AT393870B - ARRANGEMENT FOR OPERATING HYDRAULIC OPERATING DEVICES OF A STONE DRILL ARM OR SIMILAR DRILL ARM CONSTRUCTION - Google Patents
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Description
AT 393 870 BAT 393 870 B
Die Eifindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Betätigung mit Senkbremsventilen versehener, hydraulischer Bedienungsgeräte eines Gesteinsbohrarms und einer ähnlichen Bohrarmkonstruktion, wobei die Senkbremsventile mit Druckmediumkanälen des Bedienungsgeräts und mit Steuerkanälen der Ventile so verbunden sind, daß die Ventile die Strömung von Druckmedium in den Kanälen von dem Bedienungsgerät S abwärts abspart, wenn dem Bedienungsgerät kein Druckmedium zugeführt wird, und daß, wenn dem einen der Kanäle Druckmedium zugeführt wird, das mit dem anderen Kanal verbundene Senkbremsventil entsprechend sich öffnet, wenn ihr Steuerkanal dem Druck des zuzuführenden Druckmediums ausgesetzt ist, und das Druckmedium durch sich aus dem Bedienungsgerät herausströmen läßt, welche Anordnung aus einer Unterlage eines Gesteinsbohrgeräts in der Längsrichtung des Bohrarms laufende Schläuche für Hydraulikflüssigkeit zum Zuführen 10 der Hydraulikflüssigkeit den Bedienungsgeräten des Bohrarms und zu deren Entfernung daraus und Steuerventile zum Steuern jedes Bedienungsgeräts auf weist.The invention relates to an arrangement for actuating hydraulic control devices of a rock drilling arm provided with counterbalance valves and a similar drilling arm construction, wherein the counterbalance valves are connected to pressure medium channels of the operating device and to control channels of the valves such that the valves prevent the flow of pressure medium in the channels from the Operating device S saves downwards if no pressure medium is supplied to the operating device, and that if pressure medium is supplied to one of the channels, the lowering brake valve connected to the other channel opens accordingly, if its control channel is exposed to the pressure of the pressure medium to be supplied, and the pressure medium can flow out of the operating device, which arrangement of hoses for hydraulic fluid for supplying the hydraulic fluid to the operating device from a base of a rock drilling device in the longitudinal direction of the drilling arm of the drilling arm and their removal therefrom and control valves for controlling each operating device.
In einer Gesteinsbohrausrüstung werden hydraulische Bedienungsgeräte, wie Zylinder und hydraulische Motoren, allgemein verwendet Bei bekannten Anordnungen werden zu jedem Bedienungsgerät zwei stabile Schläuche für Hydraulikflüssigkeit geleitet, mittels deren das Bedienungsgerät betätigt wird. Zum Steuern der 15 Hydraulikflüssigkeit in jedes Bedienungsgerät in dessen einzelne Kammern, werden Steuerventile verwendet, die sich vor dem Bediener befinden. Aus dieser Lösung folgt, daß der Bohiarm einer Gesteinsbohrmaschine acht oder mehrere Zylinder oder Bedienungsgeräte aufweisen kann, wobei entsprechend die Anzahl der Schläuche gewöhnlich doppelt ist Im Fall einer Hydraulik unter hohem Druck bedeutet eine solche Anzahl Schläuche einen sehr schweren Bund von Schläuchen, da aus der Unterlage zu dem Bohrarm geleitet weiden soll und da außerdem 20 beim Betrieb leicht beschädigt wird. Die Existenz des Schlauchbundes erschwert auch die optimale Konstruktion der Geräte, weil der für die Schläuche nötige Raum und die Bewegungen und das Gewicht da Schläuche immer beachtet werden sollen.Hydraulic operating devices, such as cylinders and hydraulic motors, are generally used in rock drilling equipment. In known arrangements, two stable hoses for hydraulic fluid are passed to each operating device, by means of which the operating device is actuated. To control the hydraulic fluid in each operating device in its individual chambers, control valves are used, which are located in front of the operator. From this solution it follows that the bohemian arm of a rock drilling machine can have eight or more cylinders or operating devices, the number of hoses correspondingly usually being double.In the case of hydraulics under high pressure, such a number of hoses means a very heavy bundle of hoses, since from the Pad to graze to the drill arm and since 20 is also easily damaged during operation. The existence of the hose bundle also complicates the optimal design of the devices because the space required for the hoses and the movements and the weight of the hoses should always be taken into account.
