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Anordnung zur selbsttätigen Regelung des Vorschubes des Bohrwerkzeuges bei
Bohrmaschinen
Bei der Durchführung von Bohrungen zwecks geologischen Untersuchungen u. ähnl.
Zwecke mittels Kernbohrmaschinen ist es erforderlich, dem Bohrwerkzeug ausser der Drehbewegung auch einen Vorschub in Eingriff zu erteilen und eine Andrückkraft gewisser Grösse zu entwickeln. Falls der Vorschub in Eingriff zu langsam ist, wird die Bohrmaschine nicht genügend ausgenützt, falls er zu gross ist, besteht die Gefahr, dass die Andrückkraft stark ansteigt und eine Störung des Bohrwerkzeuges verursacht wird. Bei der Mehrzahl der bestehenden Bohrmaschinen wird der Vorschub von Hand vorgenommen und es hängt von der Erfahrung und Gewissenhaftigkeit des Bedienenden ab, wie weit er diesen Vorschub richtig abschätzen und einstellen kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung zur selbsttätigen Regelung des Vorschubes des Bohrwerkzeuges in Eingriff, wo zum Bewerkstelligen der Vorschubbewegung ein hydraulischer Motor verwendet wird, zu dessen Speisung mit Druckflüssigkeit eine Rotationspumpe mit einer Hilfsvorrichtung zur Einstellung der Exzentrizität des Rotors gegenüber dem Ständer in Abhängigkeit von der Grösse des Drehmomentes des Bohrwerkzeuges verwendet wird.
Ein Ausführungsbeispiel ist schematisch in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
Die durch einen nicht gezeichneten Motor angetriebene Hauptpumpe 21 liefert die Druckflüssigkeit einem hydraulischen Motor 31, der direkt am Bohrkopf gelagert ist und der dem Bohrwerkzeug seine Drehbewegung erteilt.
Eine zweite Hilfspumpe 22 liefert die Druckflüssigkeit einem Motor 53, der eine Winde 4 treibt, auf deren Trommel das Seil aufgewunden ist, auf welchem das Bohrwerkzeug eingehängt ist. In den Austrittskreisen beider Pumpen sind Sicherheitsventile 68 und Nachfüllventile 69 vorgesehen, über welche Volumenverlust der einzelnen hydraulischen Kreise aus einem Vorratsbehälter 73 ergänzt werden.
In den Kreis der Hilfspumpe 22 ist ein Ventil 65 geschaltet, welches eine Hilfsvorrichtung 52 einschaltet, welche über ein Regelventil 51 selbsttätig in Abhängigkeit vom Leitungsdruck zwischen Hauptpumpe 21 und dem hydraulischen Motor die Exzentrizität der Pumpe 22 steuert.
Das erwähnte Regelventil 51 besitzt eine Führungseinlage 74, in welche ein zylindrischer Schieber 75 eingreift, auf welchen von einer Seite ein hydraulischer Druck einwirkt, von der andern Seite eine Feder 76, deren Spannung durch eine Stellschraube 77 mit Deckmutter 78 einstellbar ist, und Einlassöffnungen q, b, c, am Ventilkörper, von denen die Öff- nung a an die Leitung zwischen die Pumpe 21 und den Motor 31 angeschlossen ist, die öffnung b mit dem Raum auf der Seite des grösseren Durchmessers des Differentialkolbens 79 der Hilfsvorrichtung 52 zur Einstellung der Exzentrizität der Pumpe und die öffnung c mit dem Abfall verbunden ist.
Die Hilfsvorrichtung 52 zum Einstellen der Exzentrizität der Pumpe 22 hat einen Differentialkolben 79 mit einem verzahnten Kamm 80, in welchen ein Segment 81 eingreift, der die Exzentrizität der Pumpe 22 einstellt. Die Endlage des Differentialkolbens 79 ist durch eine Stellschraube 82 begrenzt.
Das Drucköl aus dem Kreis des dem Bohrwerkzeug die Drehbewegung erteilenden Motors 31 wirkt über die öffnung a im Ventilkörper 51 auf die untere Fläche des Schiebers 75 und gleichzeitig auf die kleinere Fläche des Differentialkolbens 79 ein. Gegen den hydraulischen Druck wirkt auf den Schieber 75 die Federkraft 76, durch welche der hydraulische Druck eingestellt werden kann, bei welchem die Regelung zu wirken beginnt. Der Differentialkolben 79 der Hilfsvorrichtung 52 wird gleichzeitig durch hydraulischen Druck auf dessen kleinere Fläche in einer durch die
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Stellschraube 82 begrenzten Lage gehalten, durch welche die maximale Vorschubgeschwindigkeit in Eingriff gegeben ist.
Falls sich der Widerstand des Bohrwerkzeuges erhöht und damit auch der Druck im Speisekreis des Bohrmotors 31 über den festgesetzten Wert ansteigt, verschiebt sich der Schieber 75 gegen die Federkraft 76 und ermöglicht dem Drücköl, durch die Öffnung b auf die Seite des grösseren Durchmessers des Differentialkolbens 79 der Hilfsvorrichtung 52 zu strömen. Der Druckunterschied auf die grössere und kleinere Fläche des Kolbens 79 verursacht seine Umstellung und dadurch auch eine Änderung der Exzentrizität der Pumpe 22 und eine Verminderung der Vorschubbewegung in Eingriff. Falls der Druck noch mehr ansteigt, wird die Exzentrizität so weit verstellt, bis der Vorschub vollkommen eingestellt ist bzw. sich das ganze Gestänge des Bohrwerkzeuges hebt.
Falls der Druck unter den gestellten Wert sinkt, öffnet der Schieber 74 die Öffnung c in den Abfall, der Raum auf der Seite des grösseren Durchmessers des Differentialkolbens 79 wird über die Öffnungen b und c mit dem Abfall verbunden und durch Einwirkung des Druckes auf die kleinere Fläche des Differentialkolbens 79 kehrt dieser Kolben bis in die durch die Stellschraube 82 gegebene Lage zurück, welche der maximalen Vorschubgeschwindigkeit entspricht.
Zwecks Ausgleiches der Wirkung der ungleichen Räume zu beiden Seiten des Differentialkolbens 79 bei Ausschaltung der selbsttätigen Regelung und bei von Hand betätigter Einstellung der Exzentrizität der Hilfspumpe 22 dienen Ausgleichventile 83.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur selbsttätigen Regelung des Vorschubes des Bohrwerkzeuges in Eingriff bei Bohrmaschinen, wo zum Bewerkstelligen der Vorschubbewegung ein hydraulischer Motor verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Speisung dieses hydraulischen Motors (53) mit Druckflüssigkeit eine Rotationspumpe (22) mit einer Hilfsvorrichtung zur Einstellung der Exzentrizität des Rotors gegenüber dem Ständer in Abhängigkeit von der Grösse des Drehmomentes des Bohrwerkzeuges vorgesehen ist.