて打撃装置において少なくとも２つの衝撃パルスを生じることを特徴とする。
【０００５】
本発明の方法は、制御弁の１作動サイクル間において複数の連結モーメントで圧力媒体流路を開閉し、打撃装置において制御弁の１作動サイクルごとに複数の衝撃パルスを生じることを特徴とする。
【０００６】
本発明の打撃装置は、制御弁の１作動サイクルが複数の連結モーメントを含んで圧力媒体流路を開閉し、制御弁の第１の最端位置から第２の最端位置までとその戻りとの１作動サイクルが配設されて打撃装置において少なくとも２つの衝撃パルスを生じることを特徴とする。
【０００７】
本発明の基礎となる概念では、制御弁が制御部を含み、これは第１の制御方向および第２の制御方向において長手方向に移動することができ、その作動サイクルによる連結モーメントにおいて、制御部が配設されて圧力媒体流路を開閉し、衝撃部の１つ以上の作動正圧面に作用する圧力媒体を制御可能にしている。さらに、制御部の１つの前後の運動、すなわち１作動サイクルが配設されて制御部の複数の連結モーメントで圧力媒体流路を開閉して、弁の１作動サイクルごとに打撃装置で複数の衝撃パルスが生成される。たとえば、２つ、４つまたは６つの衝撃パルスが配設されて制御弁の１作動サイクルごとに生成されてよい。連結モーメントにおいて、圧力媒体の流れを一方向に配設して打撃装置の方へ向け、またはそこから離すことができる。あるいは、１つの連結モーメントにおいて、圧力媒体を配設して第１の流路に沿って打撃装置の方へ向け、さらに第２の流路に沿って打撃装置から離して流すことができる。したがって、連結モーメントにおいて、制御弁が配設されて少なくとも２つの圧力媒体流路間で連結部を開いている。
【０００８】
本発明は、制御弁の作動サイクルが複数の連結モーメントを含む場合、弁の作動周波数を打撃装置の作動周波数よりも数倍低くできるという利点がある。このような場合、打撃装置の作動周波数が非常に高く決められていても、制御弁の作動周波数を合理的にすることができる。さらに、低い作動周波数を有する制御弁は、その構成および制御がより容易である。またさらに、低い作動周波数を有する弁は、高速作動弁よりも摩耗が少ない。
【０００９】
本発明の一実施例の基礎となる概念では、制御部が第１の制御方向および／または第２の制御方向へ移動した場合、制御部が配設されて２つ以上の平行な圧力媒体流路を実質的に同時に開いている。このような場合、圧力媒体を２つ以上の異なる流路に沿って打撃装置の１つ以上の作動正圧面へ流して衝撃パルスを生成することができる。平行流路において、圧力媒体の流れの方向は同一である。あるいは、打撃装置の適用方法によっては、制御部は、圧力媒体を衝撃部の作動正圧面から複数の平行流路に沿って排出流路へ搬送するのに用いることができ、これによって衝撃パルスを生成する。複数の平行流路は、弁を通る容積流を充分に増大することができる。
【００１０】
本発明の一実施例の基礎となる概念では、制御弁は、圧力媒体によって、たとえば液圧によって用いることにある。制御弁は、フレームおよびスリーブ状の制御部を含む。制御部は、弁のフレームに設けた空間に配設されてそれを軸方向に移動させることができる。制御部の外周には、制御部を取り巻く作動圧力空間に配置された複数の作動正圧面が設けられる。制御部を作動圧力空間において圧力媒体の圧力に作用することによって移動させることができ、これによって圧力が作動正圧面に作用する。さらに、制御部は、スリーブの外面の側からスリーブの内面の側へ延びている１つ以上の開口部を含む。制御部を軸方向へ移動させることによって、開口部をフレームに設けた圧力媒体流路に配置したり、そこから離して配置したりして、圧力媒体の流れを制御することができる。
【００１１】
本発明の一実施例の基礎となる概念では、制御弁の制御部は、外部からの作動力を少なくとも１つのアクチュエータからそこにもたらすことによって機械的に用いられる。
【００１２】
本発明の一実施例の基礎となる概念では、制御弁の制御部は、クランク機構によって用いられる。クランク機構は、少なくともクランク、および適切な連結部によって制御部に連結された連結バーを含んでいる。さらに、クランク機構は、はずみ車を含んでもよい。
【００１３】