Lange Schläuche und die Betätigung des Bedienungsgeräts mit beim Bediener befindlichen Ventilen führen auch das Problem mit sich, daß Zylinder und auch andere Bedienungsgeräte am öftesten ein sog. Senkbremsventü 25 aufweisen, dessen Absicht es ist, z. B. einen Absturz des Bohrarmes beim Schlauchbruch oder bei eina sonstigenLong hoses and the actuation of the operating device with valves located at the operator also have the problem that cylinders and also other operating devices most often have a so-called lowering brake valve 25, the intention of which is e.g. B. a crash of the drilling arm when the hose breaks or some other
Unterbrechung des Drucks der Hydraulikflüssigkeit zu verhindern. Damit das Senkbremsventil fungieren kann, muß es möglich sein, seinen Steuerkanal drucklos zu machen, was durch einen langen Schlauch und ein Steuerventil in einen Druckflüssigkeitsbehälter geschieht Dies verlangsamt und schwächt die Funktion des Ventils ab. Ebenfalls weist das Senkbremsventü oft eine Lastbegrenzungseigenschaft auf, welche Funktion von 30 dem langen Schlauch beeinträchtigt wird und bei bekannten Lösungen gar nicht möglich ist, wenn dem Bedienungsgerät zugleich Druckflüssigkeit zugeführt wird.Prevent interruption in hydraulic fluid pressure. In order for the lowering brake valve to function, it must be possible to depressurize its control channel, which is done by a long hose and a control valve in a hydraulic fluid container. This slows down and weakens the function of the valve. Likewise, the lowering brake valve often has a load limiting property, which function is impaired by the long hose and is not possible in known solutions if pressure fluid is supplied to the operating device at the same time.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Betätigung hydraulischer Bedienungsgeräte eines Gesteinsbohrarmes zu schaffen, die die obenerwähnten Nachteüe vermeidet und einfach und leicht sowohl bei alten als auch neuen Geräten auszuführen ist Erfindungsgemäß ist dies so zustandegebracht worden, daß zum 35 Zuführen von Hydraulikflüssigkeit den Bedienungsgeräten ein wenigstens für zwei Bedienungsgeräte gemeinsamer, in der Längsrichtung des Bohrarmes laufender Zuführungsschlauch und zum Entfernen der Hydraulikflüssigkeit ein für die entsprechenden Bedienungsgeräte gemeinsamer Ablaufschlauch vorgesehen sind, die beide an geeigneten Stellen für jedes Bedienungsgerät abgezweigt sind, daß als Steuerventile jedes mit demselben Zuführungsschlanch von Druckmedium verbundenen Bedienungsgeräts höchstens zwei an jedem 40 Bedienungsgerät festmontierte, ferngesteuerte Bauventile verwendet werden, daß die Steuerventile jedes Bedienungsgeiäts zwischen den Druckmediumkanälen des Bedienungsgeräts und dem Zuführungsschlauch des Druckmediums angebracht sind, daß die Senkbremsventile zwischen den Druckmediumkanälen des Bedienungsgeräts und dem Ablaufschlauch des Druckmediums angebracht sind, und daß der Steueikanal der beiden Senkbremsventile einem Steuerdruck ausgesetzt ist, während das Steuerventil, das mit demselben Druckmedium-45 kanal des Bedienungsgeräts wie das andere Senkbremsventü vabunden ist, Druckmedium in diesen Kanal leitetThe object of the invention is to provide an arrangement for actuating hydraulic operating devices of a rock drilling arm, which avoids the above-mentioned night-time performance and can be carried out simply and easily with both old and new devices. According to the invention, this has been accomplished in such a way that the operating devices are used to supply hydraulic fluid a supply hose common to at least two operating devices, running in the longitudinal direction of the drilling arm, and a drain hose common to the corresponding operating devices are provided for removing the hydraulic fluid, both of which are branched off at suitable locations for each operating device, such that control valves are each connected to the same supply line of pressure medium A maximum of two remote-controlled construction valves are used on each 40 operating device, so that the control valves of each operating device can be used between the pressure medium the control device and the supply hose of the pressure medium are attached, that the lowering brake valves are arranged between the pressure medium channels of the operating device and the discharge hose of the pressure medium, and that the control channel of the two lowering brake valves is subjected to a control pressure, while the control valve, which is connected to the same pressure medium-45 channel of the control unit is configured like the other Senkbremsventü, directs pressure medium into this channel
