DE2548284A1 - Hydraulische maschine mit schlag- und drehwirkung - Google Patents

Description

Institut gornowo dela 28. Oktober 1975

Akademii Nauk Kasach- RZ/B

skoj SSR, Alma-Ata/UdSSR P 60 084

HYDRAULISCHE MASCHINE MIT SCHLAG- UND DREHWIRKUNG

eine Die vorliegende ^rf induag bezieht sich auf/hydraulische JMa-*

schlne mit Schlag- und Drehwirkung, die beim Bohren von Sprenglöchern und Tiefbohrungen bei der Gewinnung von Bodenschätzen, beim Vortreiben von Tunnels, bei Bauarbeiten usw. ihre Anwendung finden kann·

Es ist eine hydraulische Maschine mit Schlag- und Drehwirkung zum Niederbringen von Sprenglöchern und Bohrungen

bekannt, 3Ln deren Gehäuse, das Kanäle zum Fluss lgkeltsdurchgang aufweist, ein Stuf enkolbenhammer in axialer Richtung beweglich angeordnet ist, der mit seinem größten Durchmesser dem Kopfteil der Maschine zugekehrt ist· Der Stufenkoibenhammer wird in Richtung zum Kopfteil der Maschine durch eine zylindrische Feder belastet und übt unter Druck-wirkung einer Flüssigkeit eine Hin- und Hör bewegung aus, indem er Arbeite- und Leer-hübe vollzieht. Bei seinen Arbeltshüben

auf den schlagt der Stuf enkolbenhammer / Werkzeugambog, der im Gehäuse

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r-H

auf der Köpftellsextβ der Maschine angeordnet ist·

ein Die hydraulische Maschine we ist /auf den St uf ankolbenhammer

aufgesetztes Dr uckdiff er enz-Rlngventil auf, das sich unter gleichzeitiger Verteilung der flüssigkeit in den Unterkolbenhammerraum,und in die «Atmosphäre hin- und herbewegt·

Zur Verwirklichung einer irehung des Werkzeugs Ast die Maschine alt einem Drehwerk ausgestattet, das mit einem am Amboßmontierten Zahnrad in kraftschlüssiger Verbindung steht«

Der Stufenkolbenhammer ist in der bekannten hydraulischen Maschine mit Schlag- und Drehwirkung als ein Ganzes ausgebildet, d.h. dessen beide Stufen mit unterschiedlichen Durchmessern sind als ein Bauteil hergestellt und dessen kleinere Stirnfläche befindet sich stets im Endteil des Gehäuses,

einer " der in <-?

das immer mit /Druckleitung in Verbindung steht· In/worder en Endstellung des Ringventils<Richtung der Bohr angetreten dessen Kanäle mit denen im Gehäuse in Verbindung, mit deren Hilfe der unter dem Stufenkolbenhammer liegende Gehäuseraum (der Unterkolbenhammerraum) mit der Druckleitung in Verbindung tritt· Die Druckflüssigkeit tritt in den Unterkolbenhammerraum

ein und/bewirkt des Kolbenhammers den Leer hub unter Zusammendrücken der zwischen der hinteren stirnfläche der größeren Stuf· des Kolbenhammers und ensn Ringvorsprung des Gehäuses angeordneten Ringfeder· Am Ende des Leer hubes greift

den der Kolbenhammer mit seinem «Außenring vor sprung in/lnnenringvor-

* d. h. den in Vortriebsrichtung vor dem Kolben liegenden Raum

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sprung des Bingventils ein und reißt das Ventil vom Amboß weg, wonach das Ringventil infolge einer bestehenden Stirnflächendifferenz unter der Einwirkung der Flüssigkeit zurückgeht und die

der Auslaßkanäle öffnet· Dabei werden die Ventllkanäle von/seitlichen Zylinderwandung des Gehäuses zugedeckt, und der Unterkolbenhammerraum wird von der Druckleitung getrennt, wodurch über den Kolbenhammer und in der Druckleitung ein Flüssigkeitsschlag erfolgt· Unter der Einwirkung dieses Flüssigkeltsschlages und . ) des Überdrucks der Flüssigkeit auf der Stirnfläche der kleineren Stufe des Kolbenhammers sowie unter dem Eingriff der auseinandergehenden Zylinderfeder beginnt der Kolbenhammer seinen Arbeitshub und verdrängt die Flüssigkeit aus dem Unterkolbenhammer raum In die Umgebung· Am Ende dieses Arbeltahubes" verstellt der Kolbenhammer das Ventilen so ine vordere τέΗτβΙΙιιης^ das lie Aus laß-

<-> .. ^{auf den}

kanale verschließt,/und übt einen Schlag / Werkzeugamboß aus, der mit dem Werkzeug verbunden ist·

Infolge der Stillsetzung des Kolbenhammers ecfclg; ein zwei-? ter Flüssigkeitsschlag in der Rohrleitung ., unter dessen Wirkung und unter dem Eingriff des Überdrucks der Flüssigkeit der Kolbenhammer seinen Leer hub <Twiederum>be ginnt, und der ganze ArbeltsVorgang wiederholt sich·

Ein Nachteil dieser bekannten hydraulischen Maschine ^mit Schlag- und Drehwirkung besteht darin, dap in der Maschine kein unabhängiges Drehwerk zur mit der Wirkung des Kolbenhawners synchronen Drehung des Bohrwerkzeugs enthalten ist« Bei der

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Arbeit der hydraulischen Maschine mit Schlag- und Drehwirkung mit öl können allgemeinbekannte Hydraul ikmotoren mit hohem Drehmoment (Schaufel-, Badlalkolbenmotoren u.a.ni·) eingesetzt werden· Jedoch sind diese Hydraulikmotoren nicht fur den Betrieb mit Wasser eingerichtet. Darüber hinaus ist keine

mit der Wirkung des Kolbenhammers der hydraulischen Schlagmaschine synchrone Drehung des Bohrers möglich.