本発明の一実施例の基礎となる概念では、作動サイクル中に連結モーメントに連結される開口部のサイズを決めて、各連結モーメントにおいて、連結モーメントの制御部の速度に拘らず、開口部が実質的に同じ時間だけ連結されている。制御部の運動が調和しない場合、その結果として生じる欠点は、開口部を正しく寸法決めすることによって補正することができる。
【００１４】
本発明の一実施例の基礎となる概念では、連結モーメントで連結される開口部の位置を決めて、作動サイクル中に連続する開口モーメント間の時間差を実質的に一定にしている。
【００１５】
本発明の一実施例の基礎となる概念では、圧力媒体を作動油にしている。
【００１６】
次に、添付の図面において、本発明をより詳細に説明する。
【００１７】
明確にするために、図面は、簡略な方式で本発明を示す。同様の参照番号は、同様の部分を示す。
【発明の詳細な説明】
【００１８】
図１および図２は、打撃装置１の構造および作動原理を示している。この場合、打撃装置１は打撃ピストン8aを有し、これは、圧力媒体によって衝撃方向Ａおよび戻り方向Ｂにおいて前後に移動可能であり、打撃ピストンの衝撃面18が配設されて打撃ピストン8aの前部に配置された工具17に対して打撃し、衝撃パルスを工具17上に生成して砕岩する。したがって、打撃ピストン8aは、衝撃パルスを生成する衝撃部８として作動する。打撃ピストン8aの作動サイクルを、制御弁２により圧力空間20における圧力媒体を制御して、打撃ピストン8aに作用することによって制御することができる。適用方式によっては、他の圧力空間、例えば圧力空間11において有効な圧力も制御することができる。一般的に、圧力媒体は作動油である。
【００１９】
図１において、打撃ピストン8aは、工具17をまさに打撃していて、打撃ピストン8aは、新規のストロークのために戻り方向Ｂに戻ろうとしている。制御弁２は、打撃ピストン8aの後端部における圧力空間20から、タンクへ通じる流路7cへの連結部を開いていて、圧力媒体の圧力が打撃ピストン8aの後端部における作動正圧面に実質的には作用しない。連結部は、圧力供給源30から流路10を介して打撃ピストン8aの周囲の圧力空間11までに設けられて、圧力媒体の圧力が打撃ピストン8aの作動正圧面12a ないし12c に作用し、これらは寸法決めされて打撃ピストン8aが方向Ｂに戻り運動を開始する。
【００２０】
図２において、打撃ピストン8aは、衝撃方向Ａにおいて衝撃運動を開始しようとしている。制御弁２は、流路7aから流路7bへの、さらには圧力空間20への連結部を開いていて、圧力供給源30から供給された圧力媒体の圧力が作動正圧面９に作用する。衝撃方向Ａに向いている作動正圧面を、打撃ピストン8aの戻り方向Ｂにおいて有効な作動正圧面よりも、明らかに大きくして寸法決めして、打撃ピストン8aが工具17の方へ高速で移動を開始し、それを打撃する。
【００２１】
打撃装置１を実施例のために図１および図２に示す以外の方法で実行することができることは、当業者には全く明らかである。衝撃部８は、複数のさまざまな肩および作動正圧面を含むことができる。さらに、制御弁２が配設されて圧力媒体を全ての作動正圧面へまたはいくつかの作動正圧面だけへ搬送することができる。
【００２２】
図３は、本発明の制御弁２の一実施例を示している。制御弁２を使用する手段を、弁の第１の端部セクション上に設けられた作動部90に配設することができるが、圧力媒体を制御する手段、すなわち連結手段は、弁の第２の端部セクション上に設けられた制御部91に配設することができる。制御弁２は、フレーム３および制御部５を含んでいる。制御部５は、細長いスリーブ状部品であってよく、これは、フレーム３に関して軸方向に移動することができる。制御部５は、方向Ａにおいて有効であり、制御弁２の第１の作動圧力空間61に連結された第１の作動正圧面60を含むことができる。さらに、制御部５は、方向Ｂに有効であり、制御弁２の第２の作動圧力空間63に連結された第２の作動正圧面62を含むことができる。制御部５の外周は、肩64を含むことができ、これは、制御部５を軸方向に移動させた場合、作動圧力空間61および63から排出流路65への連結部を開閉することができる。またさらに、軸方向における制御部５の運動が配設されて第１の制御圧流路66から第１の作動圧力空間61への連結部を開閉する。同様に、制御部５が配設されて第２の制御圧流路67から第２の作動圧力空間63への連結部を開閉することができる。図３において分かるように、スリーブの外周には、肩64の両側に窪みを設けることができる。