Die wesentliche Idee der Erfindung ist daß als Steuoventü oder -ventüe jedes Bedienungsgeräts ferngesteuerte Bauventile verwendet werden, die fest am Bedienungsgerät oder an einem eine feste Einheit mit dem Bedienungsgoätbüdoidai Körperstück montiert sind, so daß die Steuovoitüe zwischen dem Zuführungsschlauch des Druckmediums und den Druckmediumkanälen des Bedienungsgoäts angebracht sind und die Senkbremsventile 50 zwischen den Druckmediumkanälen des Bedienungsgeiäts und dem Ablaufschlauch des Druckmediums angebracht sind, wobei das Bedienungsgerät durch Steuoung mittels Steuerventilen beispielsweise elektrisch, mit Hydraulikflüssigkeit unter niedrigem oder hohem Druck, mit Druckluft oder in irgendeiner anderen Weise in eine erwünschte Richtung dadurch betätigt werden kann, daß Druckmedium in den erwünschten Druckmediumkanal des Bedienungsgeiäts fließen darf, und das erforderliche Senkbremsventü von dem durch die Steuerventile 55 kommenden Druck der Druckflüssigkeit gesteuert entsprechend eine erforderliche Menge Druckmedium aus dem anderen Druckmediumkanal des Bedienungsgeräts herausströmen läßt. In der erfindungsgemäß ausgeführten Anordnung genügen zum Beispiel für alle hydraulisch betätigten Bedienungsgeräte am Bohrarm ein Druckschlauch, durch den die Hydraufikflüssigkeit zum Bohiarm geleitet wird, und ein Ablaufschlauch, durch den die Hydraulikflüssigkeit in den Druckflüssigkeitsbehälter zurückfließen kann. Am oberen Ende des Bohrarms ist 60 dann ein Verteiler vorgesehen, aus dem mittels kurzer Schläuche ein Druckschlauch und ein Rücklaufschlauch für jedes Bedienungsgeiät abgezweigt werden können. Weiter genügen zum Steuern eines Bedienungsgeräts z. B. ein leichter Bund elektrischa Leitungen, die geschützt längs des Bohrarmes leicht zu leiten sind, ohne daß sie von da -2-The essential idea of the invention is that remote-controlled construction valves are used as the control valve or valve of each operating device, which are fixedly mounted on the operating device or on a fixed unit with the operating body part, so that the control unit between the supply hose of the pressure medium and the pressure medium channels of the control device are installed and the lowering brake valves 50 are arranged between the pressure medium channels of the operating device and the discharge hose of the pressure medium, the operating device being actuated in a desired direction by control lounges by means of control valves, for example electrically, with hydraulic fluid under low or high pressure, with compressed air or in any other way can be that pressure medium may flow into the desired pressure medium channel of the operating device, and the required lowering brake valve from the pressure of the pressure flows coming through the control valves 55 fluid controlled according to a required amount of pressure medium can flow out of the other pressure medium channel of the operating device. In the arrangement designed according to the invention, a pressure hose through which the hydraufic fluid is conducted to the Bohiarm and a drain hose through which the hydraulic fluid can flow back into the hydraulic fluid container are sufficient for all hydraulically operated operating devices on the drilling arm. A distributor is then provided at the upper end of the drilling arm 60, from which a pressure hose and a return hose for each control device can be branched off using short hoses. Further sufficient to control an operating device such. B. a light bundle of electrical lines that are protected and easy to conduct along the drill arm without them from there -2-
AT 393 870 BAT 393 870 B
Konstruktion irgendeine besondere Struktur voraussetzen.Construction require any special structure.