Somit ist zur Zelt kein Drehwerk zum unabhängigen Drehen des Bohrers vorhanden, das mit dem Solbenhammer de?

Schlagmaschine hydraulischen / synchron arbeitet und den Betrlebsanforderun-

gen sowohl mit Ol als auch mit Wasser entspricht· In j diesem Zusammenhang wird das hydraull sehe Schlag bohren ! nui? wenig angewandt, obwohl seine Anwendung in den Erz- und Kohlenbergbaubetrieben Vorteile bietet, in denen ein zentralisiertes Hochdrucknetz von Wasserleitungen zur Spel-

zur eung hydraulischer Schlagmaschinen und/nachfolgenden Staub niederschlagung einfacher eu errichten ist, als nenn an jede Maschine ein sperriger ülantrieb herangeführt werden muß.

Es ist das Ziol der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachtelie zu vermelden·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine '.

hydraulische Schlag/maschine mit Schlag- und Drehwirkung zu ! entwickeln, die duroh Anwendung «ines neuen Drehwerks zur Drehungj des Werkzeugs mit der Arbeit des Kolbenhammers synchron arbeitet,

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indem sie die Werkzeug Verdrehung während des Leerhubes des

die

Kolbenhamners bewerkstelligt,/in ihrem Aufbau einfach, betriebs sicher und von kleinerem Gewicht*ist, mit der kleinstmögli- j

chen ;

Anzahl von Bauteil«! auskommt und einen erhöhten Wirkungsgrad ι

i aufweist· ■ ι

wird eine hydraulische Maschine mit Schlag- und Dreh-· '

wirkung zur Niederbringung von Sprenglöchertl und (Tief bohrungen

<-> , das vorgeschlagen, in der en/Kanäle zum Durchgang von

Flüssigkeit aufweist, <Gehäuse>mit der Möglichkeit axialer Verschiebung ein sich in Arbeite- und Leerhüben hin- und her bewegender Stufenkolbenhammer, der während der Arbeits^hübe

auf den ein _## .

Schläge / Werkzeug tragenden Amboß ausübt, ein auf diesen Kolbenhammer aufgesetztes Dr uckdiff er enz-Stufenr ing ventil, das

"bar ist ^

ebenso hin- und herfeeweg/ und während dieser Hin- und Herbewegung die Flüssigkeit in den Unterkolbenhammerraum und in die Atmosphäre verteilt, sowie ein mit einen am Amboß montierten Zahnrad kraftschlüssig verbundenes Werkzeugdrehwerk angeordnet sind· Erfindungsgemäß enthält das Werkzeugdrehwerk zumindest einen im Kopfteil der Maschine angeordneten, aus zwei Tellzylindern verschiedener Durohmesser zusammengestellten, durch

eine zu dessen Achse querstehende Zwischenwand geteilten Doppelhydraulikzylinder mit einem Stößelkolben» der eine f ederbe laste te Sperrklinke trägt und zwischen der Zwischenwand und dem Gehäuse der Zylinder mit verschiedenen Durchmessern zwei * als die bekannten Maschinen

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Innenräuine bildet, von denen der Innenraum mit dein kleineren

hub dem

Durchmesser der Arbeitsraum ist und der innenraum mit / größe-

hub wobei
ren Durchmesser der Leer/raum ist,/an der Anordnungsstelle des mit einer Außenringnut versehenen Ringventils das Maschinengehäuse erfindungsgemäß drei Innenringvertiefungen mit Kanä-

weist
lan auf/, von denen die im Sinne des Bohr_s ..^Vortriebs vordere

Innenringvertiefung mit der Atmosphäre, die mittlere/mit dem Innenraum ßrÖ3eren Durchmessers<(immer^ die hintere mit dem J Innenraum kleineren Durchmessers des Doppelhydraulikzylinder a und mit der Druckrohrleitung derart in Verbindung gesetxt sind, daß bei Hm- und Herbewegung/des Ringventils der Stößelkolben

Leer- und Arbeltshübe ausführt, bei welchen er vermittels der Sperrklinke mit dem Zahnrad während des Leeihubes des Kolbenhammers in kraftschlüssige Verbindung tritt·

Ea empfiehlt sich, die hydraulische Maschine mit Schlag- und Drehwirkung zumindest mit einem zusätzlichen Doppelhydraulikzylinder auszustatten, der auch mit den genannten Innenrlngvertiofungen Im Maschinengehäuse wie der erste Doppelhydraullkzylinder in Verbindung gesetzt ist, in bezug aber auf das Zahnrad im Vergleich mit dem erster Doppelhydraulikzylinder entgegengesetzt gerichtet ist, s;,wie mit einem hydraulisch mit

beiden Doppelzylindern und mit den Innenringvertiefungen im Gehäuse der Maschine verbundenen Hydraulikzylinder zu versehen, der ein/abwechselndes Sin- bzw· Ausschalten der Dopx^elhydraulikzylinder bewirkt, was eine umkehrbare Drehung des Werkzeugs

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ermöglicht·

Durch die Erfindung ist eine hydraulische Maschine mit Schlag- und Drehwirkung zum Vortreiben von Sprenglöchern und Tiefbohrungen entwickelt worden, die ein Drehwerk zum Drehen des Werkzeugs enthält, welches synchron mit der .Arbeit dos Kolbenhammers unter Durchführung der Drehung des Werkzeugs während des Leer nubes des Kolbenhammers in Verbin dung tritt und eine umkehrbare Drehung des Werkzeugs ermöglicht, wodurch die leistung der Maschine infolge einer Mechanisierung des Vorganges des Losschraubens der Bohrstangen beim Bohren

erhöht wird. d

von Tiefbohrungen/ öie istin ihrem Aufbau einfach ^ betriebssicher, weist ein im Vergleich mit den Maschinen derselben Zweckbestimmung kleineres Gewicht, eine kleinst mögliche Anzahl dar Bauteile und einen erhöhten Wirkungsgrad auf,