窪みは、作動圧力空間61および63の容積を増大させることができる。さらに、作動圧力空間61および63を、連結流路68および69によって、スリーブの内側のフレーム部3aに設けられた追加の空間70および71へ連結することができる。追加の空間70および71は、作動圧力空間61および63の容積を増大させることを目的とする。場合によっては、制御部５だけ、あるいは追加の空間70および71だけに設けられた窪み80によって、作動圧力空間61および63の容積を十分に増大することができる。作動圧力空間61および63が十分に大きな容積を有している場合、圧力エネルギーがその中に蓄積され、以下に示す方法で制御部５を軸方向に移動させるのに利用することができる。図３において、制御部５は中央位置に示されるが、ここから方向Ａにおける第１の最端位置へ移動させることができ、さらに同様に、方向Ｂにおける第２の最端位置へ移動させることができる。したがって、制御部５は、その両最端位置ばかりでなく、中央位置においても制御機能を行うことができる。
【００２３】
図３の制御部５には、複数の平行する排出流路72a ないし72c を設けることができ、制御部５が中央位置にある場合、圧力媒体を、これらに沿って打撃装置１からタンクに通じる流路73へ流すことができる。制御部５を方向ＡまたはＢにおいて中央位置から移動させた場合、平行排出流路72a ないし72c から流路73への連結部が閉じる。これと同時に、圧力流路74から作動圧流路75a または75b への連結部が開く。したがって、図３の制御弁２の作動サイクルは、複数の連結モーメントを含んでいる。図３の制御弁２が第１の最端位置から第２の最端位置へ移動する場合、左から右への片道移動中に２つの制御機能を行うことができる。第１の最端位置において、圧力媒体を作動圧流路75a に沿って打撃装置１へ進めることができ、中央位置において、圧力媒体を平行排出流路72a ないし72c に沿って打撃装置１からタンクへと排出させることができ、さらに、第２の最端位置において、圧力媒体を流路75b に沿って打撃装置１へと供給する。制御弁２が打撃装置１に連結されて、方向ＡまたはＢにおける軸方向への制御部５の１回の運動により、打撃装置１で１つの衝撃パルスを生成することができる。したがって、打撃装置１の作動周波数を、制御弁２の作動周波数に比べて倍にすることができる。制御弁の１作動サイクルに複数の連結モーメントが設けられている場合、打撃装置１において、制御弁２の１作動サイクルごとに多数でかつ偶数の衝撃を生成することができる。このような場合、制御弁２の作動周波数の比を、打撃装置１の衝撃周波数に関してさらに小さくし、たとえば1/4 、1/6 などにすることができる。平行で実質的に同時に開く排出流路72a ないし72c の数を決めて、平行流路が互いに十分に大きな断面積を形成し、所要の流れを弁を介して迅速に搬送可能にすることができる。
【００２４】
図３に示す制御弁２は、配設されて外部制御なしで独立して位置を変えることができる。制御部５が第１の最端位置にある場合、すなわち左へ移動している場合、第２の作動圧力空間63が第２の制御圧流路67へ連結される。このとき、第１の作動圧力空間61が排出流路65へ連結されるので、制御部５が方向Ｂへ動かそうとする力を受ける。同時に、圧力エネルギーが第２の作動圧力空間63およびその追加空間71に蓄積される。制御部５が方向Ｂにおける最端位置d0から所定の位置dpへ移動する場合、第２の制御圧流路67から第２の作動圧力空間63への連結部が閉じる。この状態において、第２の作動圧力空間63から排出流路65への連結部は、まだ閉じている。第２の作動圧力空間63に蓄積された圧力エネルギーは、制御部５の方向Ｂにおける運動を継続させる。したがって、これは第２の作動圧力空間63における圧縮された圧力媒体が膨張して、圧力エネルギーが運動エネルギーに変換することを意味している。制御部５が所定の位置dtに到達する場合、肩64は、第２の作動圧力空間63から排出流路65への連結部を開く。さらに、制御部５が方向Ｂに移動して中央位置を過ぎると、肩64が第１の作動圧力空間61から排出流路65への連結部を閉じる。その結果、制御部５がさらに右に移動すると、第１の作動圧力空間61における圧力が増大する。制御部５がさらに方向Ｂにおける運動を続ける場合、第１の作動圧力空間61から第１の制御圧流路66への連結部が開く。したがって、第１の作動圧力空間61で有効な圧力媒体は、第１の制御圧流路66へ浸透することができる。制御部５がその最端位置の方へ移動するとき、その制御部の運動エネルギーが減衰する。制御部５の第１の作動正圧面60に作用する力は、最終的に制御部５を停止させて、その運動方向を変えさせる。その後、制御部５は、反対方向Ａにその速度を加速し始める。制御弁の構造および操作を両方向において対称になるように配設しているため、上述の段階が繰り返される。制御部５は、圧力媒体が制御圧流路66および67へ供給される限り、外部制御なしで前後運動を継続する。