Die Erfindung wird Jäher in den beigefügfen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated in the accompanying drawings. Show it:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Ausfiihrungsform schematisch,FIG. 1 schematically shows an embodiment according to the invention,
Figur 2 eine andere Ausführungsform da* Erfindung schematisch undFigure 2 shows another embodiment since * invention schematically and
Figur 3 einen Querschnitt einer zur Ausführung der erfindugsgemäßen Anordnung geeigneten Ventilkonstruktion schematisch.Figure 3 schematically shows a cross section of a valve construction suitable for carrying out the arrangement according to the invention.
Figur 1 zeigt einen als Bedienungsgerät fungierenden, hydraulischen Zylinder (1), innerhalb dessen ein Kolben (2) vorgesehen ist, der den Innenraum des Zylinders in zwei voneinander getrennte Kammern (3 und 4) für Hydraulikflüssigkeit verteilt Mit der Kammer (3) ist ein Kanal (5) für Hydraulikflüssigkeit und mit der Kammer (4) entsprechend ein Kanal (6) für Hydraulikflüssigkeit verbunden. Mit dem Kanal (5) für Hydraulikflüssigkeit ist ein druckgesteuertes Senkbrems· und Überlastventil (7) verbunden und mit dem Kanal (6) ist ein entsprechendes Ventil (8) verbunden. Die einen Seiten der Ventile (7 und 8) sind mit einem Rücklaufkanal (9) der Hydraulikflüssigkeit verbunden, welcher Kanal die Hydraulikflüssigkeit in einen Behälter (10) leitet. Parallel zu den Ventilen (7 und 8) sind Rückschlagventile (11 und 12) angebracht, deren Funktion unten näher beschrieben wird. Die Figur zeigt weiter einen Zuführungskanal (13) der Hydraulikflüssigkeit, der mit steuerbaren Ventilen (14 und 15) verbunden ist Das Ventil (14) ist wiederum durch ein Rückschlagventil (16) mit dem Kanal (5) und das Ventil (15) auf der einen Seite durch ein Rückschlagventil (17) mit dem Kanal (6) verbunden. Ein Steuerkanal (18) des mit dem Kanal (5) verbundenen Ventils (7) ist mit der dem Kanal (6) zugewandten Seite des Ventils (15) verbunden und entsprechend ist ein Steuerkanal (19) des Ventils (8) mit der dem Kanal (5) zugewandten Seite des Ventils (14) verbunden. Zum Ventil (7) gehört weiter ein von dem Kanal (5) zu dem Ventil leitender Überlaststeuerkanal (20) und zum Ventil (8) ein von dem Kanal (6) zu dem Ventil leitender Überlaststeuerkanal (21). Mit den steuerbaren Ventilen (14 und 15) sind wiederum Steuersignallinien (22) respektive (23) verbunden. Eine gebrochene Linie (24) zeigt schematisch, daß die ganze Konstruktion gemäß Figur 1 wesentlich als eine einzige Einheit am Rahmen des Zylinders (1) so angeordnet ist, daß in den Zylinder nur der Druckkanal (13) und der Rücklaufkanal (9) sowie die Steuersignallinien (22 und 23) gebracht werden.FIG. 1 shows a hydraulic cylinder (1) functioning as an operating device, within which a piston (2) is provided which distributes the interior of the cylinder into two separate chambers (3 and 4) for hydraulic fluid Channel (5) for hydraulic fluid and correspondingly connected to the chamber (4) a channel (6) for hydraulic fluid. A pressure-controlled lowering brake and overload valve (7) is connected to the channel (5) for hydraulic fluid and a corresponding valve (8) is connected to the channel (6). One side of the valves (7 and 8) is connected to a return channel (9) of the hydraulic fluid, which channel directs the hydraulic fluid into a container (10). Check valves (11 and 12) are attached parallel to the valves (7 and 8), the function of which is described in more detail below. The figure further shows a supply channel (13) of the hydraulic fluid, which is connected to controllable valves (14 and 15). The valve (14) is in turn connected to the channel (5) and the valve (15) by a check valve (16) one side is connected to the channel (6) by a check valve (17). A control channel (18) of the valve (7) connected to the channel (5) is connected to the side of the valve (15) facing the channel (6) and correspondingly is a control channel (19) of the valve (8) to that of the channel (5) facing side of the valve (14) connected. The valve (7) also includes an overload control channel (20) that conducts from the channel (5) to the valve and an overload control channel (21) that leads from the channel (6) to the valve. Control signal lines (22) and (23) are in turn connected to the controllable valves (14 and 15). A broken line (24) shows schematically that the entire construction according to Figure 1 is essentially arranged as a single unit on the frame of the cylinder (1) so that only the pressure channel (13) and the return channel (9) and the in the cylinder Control signal lines (22 and 23) are brought.