Nachstehend wird die Erfindung durch Beschreibung von Ausauf die
fUhrungsbe!spielen unter Bezug/ Zeichnungen erläutertj

es zeigen

eine

Pig· 1/hydraulische Bohrmaschine mit Schlag- und Drehwirkung mit einsinniger, unabhängiger Drehung des Bohrers, im Längsschnitt;
einen
Big. 2/Schnitt nach der Linie II-II der Fig· 1; J¹Ig. 3 eine der möglichen Varianten der Zahnradprofile in

_e:gr₍ehwerk, das in Fig· 1 und 2 wiedergegeben ist} Pig· 4/erf lndungsgemäße hydraulische Maschine mit Schlag- und Dr&wirkung mit umkehrbarer, unabhängiger Drehung des Bohrers,im Längsschnitt;

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AO

einen
Fig· 5/ Schnitt nach, der Linie V-V der Flg. 4;

einen
Fig· ^Schnitt nach dor Linie VI-VI dar Flg. 4, Xn welchem

des die Stellung des Schiebers und/Sinlaßhahns der Dreh-

rlchtung des Bohrwerkzeugs bein Bohren einer Tiefbohrung entspricht;
die
Flg. 7/stellung des Schiebers und Einlaßnahns, die dar Drehrichtung des Bohrwerkzeugs beim Losschrauben des Gestänges (Umkehrdrehung) entspricht, geschnitten FlS* 8 β¹¹¹« ^de£ möglichen Varianten der Zahnradausführung

la in Flg. 4 und 5 wiedergegebenen Drehwerk; einen
Flg. 9/Schnitt nach der Linie IX-IX der Pig· 8 und die

Stellung der Sperrklinke bei deren Eingreifen in die Badverzahnung;

Pig· 10 eine de* möglichen Varianten der Anordnung der Zylinder am in Flg« 4 und 5 wiedergegebenen Drehwerk, falls das Zahnprofil des Zahnrads als ein Dreieck mit unterschiedlich großen Selten ausgeführt ist· Die in ^?1&· ¹» ² "²^ 5 dargestellte hydraulische Maschine mit Schlag- und Drehwirkung weist ein abgestuftes Gehäuse 1 größeren Durchmesser?,das am Kopfteil der Maschine anliegt, und ein Gehäuse 2 kleineren Durchmessers auf, das am Endteil der Maschine angeordnet ist·

In den Maschinongehausen 1 und 2 ist ein Stufenkolbenhammer mit : einem Endteil kleineren Durchmessers, das eine Stirnfläche 4 besitzt, in axialer Sichtung verstellbar untergebracht·

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einem Zwischen dem Kolbenhammer 3 und/don Endteil des Gehäuses

2 verschließenden Deckel/wird eine zylindrische Druckfeder 5 eingesetzt, die den Kolbenhammer 3 m dichtung des Köpfteils der Maschine .drückt«

ein

Im Gehäuse 1 seitens des Kopfteils der Maschine lsi/mit eine: Stange 7 fest/verbundener Amboß 6 untergebracht, wahrend am Ende

der Stange 7 einBohrwerkzeug befestigt ist.

Beim Betrieb der Maschine schlägt der Kolbenhatamer 3 mit

seinem dem Kopfteil der Maschine zugekehrten Vorderende auf den

/boß 6, der über die Stange 7 und das Bohrwerkzeug (nicht angedeutet^ diesen Schlag auf den zu zerstörenden Gegenstand überträgt.

Im Vorderteil der Maschine ist auch ein Drehwerk montiert» das zur Drehung der Stange 7 mit dem Werkzeug während des Bohrlochbohrens dient·

Da3 Drehwerk enthält ein am Amboß 6

axial verschiebbar aufgesetztes Zahnrad 8 und zwei gleiche Doppel zylinder 9· ^Zur Vereinfachung der Beschreibung wird nachstehend nur auf einen Doppe!zylinder eingegangen.

Jeder Doppel zylinder 9 enthält einen Hantelkö'rper 1O₉ der

/einejzu dessen Achse querverlaufende Zwischenwand 11 ,geteilt 1st, und einen Druckdifferenz-Stoßelkolben 12, der mit seinem verjüngten Mittelteil durch die Zwischenwand 11 hindurchgeführt

und mit dieser und dem Mantelkörper 10 zwei Innenräüme 13 und

bildet· Die Querschnittsfläche des Innenraums 13 ist kleiner 709819/0039

und zwar

als beim Innenraum 14yum eine geringe GrÖ3e, die nur zum Zurückführen ^v'im Leerlauft der leichtjwlegenden.kleinbemessenen Stößelkolben 12 ausreicht. Dadurch steigt der Wirkungsgrad der Maschine an«

Der Stößelkolben 12 weist eine federbelastete Sperrklinke

15 auf, die während ihres Arbeitsganges in die Zähne 16 des Zahnrads 8 eingreift, und somit ^eine Drehung des Ambosses 6 mit der Stange 7 und dem Werkzeug zusammen durchführt« ) Die Gehäuse 1, 2 und der Mantelkörper 10 sind mit Deckeln

17, 18 bzw.19 abgedeckt.

des .. mit..

Im Teil/Gehauses1/gro£arem Durchmesser sind Innenr ing ve r tiefungen 20, 21 und 22 und Kanäle 23, 24, 25, 26, 27 ausgespart* Dar Kanal 26 ist mit einem Stutzen 28 verbunden, in dem die Druckflüssigkeit der Maschine zugeführt wird. Die Innenringvertlefungen 20, 21 und 22 dienen als Kanäle zum Durchfluß der Flüssigkeit und verteilen in Verbindung mit den Kanälen 25, 26 und dem Stutzen 28 die Flüssigkeit während der Ar be its- bzw. Leerhube des Kolbenhammers 3 und des Stößelkolbens 12 la Schlag- und Drehwerk. Die Kanäle 23 und 24 sind Auslaßkanäle· Der Kanal 23 ist ein gemeinsamer Kanal für das ochlag- und Drehwerk, während der Kanal 24 nue dem. Drehwerk dient.

den Im Gehäuse 2 sind Bohrun^en29 vorgesehen, die/überkolben-

hammerraum 29a innerhalb des Gehäuses 2, in dem der Flüssigkeitsdruck nicht angreift, mit der Atmosphäre verbinden, um in

* d. h. den in Vortriebsrichtung hinter dem Kolben liegenden Raum

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diesem Uberkolbenhammerraum die Bildung eines Wasserkissens lnfolge .Durchslckerung aus dem Inneren der Maschine durch die Dichtungsmanschatten (ovon Druckflüssigkeit) zu^ vermelden, wodurch sonst die Bewegung des Kolbenhammers 3 bei seinem Leerlauf abgebremst würde.

