DE1156730B

DE1156730B - Rock and other rotary drilling machine

Info

Publication number: DE1156730B
Application number: DES48419A
Authority: DE
Inventors: Bruno Stuhl; Dr-Ing Karlheinz Bretthauer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-04-21
Filing date: 1956-04-21
Publication date: 1963-11-07

Description

Gesteins- und sonstige Drehbohrmaschine Die neue Einrichtung betrifft eine Gesteins- und sonstige Drehbohrmaschine, bei der parallel zur Bohrwelle eine Antriebsspindel sich im Gestänge abstützt und den Vorschub der Bohrwelle bestimmt. Antriebsspindel und Bohrwelle stehen in einem Antriebskopf über Stirnräder miteinander in Verbindung, die teils längsverschiebbar, teils drehbar und teils über Spindelmuttern auf Antriebsspindel und Bdhrwelle angeordnet sind.Rock and other rotary drilling machine The new facility affects a rock and other rotary drilling machine, in which a The drive spindle is supported in the rods and determines the advance of the drilling shaft. The drive spindle and the drilling shaft are connected to one another in a drive head via spur gears in connection, some of which can be moved lengthways, some of which can be rotated and some via spindle nuts are arranged on the drive spindle and Bdhrwelle.

Bei derartigen Bohrmaschinen wird die Antriebsspindel beim Rücklauf der Bohrwelle (Umkehr der Drehrichtung) auf Druck, d. h. entsprechend dem relativ großen Verhältnis von Spindellänge zu Spindeldurchmesser vor allem auf Knickung beansprucht. Während diese Belastung von der Antriebsspindel und deren Lagern bei ungehindertem Rücklauf ohne weiteres aufgenommen wird, ist die Gefahr einer Beschädigung bei gehemmtem Rücklauf - etwa durch Klemmen der Bohrwelle im Bohrloch - sehr groß. Einer unzulässigen Belastung könnte zwar durch eine überdimensionierung begegnet werden, doch würden Gesteinsbohrinaschinen der hier betrachteten Art dadurch bedeutend aufwendiger und vor allem schwerer.In drilling machines of this type, the drive spindle is subjected to pressure when the drilling shaft rotates backwards (reversal of the direction of rotation) . H. Due to the relatively large ratio of spindle length to spindle diameter, it is mainly subjected to buckling. While this load is easily absorbed by the drive spindle and its bearings when the return flow is unhindered, the risk of damage when the return flow is inhibited - for example due to the drilling shaft jamming in the borehole - is very high. An inadmissible load could be countered by overdimensioning, but rock drilling machines of the type considered here would be significantly more complex and, above all, heavier.

Die neue Gesteins- und sonstige Drehbohrmaschine vermeidet diesen Nachteil. Die Lösung besteht darin, daß zwischen einem auf der Antriebsspindel längs verschiebbaren Stimrad, das mit einem Stimrad der Bohrwelle im Eingriff steht, und einem auf der Antriebsspindel längs verschiebbar angeordneten Stimrad, das mit einem ebenfalls über eine Spindelmutter versehenen Stirnrad auf der Bohrwelle im Eingriff steht, eine durch Federkraft auskuppelbare Lamellenkupplung eingefügt ist.The new rock and other rotary drilling machine avoids this Disadvantage. The solution is that between one on the drive spindle lengthways displaceable face wheel which is in engagement with a face wheel of the drilling shaft, and one on the drive spindle longitudinally displaceably arranged spike wheel with a Also in engagement with a spur gear on the drilling shaft via a spindle nut stands, a multi-plate clutch that can be disengaged by spring force is inserted.

Die Verwendung von Lamellenkupplungen ist an sich bei derartigen Bohrmaschinen bekannt. Doch ist bei diesen bekannten Bohrmaschinen die Kupplung zwischen zwei Stimrädem auf der Behrwelle angeordnet und dient dazu, bei unzulässig hoher Andruckkraft einen Schlupf zwischen der Bohrwelle und der einen Getriebestufe zu erlauben.The use of multi-plate clutches is inherent in such drilling machines known. But in these known drilling machines, the coupling is between two Spacing wheels are arranged on the Behrwelle and is used to counteract unacceptably high pressure to allow a slip between the drilling shaft and the one gear stage.

Die bei der neuen Bohrmaschine vorgesehene Lamellenkupplung wirkt dagegen nicht nach Art einer Rutschkupplung, sondem ist vielmehr im normalen Bohrbetrieb ausgekuppelt. Erst bei gehemmtem Bohrerrücklauf wird die Lamellenkupplung eingekuppelt, wodurch einmal die Rücklaufgeschwindigkeit der Bohrwelle herabgesetzt und zum anderen das Drehmoment zur Linksdrehung der Bohrwelle, also zur Drehung in entgegengesetzter Richtung erhöht wird.The multi-disc clutch provided on the new drilling machine works on the other hand, not in the manner of a slip clutch, but rather is in normal drilling operation disengaged. The multi-disc clutch is only engaged when the drill return is inhibited, whereby the return speed of the drilling shaft is reduced on the one hand and on the other the torque for counter-clockwise rotation of the drilling shaft, i.e. for rotation in the opposite direction Direction is increased.