【００２５】
図３および図４の制御弁２において、制御部５の最端位置における運動は、密閉圧力空間によって減衰することができる。したがって、制御部５は、機械的に停止されず、この場合、制御部５およびフレーム３の軸方向の面は、摩耗する機械応力を受けない。
【００２６】
図４に示す制御弁２は、配設されてその最端位置間の前後運動を図３に示す制御弁と同様の手法で行うことができる。図３の方式と異なるのは、制御部５が配設されて平行排出流路72a ないし72c を開閉するだけで、圧力媒体を打撃装置１からタンクへ通じる流路73へ搬送することである。打撃装置１を継続的に圧力供給源へ連結することができ、圧力媒体は、そこから衝撃部における１つ以上の作動正圧面へ供給される。衝撃部に作用する圧力媒体のタンクへの急な放出を可能にすることによって、砕岩に必要な衝撃パルスを生成することができる。
【００２７】
さらに、圧力制御式の制御弁２に関連して、弁２が停止している場合、制御部５がその中央位置に残らないことを保証する手段を設けることができる。これらの手段の影響のために、制御部５が配設されてその最端位置のうちの一方に移動にして、圧力媒体の圧力が弁２へ再度搬送された場合にその作動サイクルにしたがって前後に移動を開始する。
【００２８】
図３および図４の制御弁２が外部制御を必要としないので、打撃装置１の作動サイクルは制御が簡単で、制御弁２の構造を比較的簡単にすることができる。さらに、上述の開放位置dpおよびdtを適切に決めることによって、さらに制御圧流路66および67において有効な圧力に作用することによって、制御弁２の作動に対してさまざまに作用することができる。図３および図４に開示する方式の他の利点は、圧力損失が小さいことである。これは、位置dpおよびdtを決めて、作動圧力空間61および63において有効な圧力が、制御部５の運動のために増大して、制御圧流路66および67において有効な圧力と同じになった後でだけ、制御圧流路66および67から作動圧力空間61および63への連結部が開くからである。さらに、位置dpおよびdtを決めて、作動圧力空間61および63における圧力が減少して実質的にタンクの圧力と同じになった後でだけ、作動圧力空間61および63から排出流路65への連結部が開くようにすることができる。
【００２９】
図３および図４に示すスリーブの代わりに、制御部５を他の長手方向に可動な部品にしてもよい。制御部５は、たとえばスライドまたはピンでよく、その場合、制御弁２は、スプール弁型の弁でよい。さらにこの場合、制御部５は、中央位置ばかりでなく、第１の最端位置および第２の最端位置を含むことができる。平行な圧力／排出流路を配設して、制御部５の中央位置において、またはその最端位置において連結することができる。さらに、もっと多くの連結モーメントを設ける場合、中央位置と最端位置との間のセクションに１つ以上の連結モーメントを設けることができる。
【００３０】
本発明の概念による制御弁２において、制御部５の１回の前後運動が配設されて圧力媒体流路を開閉し、複数の衝撃パルス、たとえば２つ、４つまたは６つの衝撃パルスを打撃装置１において弁の１作動サイクルごとに生成する。これによって制御弁２の作動周波数を減少させることができる。他方、弁の１作動サイクルごとに複数の衝撃パルスを可能にするこのような制御弁を用いることによって、制御弁２の作動周波数が制限要因になることなく、打撃装置１の衝撃周波数を増大させることができる。制御部５の軸方向の運動を、たとえば弁の１作動サイクル内に設けられている連結モーメントの数にしたがって寸法決めすることができる。すなわち、連結モーメント数が大きいほど、制御部５の運動を長くすることができる。さらに、制御部５の速度をそれぞれの連結モーメントで異なるようにすることができるので、制御弁のフレーム３に設けた流路のサイズを寸法決めして、各連結モーメントで、流路を実質的に同じ時間だけ開くことができる。