Die mittlere Innenringvertiefung 21 im Gehäuse 1 steht 'über Kanäle 25 mit dem groß er on Innenraum 14 des Zylinders 9<imnier> in Verbindung, wahrend die hintere Innenringver tief ung 22 vermittels/Kanals 26 mit dem kleineren Innenraum 13 und über den (Q Stutzen 28, Schlauch 30 (mit gestrichelter Linie angedeutet), über die Rohrstutzenkanäle 31, 32 mit der nicht mitabgebildeten Druckleitung kommuniziert· Um die Innenringvartiefungen 21 und 22 mit den Innenraumen 13 und 14 des zweiten Doppelzylinders 9 in Verbindung zu setzen, sind ähnliche Kanäle 25 und 26 vorhanden·

auf dem

Im Gehäuse 1 ist . .Kolbenhammer 3 ein Druckdifferenz-Rlng-

ventil 33 mit einem exzentrischen Innenringvorsprung 34, Kanälen

einer
35 und mit/Außenringnut 36 aufgesetzt·

Der Kolbenhammer 3 weist in seinem Kopfteil einen R ing vor-

sprung 37 jpnd im verjüngten Endteil die Stirnfläche 4 auf· Der

den Endteil des Kolbenhammers 3 nit der Stirnfläche 4 ragt Xnylnnon-

raum 38 des Deckels 18 hinein·

Der Innenringvorsprung 34 des Ringventils 33 liegt in bezug auf die Langsachse der Maschine exzentrisch, und dessen Innendurchmesser übertrifft -den des Ringursprungs 37 des Kolben-

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hammers 3 ^um die Spaltgröae beim Laufsitz· Dieses Durchmesser-Verhältnis ist aus dem Grunde gewählt, danlt das Ringventil 33 über den Rlngvorsprung 37 außerhalb der Maschine auf den verjungten Teil des Kolbenhammors 3 aufgesetzt werden kann und in der zusammengebauten Maschine bei deren Betrieb von diesem Toll des Kolbenhammers 3 nicht heruntergeschoben wird, da es mit seinem Innenring vor sprung 34 m den Ringvorsprung 37 des Kolbenhamöers 3 eingreift.

Durch die Ausführung de3 Ringventils 33 an* dem exzentri-

schen Innenringvorsprung 34 nimmt der Kolbenhammer 3 am Ende seines Leer hubs das Ventil 33 vom Amboß 6 weg mit sich mit.

Die Kanäle 35 sind im Ventil 33 zum Durchgang der Druck-

.. · den
flüssigkeit in/Unterkolbenhammerraum der Gehäuse 1 und 2 zur Durchführung des Leerhubs des Kolbenhammers 3 vorgesehen«

Der vorjungte Mittelteil des Druckdifferenz-Stoßelkolbens 12 liegt im «lantelkörper 10 in bezug auf dessen Achse exzentrisch. Diese Exzentrizität ist zur Vermeidung einer Verdrehung des Stb'aelkolbens 12 in seinem^antelkörper 10 vorgesehen· Um die Zwischenwand 11 auf den vor jungten Mittelteil des Stößelkolbens 12 aufsetzen zu können, ist diese aus zwei diametral geteilten Wandhälften gefertigt·

Das Spülwasser zur Spülung des Bohrlochs wird über einon

den

Stutzen 39t den Axialkanal 40 des Ambosses 6,/Innenraum der Stange 7 und weiter durch das Werkzeug zur Bohre oh Ie ( nicht

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aargestellt) zugeführt·

Der Uberkolbenraum 41 des Doppelzylinders 9 tritt mit dem Kanal 42 und durch dessen Hilfe mit der .Atmosphäre in Verbindung. Id Mantelkörpar 10 des Doppelzylmders 9 sind auch Ringnuten 43, 44 und Kanäle 45, 46 vorgesehen, die zum Durchgang der Flüssigkeit in die Innenräume 13 bzw· 14 dienen·

Das Profil der Zähne 16 des Zahnrads 8 kann verschieden sein· Es kann ein gleichseitiges Dreieck wie in der Flg. 2 darstellen oder in Form eines Dreiecks mit unterschiedlichen Selten wie in Flg. 3 ausgeführt werden·

Die in Fig. 4 - 9 wiedergegebene hydraulische üaschine mit Schlag- und Drehwirkung mit einem umkehrbaren Drehwerk enthält ein Schlagwerk wie In Flg. 1,2 dargestellt, während ihr Drehwerk mit zwei zusätzlichen Doppel zylindern gleichen Aufbaus versehen ist. Da diese zusätzlichen Doppelzylmder gleiche Konstruktion wie die Doppelzylinder 9 aufweisen, werden bei deren Einzelteilen in der Beschreibung und den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen beibehalten und Indizes a hinzugefügt·

Die zusätzlichen Doppelzylinder 9a (Flg. 5) gleicher Ausführung werden den Doppel zylindern 9 gegenüber und auf einor Diagonale einander gegenüber angeordnet· Die ^ante !körper 10a der Doppelzylinder 9a sind aus einem Stück mit den Mantelkörpern 10 der Doppelzylinder 9 gefertigt· Das Drehwerk weist auch einen Hydraulikzylinder 47 (Fig· 6) zum Einschalten

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der gepaarten Doppelzylinder 9 oder 9a auf, dessen lintel 48 mit den Gehäuse 1 der Maschine starr verbunden ist.