In der Kupplung gemäß Figur 1 und in der von den Steuerventilen (14 und 15) gezeigten Position weisen die Kammern (3 und 4) denselben Flüssigkeitsdruck auf, wobei der Kolben (2) eine gewisse Stellung dem Zylinder (1) gegenüber eingenommen hat. Unter normalen Umständen kann die Flüssigkeit in den Kammern (3 und 4) durch die Kanäle (5 und 6) nicht ausströmen, weil einerseits die druckgesteuerten Ventile (7 und 8) und die Rückschlagventile (11,12,16 und 17) die Strömung der Flüssigkeit verhindern und der Zylinder dann an seinem Platz verriegelt bleibt. Entsprechrad kann der Druck, mit den Ventilen (14 und 15) in der Stellung der Figur, unter der Einwirkung des inneren Rückschlagventils der Ventile aus dem Mediumkanal (13) nicht vorwärtsdringen, und der Flüssigkeitsdruck hat keine Gelegenheit, das Ventil (7) oder (8) zu beeinflussen und die Flüssigkeit kann auch nicht im Uhrzeigersinn der Rückschlagventile (16) oder (17) in die Kanäle (5) oder (6) fließen. Wenn das Ventil (14) mittels eines durch ein Signalkabel (22) kommenden Steuerungssignals gesteuert wird, wobei das Ventil sich in eine Stellung verschiebt, in welcher die Druckflüssigkeit aus dem Druckkanal (13) direkt dadurch fließen kann, dringt die Druckflüssigkeit durch das Rückschlagventil (16) in den Kanal (5) und weiter in die Kammer (3) hinein, während der Druck im Steuerkanal (19) das druckgesteuerte Ventil (8) öffnet und Druckflüssigkeit über den Kanal (6) durch das Ventil (8) aus der Kammer (4) in den Rücklaufkanal (9) fließen läßt Wenn das Steuerungssignal des Ventils (14) unterbrochen wird, kehrt das Ventil in die Stellung der Figur zurück, und der Steuerdruck des Steuerkanals (19) strömt infolge kleiner Leckagen beim Ventil (8) aus und schließt das Ventil (8), wobei der Kolben (2) wieder an seinem Platz verriegelt wird. Die Funktion ist vollkommen identisch, wenn das Ventil (15) in derselben Weise gesteuert wird wie das Ventil (14), aber der Kolben (2) sich in entgegengesetzter Richtung bewegt In einer Überlastsituation wirkt z. B. auf die Kammer (3) ein zu großer Druck, was über den Kanal (5) und den Überlaststeuerkanal (20) verursacht, daß das Ventil (7) sich öffnet und Druckflüssigkeit durch das Ventil (7) in den Rückflüssigkeitskanal hineinströmen kann, wobei der Kolben sich entsprechend aus dem Rückflüssigkeitskanal verschiebt und Flüssigkeit durch das Rückschlagventil (12) in den Kanal (6) und weiter in die Kammer (4) des Zylinders (1) hineinströmen kann, wobei der Kolben sich bewegen kann, bis die Überlastung vorbei ist Wenn der Druck in den Kanälen (18 und 19) deshalb nicht sinken kann, daß die Ventile (7,8,14 und 15) nicht-leckend sind, muß ein Druck längs einer separaten Bahn, zum Beispiel durch einen mit einer Drossel versehenen Kanal, aus den Kanälen (18 und 19) in den Rückflüssigkeitskanal geleitet werden. Ebenfalls kann eine Drucksenkung dadurch geschaffen werden, daß als Ventile (14 und 15) beispielsweise sogenannte Dreiwegeventile verwendet werden, die in der Ruhestellung der Ventile mit den Kanälen (18 und 19) in Verbindung stehende Hilfskanäle mit dem Rückflüssigkeitskanal (9) verbinden.In the clutch according to FIG. 1 and in the position shown by the control valves (14 and 15), the chambers (3 and 4) have the same fluid pressure, the piston (2) having assumed a certain position in relation to the cylinder (1). Under normal circumstances, the liquid in the chambers (3 and 4) cannot flow out through the channels (5 and 6) because, on the one hand, the pressure-controlled valves (7 and 8) and the check valves (11, 12, 16 and 17) restrict the flow of the Prevent liquid and the cylinder remains locked in