Zur näheren Erläuterung sei auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel der neuen Bohrmaschine dargestellt ist; es zeigt Fig. 1 eine Gesamtdarstellung in Seitenansicht, Fig. 2 einen Querschnitt der Fig. 1 nach der Linie II-II, Fig. 3 einen Schnitt durch den Antriebskopf und die die Kräfte übertagenden Bauelemente, Fig. 4 eine Einzeldarstellung und Fig. 5 eine schematische Darstellung der Lamellenkupplung nach Fig. 3. For a more detailed explanation, reference is made to the drawing, in which an embodiment of the new drilling machine is shown; 1 shows an overall representation in side view, FIG. 2 shows a cross section of FIG. 1 along the line II-II, FIG. 3 shows a section through the drive head and the components transmitting the forces, FIG. 4 shows an individual representation and FIG. 5 a schematic representation of the multi-disc clutch according to FIG. 3.

Das Grundgestell der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bohrmaschine umfaßt als wesentlichen Teil ein Führungsbett; es ist aus zwei U-Schienen 1 und 2 zusammengesetzt, die durch mehrere Stege 3 zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Das aus den Teilen 1 bis 3 bestehende Grundgestell kann von einem beliebigen Halter getragen sein. Im Ausführungsbeispiel ist eine Halterung nach Art einer Parallelführung angenommen. Von ihr sind in Fig. 1 der mit dem Grundgestell 1, 2, 3 verbundene Tragkopf 4 und die beiden Stangen 5 der Parallelogrammführung sichtbar. Die Stangen 5 führen zu einem Haltekopf, der in an sich bekannter Weise an einem Ständer oder einem Wagen, dem sogenannten Bohrwagen, befestigt ist.The base frame of the drilling machine shown in FIGS. 1 and 2 comprises, as an essential part, a guide bed; it is composed of two U-rails 1 and 2, which are combined by several webs 3 to form a unit. The base frame consisting of parts 1 to 3 can be carried by any holder. In the exemplary embodiment, a holder in the manner of a parallel guide is assumed. From it, the support head 4 connected to the base frame 1, 2, 3 and the two rods 5 of the parallelogram guide are visible in FIG. 1. The rods 5 lead to a holding head which is fastened in a manner known per se to a stand or a carriage, the so-called drilling carriage.

Die U-Schienen 1 und 2 sind vom mit einem Endstück 6 verbunden, das seinerseits einen Abstützkopf 7 und ferner ein Lager 8 für die Bohrstange 9 trägt. Auf das vordere Ende der Bohrstange 9 ist die Bohrschneide 10 aufgeschraubt. Mit ihrem rückwärtigen Ende ist die Bohrstange 9 über die, Kupplung 11 mit der Bohrwelle 12 verbunden. Diese ist innerhalb des Antriebskopfes 13 gelagert. An dem aus den Teilen 1 bis 3 bestehenden Grundgestell ist drehbar, aber nicht längsverschiebbar die Gewindespindel 14 gelagert; sie wird vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Getriebes 15 üb-.r eine Gelenkwelle 16 von einem Motor 1.7 angetrieben. Dieser Motor 17 ist vorzuasweise leicht lösbar an dem Traggestell 1 bis 3 unbeweglich gehaltert. Das Getriebe 15 bewirkt lediglich eine über- bzw. Untersetzung zwischen der Welle 16 und der Spindel 14. Der Antriebskopf 13 ist, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, an den U-förrnigen Schienen 1 und 2 geführt. Der Vorschub des Antriebskopfes 13 und der über ihn angetriebenen Bohrstange 9 erfolgt durch Drehen der Spindel 14. Im einzelnen geht das noch aus der folgenden Beschreibung der Fig. 3 hervor.The U-rails 1 and 2 are connected to an end piece 6 , which in turn carries a support head 7 and also a bearing 8 for the drill rod 9 . The cutting edge 10 is screwed onto the front end of the drill rod 9. The rear end of the drill rod 9 is connected to the drill shaft 12 via the coupling 11. This is stored within the drive head 13. On the base frame consisting of parts 1 to 3 , the threaded spindle 14 is rotatably but not longitudinally displaceable; it is preferably driven by a motor 1.7 with the interposition of a gear 15 via a cardan shaft 16. This motor 17 is held immovably on the support frame 1 to 3 in an easily detachable manner. The gear 15 only brings about a step-up or step-down between the shaft 16 and the spindle 14. The drive head 13 is guided on the U-shaped rails 1 and 2, as can be seen in particular from FIG. The feed of the drive head 13 and the driven about him boring bar 9 is accomplished by rotating the spindle 14. More specifically, the still from the following description of FIG goes. Forth. 3