Im Umkehrdrehwerk besitzt jüd** zusätzliche Doppelzylinder

eine 9a einen Mantelkörper iOa_t welcher durch /zu seiner Achse quer

verlaufende Zwiachwand 11a geteilt 1st, und einen Druck-

.. L ein-en

differenz-Stoßekolben 12a, der/durch diese Zwischenwand 11a hin-

dui'ohgehenden, verjüngten Mittelteil aufweist und zwischen der Wand uaa a_em Wantelkörper 10a zwei Innentäume 135a und 14a bildet· Die Quer schnitt Bf lache des Innenraums 13.a ist kleiner als beim Innenraum 14a· Der Stößelkolben 12a endet mit einer federbelasteten Sperrklinke 15a» die in die Zahne 16 des Bahnrades 8 während des Leerhubs des Stößelkolbens 12a eingreift, welcher somit eine umkehrbare Drehung des Attbo3ses 6 mit der Stange 7 ' und dem Werkzeug bewirkt.

Im Mantel 48 (Flg. 6) des Hydraulikzylinders 47» der von einer Seite mit einer Mutter 49 geschlossen ist, sind Kanäle 50» 51 vorgesehen, die über Kanäle 50a (Fig· 4) bzw. 51a (Flg. 4, 6) mit dan Innenring vertiefung en 21, 22 kommunizieren, sowie Kanäle 52, 53 (Fig· 6) ausgespart, die über Kanäle 52a bzw. 53a mit den größeren innenräumen 14 (Fig. 5) eines Paars der auf der Diagonale liegenden Doppelzylinder 9 in Verbindung treten, und Kanäle 54, 55 (Fig. 6) ausgeführt, die über die Kanäle 5& bzw. 55a mit den größeren Innenräumen 14a (Fig. 5) des anderen Paars der auf der Diagonale liegenden Doppelzylinder 9a verbunden werden.

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Die obengenannten Kanäle 50, 50a, 51, 51a, 52, 52a, 53, 53,a, 54, 54a und 55, 55a sind zum Durchgang der Flüssigkeit in die größeren Innenräume 14 und 14a der entsprechenden Doppelzylinder 9 und 9a verlegt·

Zum Durchgang der Flüssigkeit in die entsprechenden kleineren Innenräume der DoppelzylInder 9 und 9a (Fig, 5) sind Kanäle 26 und 26a (Flg. 6) vorgesehen, die über die Innenringvertiefung 22 (Fig. 4, 6) die kleineren Innenräume 13 und 13a (Fig· 5) der Zylinder mit der Druckleitung in stetiger Verbindung haiten.

Im Mantel 48 (Flg. 6) ist auch ein Stutzen 56 vorgesehen^

einen
der über/mit strichpunktierter Linie angedeuteten Schlauch 57

und über einen JSinlaßhahn 53 mit der Druckleitung verbunden ist, der einer:

wobei / Einlaßhahn VertellungskanKle 59 und 60 besitzt und in/

61
Hahngehäuse untergebracht ist. Das Gehäuse 61 des Einlaßhahns

., einen
58 ist uber/Schlauch 62 (durch strichpunktierte Linie angedeutet, mit dem Stutzen 32 (Flg. 4) und welter über den Stutzen 31» ^den Schlauch 30 (durch strichpunktierte Linie angedeutet) mit dem Rohrstutzen 28 verbunden·

ein Im Mantel ftö (Fig. 6) des Hydraulikzylinders 47 ist noch/

von der einen Seite durch eine Feder 64 belasteter Schieber 63

in axialer Richtung verstellbar angeordnet.

Der Schieber 65 weist drei Außonringnuten 65, 66 und 67 auf, die als Kanäle dienen, von denen die Ringnuten 65 und 67 miteinander über Kanäle 68 kommunizieren, die im Schieberkor per

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ausgespart sind*

Der Schieber 63 ist dazu vorgesehen, um in seiner einen, in Flg. 6 dargestellten Totstellung «in Paar

• diagonal liegender Stoßelk(}ben 12 der Doppelzylmder 9 zu betätigen . und das andere Paar der Stoßelkolben 12a der Doppelzylinder 9a außer Betrieb zu setzen sowie on der anderen Totlage, die Flg. 7 wiedergibt, das ersterβ Paar der Stoßelkolben 12 der Doppelzylinder 9 auszuschalten und das andere Paar Λ der Stößelkolben 12a der Doppel zylinder 9a anzulassen· Bei der Arbeit des ersten Paars der. Stößelkolben 12 der Doppe !zylinder 9 wird das Zahnrad 8 mit den Aiaboß 6 und der Spange 7 Va einer

den
Richtung, in Flg. 5 gegen/Uhrzeigersinn_>und während der Arbelt des anderen Paars der Stößelkolben 12a der Dpppelzylinder 9a in entgegengesetzter Richtung, in Fig. 5 i» Uhrzeigersinn gedreht, d.h. es wird eine Umkehrung der Drehung ermöglicht.

die .. sind,

In/eine Totlage, bei welcher die Stoßelkolben 12 in Aktion/

kommt der Schieber vermittels der Druckfeder 64 (Flg. 6) und in die ander« (Flg. 7), bei welcher die Stoßelkolben 12a arbeiten, mit HiIf₉ des JSmlaßhahns 58, der. Druckflüssigkeit an die dem durch dio Feder 64 belasteten Stirnende gegenüberliegende Stirnfläche des Schiebers 63 leitet· Dabei schiebt die Druckflüssigkeit den Schieber 63 m seine Gegentotlage (Flg· 7) zurück und drückt somit die Feder 64 zusammen« In entspannter Stellung der Schieberfeder 64, wie dies aus

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der Fig· 6 zu ersehen ist, wird die Ringnut 65 vermittels/Kanäle 52,