【００３１】
打撃装置の構造にもよるが、制御部が中間位置と最端位置との間を移動するように配設されている制御弁は、配設されて圧力媒体流を平行流路に沿って打撃装置の作動正圧面から離すように搬送し、またはその流れを作動正圧面上へ搬送して、衝撃パルスを生成することができる。
【００３２】
図５は、非常に簡略化した「圧縮バー式打撃装置」を示している。このような打撃装置１において、衝撃部は、圧力媒体によって前後に移動されることはないが、衝撃パルスは、衝撃部８の作動面９に対する圧力媒体の圧力を変化させることによって生成される。圧力媒体の圧力は、制御弁２によって作動圧力空間20へと搬送されて、衝撃部８がフレーム24に対して方向Ｂで押しのけて進み、圧縮する。このような適用方式において、衝撃部８は、圧縮バーとして作動する。衝撃部の正圧面９に対して有効な圧力媒体の圧力が、制御弁２によって、作動圧力空間20から非常に迅速に離れて排出できる場合、衝撃部８がその元の長さに戻って、工具17に対して衝撃パルスを生成する。本発明の制御弁２を用いると、その作動サイクルが弁の１作動サイクルごとに複数の連結モーメントを設けていて、圧縮バー式打撃装置に対して非常に高い衝撃周波数を達成することができる。しかしながら、制御弁２自体の作動周波数を、打撃装置の衝撃周波数よりも数倍低くすることができる。
【００３３】
図６は、本発明の制御弁２を用いる実施例を示している。この場合、制御部５は、圧力媒体によって軸方向に動かされることはないが、アクチュエータ100 によって機械的に用いることができる。アクチュエータ100 によって生成される外部の力を、制御部５に設けられる軸受けジャーナルなどの連結部101 に向けることができる。アクチュエータ100 は、たとえばクランク機構102 でよく、これは、はずみ車103 、クランク104 ならびに連結バー105 を含んでもよい。公知のように、クランク機構102 は、回転運動Ｃを前後の直線運動Ｄに変換させ、さらにその逆にさせることができる。方向Ｄにおいて制御部５によってなされる運動の距離は、クランク104 の長さによって作用され得る。さらに、はずみ車103 の回転速度が制御弁２の作動周波数に作用することができ、この作動周波数がさらに打撃装置１の衝撃周波数に対して直接作用する。はずみ車103 には、たとえば圧力媒体作動式回転モータ106 によって回転モーメントを供給することができる。クランク機構102 のために、制御弁２が必要とする作動動力を小さくすることができる。制御部５をその運動の最端位置において減速させる場合、制御部５の運動エネルギーは、クランク機構の運動エネルギーとして蓄積される。制御部５が最端位置から中央位置へと再度加速される場合、クランク機構に蓄積された運動エネルギーを制御部５へ伝達することができる。非常に有利なことに、回転モータ106 は、摩擦力を克服することのみに必要である。
【００３４】
図６に示すクランク機構102 は、完全な調和運動を生成することが不可能である。これを考慮に入れることができるのは、制御部５によって開かれる開口部のサイズおよび位置を決める場合である。さらに、連結バー105 がクランク104 よりも明らかに長く寸法決めされている場合、制御部５の運動は、調和運動に十分に近くすることができる。
【００３５】
本発明の制御弁の制御部は、圧力媒体、たとえば作動油によって、機械的に、たとえばクランク機械装置によって、電気的に、たとえばソレノイドによって、あるいは他の適切な手法によって用いることができる。その要点は、制御部を適切な手段またはアクチュエータを用いて前後に動かして、制御弁の作動サイクルによる複数の連結モーメントにおいて、流れ流路が開閉して、打撃装置で弁の１作動サイクルごとに複数の衝撃パルスを生成することである。
【００３６】
図７に示す速度曲線109 および位置曲線110 は、制御部５の１作動サイクルごとに２つの衝撃パルスを生成することができる制御弁に関するものである。このような制御弁２は、たとえば図３および４に示している。図７の状態において、打撃装置１の衝撃周波数は、500Hz に設定されている。制御弁２の１作動サイクル中に打撃装置１において２つの衝撃パルスが生成されるので、制御弁２の作動周波数は、衝撃周波数の半分、すなわち250Hz になる。図７において符号o を用いて、制御弁２の連結モーメントを示し、ここで制御部５が流路を連結する。連結モーメントにおける制御部５の速度は10m/s であり、制御部の位置の振幅は6.4mm である。