Das Gehäuse des Antriebskopfes 13 nach Fig. 1 ist in Fig. 3 mit 18 bezeichnet. An diesem Gehäuse 18 stützt sich die Bohrwelle 12 mit dem Drucklager 20 ab. Durch einen Bund 34 wird die Welle 12 innerhalb des Gehäuses gegen Längsverschiebungen P er -rt. Wesentliche Belastungen sind am Bund 34 siche nicht zu erwarten, da der Andruck vom Drucklager 20 aufgenommen wird. Die vom Bund 34 aufzunehmenden Belastungen bei gehemmtem Rücklauf sind demgegenüber verhältnismäßig klein. Der über die Bohrstange 9 und die Bohrwelle 12 auf das Gehäuse 18 ausgeübte Druck wird von der Spindel 14 aufgefangen, die ihrerseits mit dem Drhcklager j6 sich am Endstück 6 des Grundgestells 1, 2, 3 abstützt. Das Gehäuse 18 hält sich gleichsam über die noch zu beschreibenden Getriebeteile an der Spindel 14 fest und diese wiederum an dem Endstück 6, so daß also die auf die Bohrschneide 10 wirkende Andruckkraft schließlich von dem Drucklager36 aufgenommen wird. Hierbei wird der mit dem Drucklager 36 verbundene vordere Teil der Spinde114 auf Zug beansprucht, und zwar lediglich auf Zug.The housing of the drive head 13 according to FIG. 1 is designated by 18 in FIG. 3. The drilling shaft 12 with the thrust bearing 20 is supported on this housing 18. By means of a collar 34, the shaft 12 is protected against longitudinal displacements P within the housing. Significant loads are certainly not to be expected on the collar 34, since the pressure is taken up by the thrust bearing 20. In contrast, the loads to be absorbed by the federal government 34 when the return flow is inhibited are relatively small. The pressure exerted on the housing 18 via the drill rod 9 and the drill shaft 12 is absorbed by the spindle 14, which in turn is supported with the thrust bearing j6 on the end piece 6 of the base frame 1, 2, 3. The housing 18 holds itself firmly to the spindle 14 via the gear parts to be described, and this in turn to the end piece 6, so that the pressure force acting on the cutting edge 10 is finally absorbed by the thrust bearing 36. Here, the front part of the lockers 114 connected to the thrust bearing 36 is subjected to tensile stress, specifically only to tensile force.

Der Antrieb für die Vorschubbewegung und für die Drehbewegung der Teile 12 und 9 erfolgt über die vom hinteren Ende aus (vgl. Fig. 1) angetriebene Spindel 14. Mit der Spindel 14 ist hinsichtlich ihrer Drehbewegung das Zahnrad 21 gekuppelt. Erfindungsgemäß ist zwischen diesem und der Spindelmutter 25 eine das Drehmoment des Stimrades 21 auf die Spindelmutter 25 übertragende Lamellenkupplung 40 zur Entlastung der Spindel eingefügt. Dabei ist das Zahnrad 21 mit dem Außenlamellenträger 40a der Lamellenkupplung 40 verbunden. Zwischen Außenlamellenträger 40a und Innenlainellenträger40b ist eine Tellerfeder41 als Vorspannfeder eingefügt. Sie ist am Getriebegehäuse 18 derart befestigt, daß ihre Vorspannung auf die Lamellenkupplung durch einen ständig in eine Ringnut der Lamellenkupplung eingreifenden Gabelzapfen übertragbar ist. Das Zahnrad 21 ist über zwei Paßfedern 21a, die in zwei entsprechenden Längsnuten 14 a der Spindel 14 eingreifen, mit dieser gekuppelt und in der Längsrichtung zur Spindel 14 verschiebbar. Das Zahnrad 21 steht in ständigem Eingriff mit dem Zahnrad 22 -, das lose drehbar auf der Bohrwelle 12 aufgebracht ist. Die Bohrwelle 12 trägt auf dem Teil ihrer Länge, der mit einem nicht selbstsperrenden, z. B. mehrgängigen Linksgewinde versehen ist, eine Kupplungsmutter 31 und ein Zahnrad 24, die je mit entsprechendem Innengewinde versehen sind.The drive for the feed movement and for the rotary movement of the parts 12 and 9 takes place via the spindle 14 driven from the rear end (cf. FIG. 1) . The rotary movement of the gear wheel 21 is coupled to the spindle 14. According to the invention, a multi-disc clutch 40, which transmits the torque of the spur gear 21 to the spindle nut 25 , is inserted between this and the spindle nut 25 to relieve the spindle. The gear wheel 21 is connected to the outer disk carrier 40a of the disk clutch 40. A disk spring 41 is inserted as a pretensioning spring between the outer disk carrier 40a and the inner disk carrier 40b. It is fastened to the transmission housing 18 in such a way that its preload can be transmitted to the multi-disc clutch by a fork pin which constantly engages in an annular groove of the multi-disc clutch. The gear wheel 21 is coupled via two parallel keys 21a a of the spindle 14 engage in two corresponding longitudinal grooves 14 with the latter and displaceable in the longitudinal direction to the spindle fourteenth The gear wheel 21 is in constant engagement with the gear wheel 22 -, which is mounted loosely rotatably on the drilling shaft 12. The drilling shaft 12 carries on the part of its length that is connected to a non-self-locking, z. B. multi-start left-hand thread is provided, a coupling nut 31 and a gear 24, which are each provided with a corresponding internal thread.

