DE3439268A1 - Mit einer rotationsmaschinerie versehene druckmittelgetriebene schlagbohrmaschine - Google Patents

Description

Mit einer Rotationsmaschinerie versehene druckmitte1-getriebene Schlagbohrmaschine

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelgetriebene Schlagbohrmaschine, welche - ein einen Zylinderraum bildendes Gehäuse,

- einen im Zylinderraum achsial beweglichen Schlagkolben,

- ein im Gehäuse befindliches, an eine Druckmittelquelle und einen Druckmittelbehälter angeschlossenes, für die Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens vorgesehenes Kanalsystem,

- ein Ventil für die Steuerung der Schlagbewegung,

- Mittel für den Anschluss einer Bohrstange in das Gehäuse als eine Verlängerung des Zylinderraumes, und

- eine druckmittelgetriebene Rotationsmaschinerie für die Rotation der Bohrstange, welche Maschinerie an den Zylinderraum des Schlagkolbens mit einem zweiten Ablaufkanal für die Rotation der Rotationsmaschinerie mit Hilfe des aus dem Zylinderraum ablaufenden Druckmittels angeschlossen ist,
umfasst.

Aus der EA-Patentanmeldung 7 6/5367 ist eine Bohrmaschine vorbekannt, welche für die Rotation der Bohrstange mit einer druckmittelgetriebenen Rotationsmaschinerie versehen ist, in welche Maschinerie der Schlagkolben der Bohrmaschine Druckflüssigkeit während des Rücklaufes des Kolben pumpt. Für diesen Zweck ist in den Schlagkolben ein besonderer Ringanschlag ausgeführt worden, welcher in einem eigenen, aus dem Zylinderraum des Schlagkolbens separierten Zylinderraum beweglich ist, welcher Raum an eine, im Verhältnis zur Druckmittelquelle des Schlagkolbens separate Druckmittelquelle angeschlossen ist. Mit einer ähnlichen Konstruktion wird 5 zwar eine sog. gestufte Rotation der Bohrstange so

erzielt, dass die Bohrstange nur in der Zwischenzeit der auf die Bohrstange gerichteten Schläge rotiert wird, und die mit den Rücklauf des Schlagkolbens angeschlossene Energie, für die Rotation der Rotationsmaschinerie benutzt werden kann. Ein Nachteil ist aber, dass das in die Rotationsmaschinerie eingepumpte Druckmittel nicht dasselbe ist, welches für die Bewegung des Schlagkolbens benutzt worden ist und dass somit zwei separate Druckmittelkreise mit separaten Anordnungen und Druckmitteln verlangt werden.

Aus der US-PS 4 103 746 ist eine Bohrmaschine bekannt, in der auch der Rücklauf des Schlagkolbens für das Pumpen des Druckmittels in die Rotationsmaschinerie benutzt wird. Für diesen Zweck ist der Ablaufkanal des Zylinderraumes des Schlagkolbens mit der Rotationsmaschinerie so verbunden, dass das während des Rücklaufes des Schlagkolbens beseitigte Druckmittel als ein Ganzes in die Rotationsmaschinerie und in einen, an die Seite dieser Maschinerie eventuell angekoppelten Umführkanal liegenden Drossel strömt. In diesem Aufbau wird zwar für die Rotation der Rotationsmaschinerie dasselbe Druckmittel wie für die Bewegung des Schlagkolbens benutzt, aber ein Nachteil ist, dass der für die Schlagbewegung des Schlagkolbens verlangte Druckmittelaufwand die Grössenordnung der Rotationmaschinerie bestimmt, wodurch meistens eine unnütze Ueberdimensionierung im Verhältnis zum Rotationsbedarf entsteht. Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrmaschine zu erzielen, welche die obenerwähnten Nachteile beseitigt und es möglich macht, dass von dem Druckmittelaufwand des Schlagkolbens nur ein in jedem separaten Falle für den Lauf der Rotationsmaschinerie benötigter Teil gelangt. Dieses wird mit einer erfindungsgemässen Bohrmaschine erzielt, welche dadurch 5 gekennzeichnet ist, dass der Ablaufkanal für die Rotationsmaschinerie in eine Kammer des Zylinderraumes,

welche Kammer im Verhältnis zu den Anschlussmitteln der Bohrstange sich auf der entgegengesetzten Seite des Schlagkolbens befindet, in der Laufrichtung des Schlagkolbens im Abstand von dem an den Druckmittelbehälter anzuschliessenden Ablaufkanal, auf die Schlagkolbenseite mündet.