place. Corresponding wheel, the pressure, with the valves (14 and 15) in the position of the figure, cannot advance from the medium channel (13) under the action of the internal check valve of the valves, and the liquid pressure has no opportunity to move the valve (7) or ( 8) and the liquid cannot flow clockwise into the check valves (16) or (17) into the channels (5) or (6). If the valve (14) is controlled by means of a control signal coming through a signal cable (22), the valve shifting into a position in which the pressure fluid from the pressure channel (13) can flow directly through it, the pressure fluid penetrates through the check valve ( 16) into the channel (5) and further into the chamber (3), while the pressure in the control channel (19) opens the pressure-controlled valve (8) and hydraulic fluid via the channel (6) through the valve (8) out of the chamber (4) flow into the return channel (9) When the control signal of the valve (14) is interrupted, the valve returns to the position of the figure and the control pressure of the control channel (19) flows out due to small leaks in the valve (8) and closes the valve (8), the piston (2) being locked in place again. The function is completely identical if the valve (15) is controlled in the same way as the valve (14), but the piston (2) moves in the opposite direction. B. too high a pressure on the chamber (3), which causes via the channel (5) and the overload control channel (20) that the valve (7) opens and hydraulic fluid can flow through the valve (7) into the return fluid channel, the piston correspondingly moves out of the return fluid channel and liquid can flow through the check valve (12) into the channel (6) and further into the chamber (4) of the cylinder (1), the piston being able to move until the overload has passed If the pressure in the channels (18 and 19) cannot decrease because the valves (7, 8, 14 and 15) are not leaking, a pressure along a separate path, for example through a throttled one, must be provided Channel, from the channels (18 and 19) into the return liquid channel. A pressure reduction can also be created by using, for example, so-called three-way valves as valves (14 and 15), which connect auxiliary channels to the return fluid channel (9) in connection with the channels (18 and 19) in the rest position of the valves.
Die Funktion und Konstruktion der Ventile (7 und 8) und die Funktion und Konstruktion der Ventile (11 und 12) sind allgemein bekannt und diese gehören gewöhnlich zur fertigen Standardausrüstung der hydraulischen Zylinder, wobei sie entweder wie Patronen am Rahmen des Zylinders ausgeformt sind oder als separate Ventilpakete am Ende des Zylinders befestigt sind. Erfindungsgemäß sind die früher am Ende von langen Druckschläuchen, beim Bediener gelegenen Steuerventile auch durch eingebaute Steuerventile (14 und 15), die eine feste Einheit mit dem Zylinder büden, und durch damit ein gemeinsames Ganzes bildende Rückschlagventile -3-The function and construction of the valves (7 and 8) and the function and construction of the valves (11 and 12) are generally known and these are usually part of the finished standard equipment of the hydraulic cylinders, either being shaped like cartridges on the frame of the cylinder or as separate valve packages are attached to the end of the cylinder. According to the invention, the control valves previously located at the end of long pressure hoses at the operator's are also by built-in control valves (14 and 15) which form a fixed unit with the cylinder, and by means of check valves forming a common whole.
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