Die Kupplungsmutter 31 ist in ihrem hinteren Teil (in der Zeichnung rechts) zur Reibungskupplung 32, z. B. Kegelkupplung, ausgebildet und hat am vorde-en Ende einen Bund 35. Eine rechtsgewundene Torsionsfeder 30 ist mit ihrem einen Ende an der Kupplungsmutter 31 befestigt und stützt sich mit ihrem anderen Ende gegen ein starr mit der Bohrwelle verbundenes Widerlager 33 ab. Das Zahnrad.24 trägt an seiner hinteren Seitenfläche eine Mitnehmerhülse 19. Die Funktion dieser Mitnehmerhülse 19 wird im folgenden noch beschrieben. Die Drehbewegung der Spindel 14 wird im übersetzungsverhältnis der Zahnräder 21 und 22 auf die Bohrwelle 12 lauiend übertragen. Die kraftschlüssige Verbindung des Zahnrades 22 mit der Bohrwelle 12 wird über die Reibungskupplung 32 und das Linksgewinde zwischen Kupplungsmutter 31 und Bohrwelle 12 hergestellt.The coupling nut 31 is in its rear part (in the drawing on the right) to the friction clutch 32, for. B. cone coupling, and has a collar 35 at the front end. A right-hand torsion spring 30 is attached at one end to the coupling nut 31 and is supported at its other end against an abutment 33 rigidly connected to the drilling shaft. The Zahnrad.24 carries a drive sleeve on its rear side surface 19. The function of the drive sleeve 19 will be described in the following. The rotational movement of the spindle 14 is smoothly transmitted to the drilling shaft 12 in the transmission ratio of the gears 21 and 22. The non-positive connection of the gear 22 with the drilling shaft 12 is established via the friction clutch 32 and the left-hand thread between the coupling nut 31 and the drilling shaft 12.

Zur Durchführung der Vorschubbewegung dient die Spindelmutter 25. Sie ist an ihrem vorderen Ende als Zahnrad 23 ausgebildet und trägt vorzugsweise auf ihrer ganzen Länge ein Innengewinde, mit dem sie in die Spindel 14 eingreift. Mit dem hinteren Ende der Spindelmutter 25 ist der Innenlamellenträger 40 b verbunden. Das Zahnrad 23 steht im Eingriff mit dem auf der Bohrwelle 12 sitzenden Zahnrad 24. The spindle nut 25 is used to carry out the feed movement. At its front end it is designed as a gear 23 and preferably has an internal thread over its entire length, with which it engages the spindle 14. The inner disk carrier 40 b is connected to the rear end of the spindle nut 25. The gear 23 meshes with the gear 24 seated on the drilling shaft 12.

Es kann zunächst angenommen werden, daß das Zahnrad 24 starr mit der Bohrwelle 12 verbunden sei. Am vorderen Ende der Bohrwelle 12 ist die Gesperrescheibe 26 aufgebracht und starr mit dieser verbunden. Eine Rollenmitnehmerscheibe 28 sitzt lose drehbar auf der Bohrwelle 12 und trägt drehbar gelagerte Rollen 27, die bei Linksdrehung der Bohrwelle 12 so auf die Sperrflanken 26a auflaufen, daß sie zwischen diesen und dem fest mit Gehäuse 18 verbundenen Gesperrering 29 eine starre Verbindung herstellen und eine Blockierung der Bohrwelle 12 hervorrufen. Die Wirkungsweise dieses Freilaufes kann auch aus der Fig. 4 ersehen werden. Wie aus dieser Figur hervorgeht, werden die Rollen 27 durch eine Feder 37, die den Rollenträger 28 und die Gesperrescheibe 26 verbindet, in die Sperrstellung des Freilaufes hineingezogen. Die nachfolgenden Angaben über Drehrichtungen sind in Bohrrichtung gesehen zu verstehen.It can initially be assumed that the gear 24 is rigidly connected to the drilling shaft 12. The locking disk 26 is attached to the front end of the drilling shaft 12 and is rigidly connected to it. A roller drive disk 28 sits loosely rotatably on the drilling shaft 12 and carries rotatably mounted rollers 27 which, when the drilling shaft 12 is rotated to the left, run onto the locking flanks 26a so that they establish a rigid connection and blocking between these and the locking ring 29 fixedly connected to the housing 18 the drilling shaft 12 cause. The mode of operation of this freewheel can also be seen in FIG. As can be seen from this figure, the rollers 27 are drawn into the blocking position of the freewheel by a spring 37 which connects the roller carrier 28 and the locking disc 26. The following information about directions of rotation is to be understood in the direction of drilling.