52a bzw. 53, 53a mit dem größeren Timenraum

14 jedes auf der Diagonale liegenden DoppelzylInders 9 und über die Kanäle 50, 50a (Fig. 4) alt der Innenringvortiofung 21 des Gehäuses 1 in Verbindung gesetzt, die abwechselnd mit dem .Auslaßkanal 23 der Maschine in Verbindung tritt· Dia mittlere Rlngnui 66 (Flg. 6) kommuniziert über die Kanäle 51, 51a mit der Innenring vertiefung 22 des Gehäuses 1 und ferner über den Kanal 28,den

_N ^d3-^e den

Schlauch 30 (S¹Ig. 4), /Rohr st Uta en 31» 32 ,/Schlauch 62, die Vertellungskanäle 59 des iilnlaßliana 58 mit der Druckleitung (nicht dargestellt) und ist durch die Kanäle 54, 54a bzw. 55» 55a O?ig. 6) mit dem größeren Innenraum 14a der

beiden auf der Diagonale liegenden Doppe!zylinder 9a verbunden· .Vlθ dies aus Fig· 4 und 6 hervorgeht, stehen die kleineren Innenrättme 13» 13a der entsprechenden Doppelzylindor 9 und, 9a bei jeder Stellung des Schiebers 63 vermittels der Kanäle 26, 26a, 22, 28, des Schläuche 30, der Rohrstutzen 31» 32, über den Schlauch 62, die Kanäle 59 des üinlaßhahns 58 mit der Druckleitung in Verbindung· Die Wirkung sr loht ung der Druckflüssigkeit 1st in ?lg. 4 und 6 durch Pfeile angedeutet· Die Wirkungsweise der hydraulischen ^faschine mit Schlag- und

einem
Drehwirkung mit / . Drehwerk wird jeweils in einer Reihenfolge

beschrieben· Zunächst v/ird in der Beschreibung der Betrieb der

einer .. nur

Maschine mit / Drehung des Bohrgestänges in/eirer Richtung wie

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2 b Λ 8 2 3 /. «Ο

in Pig. 1,2 und danach die Arbeltswelse der Maschine mit einer möglichen /Drehung des Bohrgestänges in beiden dichtungen (Fig. 4-7) dar- .

gestellt.

Al3 ^\nfangss te llung wird die Stellung der Maschine mit Schlag- und Drehwirkung angesehen, die in Flg. 1 und 2 wiedergegeben ist·

In dieser Stellung der Maschine ist das Hingventil 33 an den Amboß 6 festangedrückt, und die Flüssigkeit kann nicht aus dem J Unterkolbenhammerraum nach außen herausfließen· Dabei stohen die Bohrungen 35 des Ringventils 33 ganau der lnnonringvertiefung 22 gegenüber, wodurch der Unterkolbenhammerraum der Gehäuse 1, 2 über die Kanäle 35, 23, 26, 28, den Schlauch 30, die Stutzen 31, 32 und durch den an den Stutzen 32 angeschlossenen, nicht mitabgebildeten Schlauch mit dor Druckleitung in Verbindung tritt.

Mit dor Druckleitung ist gleichzeitig der kleinere Innenraum 13 jedes Doppelzylinders 9 über die Kanäle 26 verbunden·

Die Druckflüssigkeit tritt aus der Druckleitung (oder der Pumpe) über den Stutzen 32 in den überkolbenhammerraum 38 und über den Stutzen 31, Schlauch 30, Stutzen 28, die Kanäle 22, 33 in den Unterkolbenhammerraum in den Gehäusen 1, 2 und durch die; Kanäle 26, 43» 4-5 in jeden Innenraum 13 des Arbeltshubs der

Stößelkolben 12, 12a.

Die. Druckflüssigkeit schiabt dan Kolbenhamaer 3 in Richtung des Endteils der iäaschine (nach rechts in der Zeichnung)

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zurück, da die Stirnflächen der durch die Flüssigkeit umströmten Enden unterschiedlich sind (die Fläche des Kopfs tirnendes übertrifft die cfes ^interstarnende^, während dio durch den Druck nicht ausgeglichene Dlfferenzflache im Ringzwischenraum 29a des Gehäuses 2 liegt, der über die Bohrungen 29 nut der .Atmosphäre kommuniziert«

^mit diesem beschriebenen Leerlauf des Kolbenhamtaers 3 (Gleichzeitigvollziehen die Stößelkolben 12 inren Arbeltshub, indem sie durch die iⁿ dieser Zeitspanne in das Zahnrad 8 ein- s~\ greifenden Sperrklinken 15 dieses Zahnrad mit dem Aaboß 6 und dot Bohrgestänge 7 mit dem v/erkzeug in Richtung gegen/Uhrzeigersinn in Flg· 2 UDieinen gewählten Winkel drehen· Dabei wird die Flüssigkeit durch die größere Stufe des Stößelkolbens 12 über die Kanäle 46, 44, 25, 21, 36, 24,und 23 aus dem Innenraum 14 in die Atmosphäre verdrängt·

Nachdem der Kolbenhammer 3 seinen vorgeschriebenen Weg hinter sich hat und die Feder 5 zusammengedrückt hat, stoßt er eilt

den
seinemRingvorsprung 37 an/exzentrischen Xnnenringvorsprung des Ringventlls 33 waa nimmt das Ventil 33 vom Amboß 6 wag mit,wodurch er . den Rln^spalt zwischen dem Amboß 6 und dem Gehäuse 1 zum Herausfluß dor Flüssigkeit aus dom Unterkolben-

hammerraum öffnet· Hiernach lauft da3 Ringventil 33 m Sichtung zum Jindtell der faschine von selbst, da es eine Druckdifferenzgestalt aufweist und ein durch den Druck nicht ausgeglichene! Bingzwischanraum 27a im Gehäuse 1 vorgesehen ist, der über die