【００３７】
図８に示す速度曲線109 および位置曲線110 は、制御部５の１作動サイクルごとに４つの衝撃パルスを生成することができる制御弁２に関するものである。このような制御弁２は、たとえば図６に示している。制御部５には、３つの開口部107 を設けることができ、フレーム部分3aには、２つの開口部108 を設けることができる。あるいは、制御部５には、２つの開口部107 を設けることができ、フレーム部分3aには、３つの開口部108 を設けることができる。図８の状態において、打撃装置１の衝撃周波数は、500Hz に設定されている。制御弁２の１作動サイクル中に打撃装置１において４つの衝撃パルスが生成されるので、制御弁２の作動周波数は、衝撃周波数のわずか1/4 、すなわち125Hz にしかならない。図８において符号o を用いて、制御弁２の連結モーメントを示し、ここで制御部５が開口部107 および108 を連結する。連結モーメントにおける制御部５の速度は10m/s であり、制御部の位置の振幅は18.6mmである。
【００３８】
弁の１作動サイクルごとに多数の衝撃パルスを生成する場合、制御部５の運動の振幅を大きくすることが有利であり得る。これによって、制御部５の速度が連結モーメントで十分に速いことは確実である。さらに、制御部５の振幅を大きくする場合、制御弁２を寸法決めして、弁の密閉面を十分に長くし、弁における内部漏出を回避することができる。
【００３９】
図９に示す速度曲線109 および位置曲線110 は、制御部５の１作動サイクルごとに６つの衝撃パルスを生成することができる制御弁２に関するものである。図９の状態において、打撃装置１の衝撃周波数は、500Hz に設定されている。制御弁２の１作動サイクル中に打撃装置１において６つの衝撃パルスが生成されるので、制御弁２の作動周波数は、衝撃周波数のわずか1/6 、すなわち83.3Hzにしかならない。図９において符号o を用いて、制御弁２の連結モーメントを示し、ここで制御部５が流路を連結する。連結モーメントにおける制御部５の平均速度は10m/s であり、制御部の位置の振幅は26.7mmである。
【００４０】
さらに記述すべきことは、本発明の制御弁が、砕岩用の他種の打撃装置に関連して適用することもできることである。本発明に関する限り、その要点は、打撃装置または砕岩に用いる装置において衝撃パルスを生成する技術よりも、制御弁の１作動サイクルの制御および構造にある。
【００４１】
図およびその関連説明は、本発明の概念を説明することを意図しているにすぎない。本発明の細部は、特許請求の範囲内で変動してよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、可動打撃ピストンが新しいストロークのために戻ろうとしている状態にある打撃装置を示す概要的断面図である。
【図２】図２は、打撃ピストンが衝撃運動を開始する状態における図１の打撃装置を示す概要的断面図である。
【図３】図３は、本発明の制御弁を示す概要的断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の制御弁を示す概要的断面図である。
【図５】図５は、圧力媒体の圧力を衝撃部の正圧面から急激に発して配設して衝撃パルスを生成する打撃装置を示す概要的断面図である。
【図６】図６は、本発明の制御装置およびクランク機構によるその使用を概要的に示す図である。
【図７】図７は、本発明の制御弁が配設されて弁の１作動サイクルごとに２つの衝撃パルスを生成する状態における速度および位置を示す概要的な曲線図である。
【図８】図８は、本発明の制御弁が配設されて弁の１作動サイクルごとに４つの衝撃パルスを生成する状態における速度および位置を示す概要的な曲線図である。
【図９】図９は、本発明の制御弁が配設されて弁の１作動サイクルごとに６つの衝撃パルスを生成する状態における速度および位置を示す概要的な曲線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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