Die Wirkungsweise ist folgende: Die Bohrmaschine wird gemäß Fig. 1 angesetzt. Darauf wird der Motor 17 eingeschaltet. Die Spindel 14 beginnt sich nach links zu drehen und nimmt das Zahnrad 21 mit. Linksdrehung in Bohrrichtung gesehen, ist Drehung im Gegenuhrzeigersinn. Das Zahnrad21 dreht das Zahnrad 22 im Verhältnis der übersetzung beider Zahnräder nach rechts. Durch die Reibungskupplung 32 wird die Bohrwelle 12 und das Zahnrad 24 mitgenommen. Das Zahnrad 24 greift in das Zahnrad 23 ein und dreht es zusammen mit der Spindehnutter 25 nach links. Da das übersetzungsverhältnis der Getriebestufe 23-24 kleiner als das der Getriebestufe 21-22 ist, dreht sich das Zahnrad 23 langsamer als die Spindel 14. Dadurch wird die Spindelmutter 25 nach vom, in der Zeichnung nach links, verschoben und nimmt bei seinem Vorschub über das Drucklager 38 das Gehäuse 18 mit. Der Vorschub ergibt sich also aus der Steigung der Spindel 14 und der relativen Drehzahl zwischen dieser Spindel und der Spindelmutter 25. Die Getriebestufe 21-22 hat dabei die Aufgabe, die Relativdrehung zwischen Spindel 14 und Spindelmutter 25 zu bewirken. Obwohl dadurch ein Schnellvorschub des Bohrers nicht eintritt, erfolgt der Vorschub infolge der verhältnismäßig hohen Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors ausreichend schnell. Die Lamellenkupplung 40 ist bei diesen Vorgängen geöffnet.The operation is the following: the drilling machine is shown in Figure 1 attached.. The motor 17 is then switched on. The spindle 14 begins to rotate to the left and takes the gear 21 with it. Turning to the left in the direction of drilling is counterclockwise. The gear wheel 21 rotates the gear wheel 22 to the right in relation to the ratio of the translation of the two gears. The drilling shaft 12 and the gear wheel 24 are carried along by the friction clutch 32. The gear 24 meshes with the gear 23 and rotates it together with the spindle nut 25 to the left. Since the transmission ratio of the gear stage 23-24 is smaller than that of the gear stage 21-22, the gear 23 rotates more slowly than the spindle 14. As a result, the spindle nut 25 is moved forward, in the drawing to the left, and takes over during its advance the thrust bearing 38 the housing 18 with. The advance results from the pitch of the spindle 14 and the relative speed between this spindle and the spindle nut 25. The gear stage 21-22 has the task of causing the relative rotation between the spindle 14 and the spindle nut 25 . Although this does not result in a rapid advance of the drill, the advance occurs sufficiently quickly as a result of the relatively high idling speed of the drive motor. The multi-plate clutch 40 is open during these processes.

Beim Ansetzen des Bohrers an die Gesteinswand muß im Grenzfall, auch ohne daß eine Drehmomentenabgabe erfolgt, eine Mindestandruckkraft vorhanden sein, die ein sicheres Angreifen der Schneide gewährleistet. Diese Mindestandruckkraft hängt von der Vorspannung der Torsionsfeder 30 ab.When the drill is placed against the rock wall, in the borderline case, even without a torque output, a minimum pressure force must be present which ensures that the cutting edge is reliably gripped. This minimum pressure force depends on the preload of the torsion spring 30 .

Überschreitet, z. B. bei stark stumpfer Schneide, während des Bohrens die erforderliche Andruckkraft das Maß, das dem an die Bohrwelle abgegebenen Moment entspricht, so schlüpft die Reibungskupplung 32 gegenüber dem Zahnrad 22 und verringert den Vorschub. Dieser geringere Vorschub je Umdrehung erfordert dementsprechend auch nur die geringe Andruckkraft, die die Getriebemechanik bei dem abgegebenen Drehmoment aufzubringen in der Lage ist.Exceeds e.g. B. with a very blunt cutting edge, while drilling the required pressure force the amount that corresponds to the torque delivered to the drilling shaft, the friction clutch 32 slips relative to the gear 22 and reduces the feed. This lower advance per revolution accordingly only requires the low pressure force that the gear mechanism is able to apply with the torque output.