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- 2Ö--

Bohrungen 27 mit der Atmosphäre verbunden ist. Bel dieser Bewegung des Rlngventlla 33 verschie/ sich dessen Bohrungen bezüglich der J-nnenr ing vertiefung 22 und bleiben verschlossen, die 36 des Ringventils 33 verbindet die Innenringver-

tiefungen 21 und 22 miteinander, während die Verbindung zwischen

sich den Innenrin^vertiefun^en 20 und 21 aufgahoben wird, da/die Außenringnut 36 in Richtung des iindteils der Maschine zurückbewegt. Die Druckflüssigkeit strömt über die Kanäle 22, 36, 21, 25, 26, 43, 45, 44 und 46 in die Innenräume 13 und 14 der Doppelzylinder hinein, wodurch infolge einer vorhandenen größeren Querschnlttsiläche im Innenraum 14 in. Vergleich zum Innenraum 13 die Stößelkolben 12 unter dem Flüssigkeitsdruck aus jedem Innenraum 14 in Richtung vom Zahnrad 8 weg zurücklaufen, wobei ihre Sperrklinken 15 außer Eingriff mit dem Zahnrad 8 tre ten, das in dieser Zelt unter der Wirkung der axialen Vorschubkraft unbeweglich bleibt. Der Kolbenhammer 3 wird stillgesetzt, auch die Flüssigkeitssäule im Schlauch über dem Kolbenhammer 3 bewegt sich nicht weit®Snd es erfolgt ein hydraulischer Schlag·

des

Unter der Einwirkung des hydraulischen Schlages und/über-

sich

drucke der Flüssigkeit auf der Stirnfläche 4 sowie der/entspannenden Feder 5 eilt der Kolbenhammer 3 vorwärts (j._n der Zeichnung nach linksöuid verdrangt dabei die Flüssigkeit aus dem Untor-

sich

kolbenhammerraum über den/öffnenden Ringspalt zwischen dem Gehäuse 1 und dem Amboß 6 und ferner durch den Auslaßkanal 23 nach außen· Dabei trifft der Kolbenhammer 3 das ihm unter Druckwirkung

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abgeführten

der / Flüssigkeit entgegeneilende Ringventil 33» nimmt es mit

auf den
sich mit, schlägt / Amboß 6, der über die Bohrstange 7 nut dem Werkzeug verbunden ist,drückt das Ringventll 33 an den Amboß 6 (dleee Stellung 1st in Flg. 1 dargestellt) an, wodurch die Verdrängung der Flüssigkeit aus dem Unterkolbenhammerraum

nach ·· ·· ··

heraus außen aufhört, und die Flüssigkeitssäule in den £u-

erneut en

fuhr schläuchen wird / .stillgesetzt, was elnr neuen hydraulischen Schlag hervorruft, der infolge eines Zusammenfalls der Bohrungen 35 in der in Richtung zum Werkzeug vorderen Totlage des Ringventils 33 mit der Innenringvertiefung 22 über diese

Bohrungen 35 in den Unterkolbenhammerraum übergeben wird·

des Durch die Kraft des hydraulischen Schlages und/Überdrucks

der Flüssigkeit wird der Kolbenhammer 3 zurückgeführt, während die Stoßelkolben 12 ihren Arbeitsgang ausüben, indem sie dabei vermittels ihrexSperrklinken 15 das Zahnrad 8 um einen vorgeschriebenen Winkel 'drehen, und der Torgang wiederholt sich·

Beim Vorhandensein eines zusätzlichen Paars der Doppelzy-1 Inder 9a und des Hydraulikzylinders 47, die durch Kanäle und Innenräume der Gehäuse 1, 2 der Maschine, wie dies oben|be sehr Ie-

ⁱⁿ ist,

ben und/Fig· 4 bis 7 gezeigt/kann die Drehung des Bohrge-

umkehrbar,d.h.
stänges 7/sowohl in einer als auch in der entgegengesetzten Richtung erfolgen.

In der hydraulischen Maschine mit Schlag- und Drehwirkung mit dem genannten Umkehr drehwerk füllt die Druckflüssigkeit bei der ihre entspannte Stellung einnehmenden Schieberfeder 64

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(Pig, ö) immer beide Innenräume 15a und 14a aus, und infolge

des bestehenden Unterschiedes in den Querschnittsflächen der erwähnten Innenräume 13a und 14a werden die Stößelkoltjen 12a

durch die Druckflüssigkeit in Richtung von; Zahnrad 8 weg

weggedruckt, während an der Arbeltjbei der VerStellung des Ringventils 33 die Stößelkolben 12 synchron teilnehmen, indem sie dabei vermittels der Sperrklinken 15 das Zahnrad 8 mit dem

den Amboß 6 und der Bohrstange 7 (in Fig. 5 gegen/Uhrzeigersinn)

während des Leerhubs des Kolbenhammers 3 drehen· !

Bei der auf die Ganggröße des Schiebers 63 zusarcmengedruck- j

ten Schieberfeder 64 (in Fig. 7 wiedergegeben), deren Zusammen- ί

den drücken durch Drehung am Einlaßhahn 58 um 90° gegen/Uhrzeigersinn und durch nachfolgenden Eingriff der Druckflüssigkeit über die Kanäle 59, den Schlauch 57 _f Rohr stutzen 56 aa Schieber 63 erfolgt, . stehen die Randringnuten 65, 67 des Schiebers 63, die miteinander über die Kanäle 68 verbunden sind, | durch die Kanäle 51a, 22, 28, den Schlauch 30, die Rohrstutzen 31» 32, durch den Schlauch 62 und die Kanäle 59 des Einlaßhahns 58 (Flg. 4 und 7) mit der Druckleitung in Verbindung und über die Kanäle 52, 52a bzw. 53» 53a (Flg. 6) mit

den größeren Innenräumen 14 der auf der Diagonale liegenden Doppelzylinder 9, während die mittlere Ringnut 66 des Schiebers durch die Kanäle 54, 54a, 55» 55a mit den entsprechenden größeren Innenräumen 14a des zweiten Paars der Stößelkolben 12a und