Die Erfindung ist auf den Gedanken basiert, dass der Schlagkolben während seines Rücklaufes das im Zylinderraum durch den Kolben beseitigte Druckmittel im gewünschten Verhältnis so verteilt, dass ein Teil des Druckmittels direkt in den Flüssigkeitsbehälter und ein Teil in die Rotationsmaschinerie gesteuert wird, und eine Druckdifferenz über den Rotationsmotor erzielt. Durch eine geeignete Wahl des Verhältnisses, kann man den auf die Rotationsmaschinerie fliessenden Druckmittelstrom für die Rotation vorteilhaft wählen, wobei die Grosse der Rotationsmaschinerie optimiert werden kann. Dank dessen hängt die Grössenordnung der Rotationsmaschinerie nicht von dem Druckmittelaufwand der Schlagbewegung des Schlagkolbens ab.

Die Erfindung wird unten mehr im Einzelnen unter Hinweis auf die beigelegte Zeichnung beschrieben, in der

Figur 1 schematisch als Achsialschnitt eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Bohrmaschine zeigt,

Figur 2 in grösserem Format einen Teil eines Verteilungsventils und eines Gehäusekanalsystems zeigt.

Die Zeichnung zeigt eine Bohrmaschine, in dessen Gehäuse 1 ein, einen achsial beweglichen Schlagkolben 3 aufweisender Zylinderraum 2 vorliegt. Das Gehäuse zeigt einen Einlaufkanal 4, welcher an einem Ende an eine Druckmittelpumpe 5 angeschlossen ist und am anderen Ende in eine vordere Kammer 6 im Zylinderraum mündet, und einen Ablaufkanal 7, welcher an einem Ende an einen Flüssigkeitsbehälter 8 und am anderen Ende über zwei Kreisspuren bei einem, im Zylinderraum achsial be-

weglichen, den Schlagkolben umgebenden Verteilungsventil 9 endet. Die Wand des Verteilungsventils weist entsprechende Ablauflöcher 10 auf, durch welche eine hintere Kammer 11 des Zylinderraumes je nach der Stellung des Verteilungsventils mit dem Ablaufkanal 7 in Verbindung steht. Durch ein wechselweises Verbinden der hinteren Kammern mit dem Einlaufkanal und dem Ablaufkanal durch die Wirkung der Bewegungen des Verteilungskanals, kann der Schlagkolben in eine Hin- und Herbewegung im Zylinderraum gebracht werden. Eine ähnliche Bohrmaschine mit Schlagkolben und Verteilungsventilen ist, was die Konstruktion und den Lauf betrifft, aus der PI-PS 50 940 vorbekannt, weshalb diese nicht in diesem Zusammenhange genauer beschrieben wird. 5 Im vorderen Ende des Gehäuses ist ein Bohrnacken 12 rotierend und achsial beweglich gelagert, an welchen eine Bohrstange 13 ankoppelbar ist. Der Bohrnacken liegt auf einer achsialen Verlängerung des Schlagkolbens und streckt sich auf die Laufbahn des Schlagkolbens so, dass die Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens aufeinanderfolgende achsiale Schläge auf das Ende des Bohrnackens richtet. Anstatt eines Bohrnackens kann als ein Mittel für die Kopplung der Bohrstange an die Bohrmaschine, eine an sich bekannte Spur- und/oder Stammhülse benutzt werden, in deren Inneres das Ende der Bohrstange bzw. der Bohrnacken in Eingriff mit der mit Spuren versehenen Innenfläche der Hülse, eingeschoben wird.

Der Bohrnacken ist mit einer Verzahnung 14 versehen und das Gehäuse trägt einen druckmittelgetriebenen Rotationsmotor 15, welcher durch Vermittlung von Zahnrädern 16, 17 den Bohrnacken rotiert. Eine ähnliche Rotationsmaschinerie 18 ist an sich bekannt und ist nur ein Beispiel über geeignete druckmittelgetriebene Rotationsmaschinerien.

In das Gehäuse der Bohrmaschine ist erfindungs-

gemäss ein zweiter Ablaufkanal 19 ausgeführt, welcher an einem Ende mit einer Leitung 20 an den Rotationsmotor 15 angeschlossen ist und am anderen Ende durch eine Kreisspur bei dem Verteilungsventil/ in achsialer Entfernung von dem benachbarten, in den Flüssigkeitsbehälter führenden Ablaufkanal 7 endet. Die Wand des Verteilungsventils weist, in gleicher Entfernung von den benachbarten Ablauflöchern 10, entsprechende Ablauflöcher 21 auf.