Nach Beendigung des Bohrvorganges wird der Motor 17 in der entgegengesetzten Drehrichtung angelassen. über die Spindel 14 und das Zahnrad 21 wird das Zahnrad 22 nach links gedreht, es nimmt die Bohrwelle 12 mit. Dabei blockiert der Freilauf 26, 27, 28, 29 die Bohrwelle 12. Das im ersten Augenblick noch rechtsdrehende Zahnrad23 dreht das Zahnrad24 nach links und zwingt es, sich auf der stillstehenden Bohrwelle12 infolge ihres Linksgewindes nach vorn, in der Zeichnung nach links, zu verschieben, bis die Mitnehmerhülse19 an dem Bund35 anliegt. Das nun stillstehende Zahnrad24 blockiert das Zahnrad23 mit dessen Kupplungshälfte und bewirkt den Rücklauf des Antriebskopfes 13, wobei die stillstehende Spindelmutter 25 nur eine Translationsbewegung mitmacht. Die Rücklaufgeschwindigkeit ist somit durch die Seigung der Spindel 14 und ihre Drehzahl gegeben.After completion of the drilling process, the motor 17 is started in the opposite direction of rotation. The gear 22 is rotated to the left via the spindle 14 and the gear 21, it takes the drilling shaft 12 with it. The freewheel 26, 27, 28, 29 blocks the drilling shaft 12. The gear 23, which at first turns clockwise, turns the gear 24 to the left and forces it to move forward on the stationary drilling shaft 12 due to its left-hand thread, to the left in the drawing until the driver sleeve 19 rests against the collar 35. The now stationary gear 24 blocks the gear 23 with its coupling half and causes the drive head 13 to return, with the stationary spindle nut 25 only participating in a translational movement. The return speed is thus given by the inclination of the spindle 14 and its speed.

Da das Zahnrad 24 mit der Mitnebmerhülse 19 und der Kegelkupplung 32 stillsteht, schlüpft das Zahnrad 22 gegenüber der Kegelkupplung. Die beim Schlüpfen auftretende, mitnehmende Reibungskraft bewirkt eine geringfügige Verdrehung und damit eine Verschiebung der Kupplungsmutter 31 nach vom, in der Zeichnung nach links, wodurch die Kuppelkraft an der Kupplungsfläche 32 so weit herabgesetzt wird, daß das durch die mitnehmende Reibung auf die Kupplungsmutter 31 wirkende Drehmoment im Gleichgewicht steht mit dem von der Torsionsfeder 30 erzeugten Rückstellmoment.Since the gear 24 with the driver sleeve 19 and the cone clutch 32 is stationary, the gear 22 slips with respect to the cone clutch. The dragging frictional force that occurs when slipping causes a slight twist and thus a shift of the coupling nut 31 to the front, to the left in the drawing, whereby the coupling force on the coupling surface 32 is reduced to such an extent that the dragging friction acts on the coupling nut 31 The torque is in equilibrium with the restoring torque generated by the torsion spring 30.

Tritt eine Verhinderung des Schnellrücklaufes ein, z. B. nach Erreichen der Endlage oder durch klemmende Gesteinsbrocken im Bohrloch oder durch andere Umstände, so muß die Blockierung der Bohrwelle 12 aufgehoben und der Getriebekreis 21 bis 24 geöffnet werden. Sobald das Gehäuse 18 aus den obengenannten Gründen festgesetzt wird, darf die Spindelmutter 25 mit ihrem Zahnrad 23 keine Drehbewegung relativ zur Spindel 14 ausführen. Das hätte nämlich eine Verschiebung des Gehäuses 18 zur Folge. Solange aber das Zahnrad 24 gebremst bleibt, befindet sich auch die Spindelmutter 25 in bezug auf Drehung in Ruhe. Sie wird aber mit ihrer ruhenden Kupplungshälfte von derSpinde114 auf das mit seiner Kupplungshälfte umlaufende Zahnrad 21 gezogen. Sobald die durch die Tellerfede 41 aufgebrachte Vorspannung von den Kupplungshälften überwunden ist, tritt durch die Reibung an den Lamellen eine kraftschlüssige Drehverbindung von Zahnrad 21 und Spindelmutter 25 mit dem Zahnrad 23 ein. Dann wird die Drehbewegung auf das Zahnrad 24 übertragen. Das Zahnrad 24 verdreht sich auf der noch ruhenden Bohrwelle 12 und wandert längs des Gewindes nach vorn, in der Zeichnung nach li nk-s. Mit ihm wird die Mitnehmerhülse 19 nach vomgezogen und nimmt über den Bund 35 die Kupplungsmutter 31 mit. Somit wird gegen die Federkraft der Torsionsfeder 30 die Reibungskupplung 32 vom Zahnrad 22 gelöst und der Getriebekreis 21 bis 24 geöffnet. Ferner wird bei der Linksdrehung des Zahnrades 24 die vorher stillstehende Rollenmitnehmerscheibe 28 durch den Mitnehmer 39 mit nach links herumgedreht, so daß die Rollen 27 in den tieferen Teil der Nockenscheibe 26 einlaufen und die Blockierung der Bohrwelle 12 aufheben.If the fast reverse is prevented, e.g. B. after reaching the end position or by jamming rocks in the borehole or by other circumstances, the blocking of the drilling shaft 12 must be released and the gear circuit 21 to 24 opened. As soon as the housing 18 is fixed for the reasons mentioned above, the spindle nut 25 with its gear 23 must not perform any rotary movement relative to the spindle 14. This would namely result in a displacement of the housing 18 . But as long as the gear 24 remains braked, the spindle nut 25 is also at rest with respect to rotation. However, it is pulled with its stationary coupling half from the spindle 114 onto the toothed wheel 21 rotating with its coupling half. As soon as the preload applied by the plate spring 41 is overcome by the coupling halves, a non-positive rotary connection between gear 21 and spindle nut 25 with gear 23 occurs due to the friction on the disks. Then the rotary movement is transmitted to the gear 24. The gear 24 rotates on the still resting drilling shaft 12 and moves along the thread to the front, in the drawing to left-s. With it, the driver sleeve 19 is pulled forward and takes the coupling nut 31 with it via the collar 35. Thus, against the spring force of the torsion spring 30, the friction clutch 32 is released from the gear 22 and the gear circuit 21 to 24 is opened. Furthermore, when the gear wheel 24 rotates to the left, the previously stationary roller drive disk 28 is rotated to the left by the driver 39 , so that the rollers 27 run into the deeper part of the cam disk 26 and unblock the drilling shaft 12.