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über die Kanäle 50, 50a mit der innenr ingvertiefung 21 des Gehäuses 1 kommuniziert, die abwechselnd mit dem .Auslaßkanal 23 der Maschine in Verbindung tritt· Die Wirkungsrichtuns ^^er Druckflüssigkeit ist in Flg. 7 durch Pfeile angedeutet. Infolgedessen wird äas zweite Paar · Stöße!kolben 12a Alt seinen Sperrklinken 15a synchron mit der Bewegung

betätigfcdes Ringventils 33 / wahrend das erste Paar der Stößelkolben 12 in der Richtung vom Zahnrad 8 weg '^geführt bleibt· Dabei erfolgt die Drehung dieses Zahnrads mit dem Am-

dem
boß 6 und/Bohrgestänge 7 Ui der entgegengesetzten Richtung (in

Flg· 5 im Uhrzeigersinn)·

Die umgekehrte Drehung des Bohrgestänges wird bei dessen Losschrauben gebraucht.

Die erfindungsgemä^e hydrauliüche Maschine mit Schlageinsinniger
und Drehwirkung sowohl mit / als auch mit umkehrbarer

Drehung des Bohrwerkzeuge kann auch ohne Feder oder ein anderes

dem plastisches Element zwischen dem Kolbenhammer 3 und/Deckel 18 des Gehäuses 2 erfolgreich arbeiten, obwohl sich der Wirkungsgrad in diesem Falle verkleinert«

In Flg. 8 und 9 ist eine der möglichen Ausführungen des

¹2 Zahnrads 8 im Drehwerk mit der Sperrklinke 15 des Stößelkolbens

während des üingriffs der Sperrklinke mit dem Radzahn 15 wiedergegeben, der in Form eines Dreiecks mit unterschiedlichen Selten profiliert ist.

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Fig· 10 gibt eine der möglichen Varianten der Anordnung der Doppelzylmder 9, 9a des umkehrbaren Drehwerks wieder, die in Flg. 4, 5 dargesteli sind, wenn das Profil des iahns 16

des Zahnrads 8 als Dreieck mit unterschiedlichen Selten ausgeführt ist. .

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Claims (1)

28. Oktober 1975 RZ/B PATENTANSPRÜCHE

1. Hydraulische Maschine mit Schlag- und Drehwirkung zum Vortreiben von Sprenglöchejnund Tiefbohrungen , in deren Gehäuse, da^s Kanäle zum Durchgang einer Flüssigkeit

axial verschiebbar

besitzt,xStufenkolbenhaminor//^¹¹ zur Verwirklichung der .Arbeitsbarer

und Leer^hübe hin- und herbeweg/ und während seiner Arbeits-

den das

hübe auf / Bohrwerkzeug tragenden Amboß Schläge ausub-ender < ?

und ein darauf aufgesetztes/Druckdifferenz-Stuf enring-

ventil <zur Verteilung der Flüssigkeit ln/TJnterkoibenhammer-

raum und in die atmosphäre hin- und herbewegbares

ein
sowie/Drehwerk zum Drehen des Werkzeugs,

^angeordnet/sind' das mit einem am .Amboß montierten Zahnrad kraftSchlusslg verbunden ist,/d a d u r c h gekennse lehne t ,daß das Drehwerk des Werkzeugs zumindest einen im Kopfteil des Gehäuses (1) der Maschine anfeerdnera aus zwei Zylindern unterschiedlicher Durchmesser bestehenden, durch eine zu dessen Achse querstehende Zwischenwand (11) ge-

einem teilten Doppelhydiaülikzylinder (^) mit/stößelkolben (12) enthält, der eine abgefederte Sperrklinke (15) trägt und mit

der Zwischenwand (11) und dem Mantelkörper (10) der Zylinder unterschiedlicher Durchmesser zwei Innenräume (13 und 14·) bildet,

CrJ einen
von denen der Innonraum (13)/ kleiner en Durchmesser [als Arbeits-

£-J einen . p-

huteaum)und der Innenraum (14-)\größeren Durchmesser (UiIs Leor-

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und

hubraumfaufweisV^daQ ^⁸ Gehäuse (1) dar Uaschme an der Anordnungsstelle das Ringventils (33), das eino Außanringnut (36)

(20 21 22) aufweist, drei limenringvertief ungen/iait 'Kanälen enthält, von denon die lia Sinne des Bohrvorschubs vordare Vertiefung (20) mit der Atmosphäre, die mittlere Innenringvertiefung (21) stets

(22) mit dem Innenraum (14) größeren Durchmessers, die hintere/mit

dem Innenraum (13) kleineren Durchmessers des Doppeihydrauiikzylinders (9) und mit der Druckleitung derart in Varbindung ste-

en
hen, daß bei Hin- und Herbewegung/des Ringventils (33) der Stö-

ßelkolben (12) Leer- bzw. Arbelts/hübe ausübt, wobei

er über die Sperrklinke (15) mit dem. .Zahnrad (8)<Cwänrend des Lee? hubs des Kolbenhammers O)^m kraft Schluss ige Wechselwirkung tritt·

2· Hydraulische Maschine nach Anspruch 1, dadur c h gekennze lehne t ,daß sie zumindest einen zusätzlichen Doppelhydraulikzylinder (9a) enthalt, der ebenso mit den lnnenringvertiefungen (20, 21, 22) des Gehäuses

(1) der Maschine wie der erste Doppelzylinder (9) in 7erblnaber

dung steht,/im Vergleich zur Lage des ersten Doppolhydrau-

angeordnet llkzylmders(9) zum Zahnrad (8) entgegengesetzt/ist, und einen Hydraulikzylinder (47) enthält, der hydraulisch mit den

DoppelzylIndern (9 und ^a) und mit den Innonringvertiefungan (20, 21, 22) des Gehäuses (1) verbunden und auf abwechselnde Ein- und Ausschaltung der Doppelhydraulikzylindar (9 und 9a) einstellbar ist.

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