Die Bohrmaschine arbeitet in folgender Weise: Wenn der Schlagkolben Rücklauf von dem Bohrnacken ausführt und das Verteilungsventil in der in Figur 1 gezeigten hinteren Rücklaufstellung sich befindet, strömt die Druckflüssigkeit aus der hinteren Kammer 11 durch die im Verteilungsventil vorliegenden Ablauflöcher 10, 21. Anfangs strömt der Hauptteil der Druckflüssigkeit durch die Löcher 10 in den Ablaufkanal 7 und weiter in den Flüssigkeitsbehälter 8, weil dort ein niedriger, die Flüssigkeitsströmung gegenwirkender Druck vorliegt. Wenn der Schlagkolben in eine Stellung übergangen ist, in der dieser die Ablauflöcher 10 schliesst, strömt der Rest der aus der hinteren Kammer wegen des Rückschlages auslaufenden Druckflüssigkeit durch die Ablauflöcher 21 in den Ablaufkanal 19 und weiter durch die Leitung 20 in den Rotationsmotor, welcher anfängt den Bohrnacken und die Bohrstange zu rotieren. Durch eine geeignete Wahl des Abstandes der Ablauflöcher 21 des zum Rotationsmotor führenden Ablaufkanals von Ablaufloch 10 und der Lage der Ablauflöcher hinsichtlich des Endpunktes des Rücklaufes des Schlagkolbens, kann immer von der totalen Menge der aus der hinteren Kammer ausströmenden Druckflüssigkeit eine für die Rotation des Rotationsmotors benötigte Flüssigkeitsmenge, welche in jedem Einzelfall im Verhältnis zur Grosse des Rotationsmotors geeignet ist, ausgeschiedet werden.

Wenn sich das Verteilungsventil in der letzten
Phase des Rücklaufes des Schlagkolbens vorwärts bewegt, schliesst es den Ablaufkanal 7 zum Flüssigkeitsbehälter und gleichzeitig auch den Ablaufkanal 19 zum Rotationsmotor. Die Schlagphase geschieht hierbei wie in der

üblichen Lösung. Durch Zufügung eines Druckakkumulators in den zum Rotationsmotor führenden Kanal, kann die
Rotationszeit so verlängert werden, dass der Motor noch rotiert, nachdem der Kanal durch das Ventil geschlossen worden ist.

Die Zeichnung und die angeschlossene Beschreibung sind nur vorgesehen, den Gedanken der Erfindung zu veranschaulichen. Im Einzelnen kann die erfindungsgemässe Bohrmaschine im Rahmen der Patentansprüche variieren.

Die Erfindung kann auch in solchen Bohrmaschinenkonstruktionen verwendet werden, in denen das Verteilungsventil durch ein andersartiges Steuerungssystem ersetzt worden ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Druckmittelgetriebene Schlagbohrmaschine, welche

- ein Gehäuse (1), welches einen Zylinderraum (2) bildet,

- einen im Zylinderraum achsial beweglichen Schlagkolben (3) /

- einen im Gehäuse befindlichen, an eine Druckmittelquelle (5) und entsprechend an einen Druckmittelbehälter (8) anzuschliessenden Ein- und Ablaufkanal (4,7) für eine Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens (3),

- ein Ventil für die Steuerung der Schlagbewegung ,

- Mittel (12) für den Anschluss einer Bohrstange (13) in das Gehäuse als eine Verlängerung des Zylinderraumes, und

- eine druckmittelgetriebene Rotationsmaschinerie (18) für die Rotation der Bohrstange, welche Maschinerie an den Zylinderraum des Schlagkolbens mit einem zweiten Ablaufkanal (19) für die Rotation der Rotationsmaschinerie mit Hilfe des aus dem Zylinderraum ablaufenden Druckmittels angeschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufkanal (19) für die Rotationsraaschinerie in eine Kammer (11) des Zylinderraumes (2), welche Kammer im Verhältnis zu den Anschlussmitteln (12) der Bohrstange sich auf der entgegengesetzten Seite des Schlagkolbens (3) befindet, in der Laufrichtung des Schlagkolbens (3) im Abstand von dem an den Druckmittelbehälter anzuschliessenden Ablaufkanal, auf die Schlagkolbenseite mündet.

2. Bohrmaschine gemäss Patentanspruch 1, welche ein in der Wand des Zylinderraumes (2) achsial beweglich gelagertes Verteilungsventil (9) für die Steu-

erung der Drucksetzung des erwähnten Zylinderraumes umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilungsventil (9) durchgehende Löcher (10, 21) umfasst, welche in der Rücklaufstellung des Verteilungsventils den Zylinderraum mit den im Gehäuse befindlichen Ablaufkanälen (7, 19) verbinden und in der Schlagstellung die Verbindung der Ablaufkanäle zum Zylinderraum schliessen,

3. Bohrmaschine gemäss Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Druckmittelbehälter (8) angeschlossene Ablaufkanal (7) im Zylinderraum (2) wenigstens an zwei, in der Laufrichtung des Schlagkolbens (3) im Abstand voneinander liegende Stellen mündet.