Nach Aufhebung der Blockierung werden die Bohrwelle 12 und die Bohrstange 9 mit voller Maschinenkraft linksdrehend angetrieben. Mit Hilfe eines Schlüssels, der mit einem Ansatz der Bohrschneide bzw. Bohrstange in Eingriff gebracht wird und sich gegebenenfalls an einem Anschlag abstützt, ist dann ein maschinelles Loslösen der Bohrstange möglich.After the blockage has been removed, the drilling shaft 12 and the drilling rod 9 are driven counterclockwise with full machine power. With the aid of a key that is brought into engagement with a shoulder of the drill bit or drill rod and, if necessary, is supported on a stop, the drill rod can then be released mechanically.

Es besteht die Gefahr, daß schon beim normalen Rück-lauf ein Drehmoment über die Lamellenkupplung 40 auf die Spindelmutter 25 übertragen wird. Aus diesem Grunde ist zwischen den Kupplungshälften eine Vorspannfeder, insbesondere Tellerfeder 41, eingefügt, so daß die Kupplung erst nach überwinden derVorspannung voll wirksam wird. Abweichend von dieser Anordnung ist es möglich, die Vorspannfeder auch im Getriebegehäuse anzuordnen. Ihre Vorspannung kann dann auf die Lamellenkupplung durch einen Gabelzapfen übertragen werden, der ständig mit einer Ringnut im Eingriff steht, die in eine der beiden Kupplungshälften eingefräst ist.There is a risk that a torque will be transmitted via the multi-plate clutch 40 to the spindle nut 25 even during normal reverse travel. For this reason, a prestressing spring, in particular a plate spring 41, is inserted between the coupling halves so that the coupling only becomes fully effective after the prestressing has been overcome. Notwithstanding this arrangement, it is possible to arrange the preload spring in the gear housing. Your preload can then be transferred to the multi-disc clutch by a fork pin which is constantly in engagement with an annular groove that is milled into one of the two clutch halves.

An Hand der Fig. 5 soll die an sich bekannte Lamellenkupplung noch kurz beschrieben werden. Die rein mechanisch arbeitende Kupplung nach Fig. 5 besteht aus den Lamellenträgem 40 a und 40 b, mit denen kreisringfönnige Lamellen 42 verbunden sind. Bei dem beschriebenen Getriebekopf 13 dient die Spindelmutter 25 gleichzeitig als Lamellentragkörper 40b. Die kraftschlüssige Verbindung der Kupplungshälften kommt dadurch zustande, daß eine der Kupplungshälften gegen die andere bis zur Drehmitnahme bewegt wird. Bei der Anordnung nach den Fig. 3, 4 geschieht dies in der Weise, daß die sich translatorisch auf die rechte, umlaufende Kupplungshälfte40a zu bewegende Spindelmutter 25 mit dem Lamellenträger 40b bei Berührung der Kupplungshälften41 mitgenommen wird.With reference to FIG. 5, the per se known multi-plate clutch to be briefly described. The purely mechanically working clutch according to FIG. 5 consists of the disk carriers 40 a and 40 b, with which circular ring-shaped disks 42 are connected. In the gear head 13 described , the spindle nut 25 also serves as a disk support body 40b. The non-positive connection of the coupling halves is achieved in that one of the coupling halves is moved against the other until it is rotationally driven. In the arrangement according to FIGS. 3 and 4, this takes place in such a way that the spindle nut 25 , which is to be moved in a translatory manner on the right, revolving coupling half 40a, is entrained with the disk carrier 40b when the coupling halves 41 come into contact.

Die Wirkungsweise des Getriebes gemäß der Patentschrift 90-1803 bleibt zwar bestehen, jedoch ergeben sich durch den Einbau der Lamellenkupplung 40 erhebliche Vorteile.The mode of operation of the transmission according to patent specification 90-1803 remains, but the installation of the multi-plate clutch 40 results in considerable advantages.

Es sei hierzu nochmals der Vorgang vor Lösen der Blockierung der Bohrwelle 12 betrachtet. Wäre keine Kupplung zwischen den Zahnrädern 23, 21 vorhanden, so entstünden in den der Spindelmutter 25 benachbarten Teilen der Spindel 14 beim Festziehen der Spindelmutter 25 auf das Zahnrad 21 starke Längskräfte. Das hätte eine übermäßige Beanspruchung des zwischen Antriebskopf 13 und Getriebe 15 befindlichen Teiles der Spindel 14 zur Folge. Dies ist bedingt durch die überlagerung der Torsionskräfte im Bereich des Zahnrades 21 mit den genannten Längskräften. Diese Längskräfte werden aber durch die Lamellenkupplung 40 zum größten Teil vermieden, da sich der Anpreßdruck der Kupplungshälften sofort in Drehkräfte umsetzt. Die Spindel 14 wird daher im wesentlichen nur auf Torsion beansprucht, und das Lager 36 wird von zusätzlichem Zug entlastet.For this purpose, the process before releasing the blocking of the drilling shaft 12 is considered again. Would be no coupling between the gears 23, 21 are present, would arise in the adjacent parts of the spindle nut 25 of the spindle 14 when tightening the nut 25 on the gear 21 strong longitudinal forces. This would result in excessive stress on the part of the spindle 14 located between the drive head 13 and the gear 15. This is due to the superposition of the torsional forces in the area of the gear wheel 21 with the named longitudinal forces. These longitudinal forces are largely avoided by the multi-plate clutch 40, since the contact pressure of the clutch halves is immediately converted into rotational forces. The spindle 14 is therefore essentially only subjected to torsion, and the bearing 36 is relieved of additional tension.

Die Einfügung der Lamellenkupplung in den Getriebekreis gemäß der Erfindung ist nicht auf die beschriebene Anordnung beschränkt. Sie kann auch in das Getriebe von Bohrmaschinen sinngemäß eingefügt werden, die bereits eine Lamehenkupplung enthalten. Eine bekannte Anordnung dieser Art ist in Patent 938 603 beschrieben, bei der zwischen die auf der Bohrwelle sitzenden beiden Stimräder eine Lamellenkupplung eingefügt ist.The insertion of the multi-plate clutch in the gearbox circuit according to the invention is not limited to the arrangement described. It can also be inserted into the gearbox of drilling machines that already contain a multi-plate clutch. A known arrangement of this type is described in patent 938 603 , in which a multi-disc clutch is inserted between the two spur gears seated on the drilling shaft.

In diesem Falle vereinigt die Bohrmaschine die Vorteile in sich, die sich aus der Verwendung der beiden LameHenkupplungen ergeben.In this case, the drill combines the advantages that result from the use of the two Lame couplings.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rock and other rotary drilling machine with a drilling shaft that cannot be displaced in relation to a drive head and a parallel drive spindle that determines the feed and is supported on the rock to be drilled, with the drilling shaft stopped when the drive head rotates backwards and the drill shaft rotates to the left when the return is obstructed or blocked through interengaging and partly arranged via spindle nuts on the drilling shaft and drive spindle, thereby marked. shows that between a spur gear (23) which is longitudinally displaceable on the drive spindle (14) and which engages with a spur gear (24) of the bar shaft, and a spur gear (21) which is longitudinally displaceable on the drive spindle (14) and which is connected to a a spur gear (22) on the drilling shaft (12) which is also in engagement via a spindle nut (25), a multi-plate clutch which can be disengaged by spring force is inserted.

2. Rock drilling machine according to spoke 1, characterized in that a preloading spring, in particular a plate spring (41), is arranged between the multi-plate clutch halves. 3. Rock drilling machine according to claim 1, characterized in that the preload spring is arranged on the gear housing (18) such that its preload can be transmitted to the multi-disc clutch by a fork pin constantly engaging in an annular groove of the multi-disc clutch.

Considered publications: German Patent Specifications No. 938 6033 903 803.