CH416512A - Rock drilling device - Google Patents

Rock drilling device

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Publication number
CH416512A
CH416512A CH1342262A CH1342262A CH416512A CH 416512 A CH416512 A CH 416512A CH 1342262 A CH1342262 A CH 1342262A CH 1342262 A CH1342262 A CH 1342262A CH 416512 A CH416512 A CH 416512A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
runner
drive rod
chamber
housing
drilling device
Prior art date
Application number
CH1342262A
Other languages
German (de)
Inventor
Torsten Neldas Nils
Original Assignee
Torsten Neldas Nils
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Publication date
Application filed by Torsten Neldas Nils filed Critical Torsten Neldas Nils
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Publication of CH416512A publication Critical patent/CH416512A/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/06Means for driving the impulse member
    • B25D9/12Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

  

      Gesteinbohrvorrichtung       Vorliegende Erfindung bezweckt eine Gestein  bohrvorrichtung des Typus zu schaffen, in welcher  ein     Bohrerstangenhalter    mit einem Läufer verbunden  ist, dem     eine    hin- und hergehende Bewegung in       einem    Gehäuse durch eine von     aussen    hin und her  angetriebene Antriebsstange erteilt wird, die sich in  den Läufer     hinein    erstreckt.  



  An den bis jetzt verwendeten     Gesteinbohrvor-          richtungen    dieses Typus werden die Hin- und Herbe  wegungen der Antriebsstange auf den Läufer durch  zwei in entgegengesetzten Richtungen wirkende  Schraubenfedern     überführt,    die zwischen Ansätze an  der Antriebsstange bzw. dem Läufer eingespannt  sind. Dabei werden     ausserdem    die Bewegungen des  Läufers im Gehäuse gedämpft, und der Läufer wird  in derselben Weise zurückgeführt, wie die Arbeits  kraft von der Antriebsstange an den Läufer überge  führt wird. Diese Weise die Antriebskraft zu dämpfen  und zu überführen besitzt indessen mehrere Nach  teile.

   Derart angetriebene     Gesteinbohrvorrichtungen     können     u.a.    schwerlich dazu gebracht werden, die  erforderliche Hubzahl pro Zeiteinheit auszuführen.       Ausserdem        wenden    die Federn gross und schwer,  wenn sie genügend Stärke und Lebensdauer haben  sollen, was die Bemessungen und Herstellungskosten  der     Gesteinbohrvorrichtung    erhöht.

   Dies ist sehr  nachteilig, besonders da die     Gesteinbohrvorrichtung     nach der Erfindung hauptsächlich zur Bohrung von  Löchern mit     grossen,    Durchmessern Anwendung fin  den soll, wobei .auch eine Mehrzahl von     Gesteinbohr-          vorrichtun,gen    als eine Einheit zusammengebaut wer  den können.  



  Die obengenannten Nachteile werden nach der  vorliegenden Erfindung hauptsächlich dadurch besei  tigt, dass die Bewegungen der Antriebsstange auf den  Läufer übergeführt und die dadurch entstehenden    Bewegungen desselben mittels     Druckfluidumpolster     gedämpft werden, und .der Läufer zurückgeführt wird,  welche Polster in die beiden     Bewegungsrichtungen     der .Antriebsstange und des Läufers in Räume zwi  schen der Antriebsstange und dem Läufer bzw. zwi  schen dem Läufer und dem Gehäuse eingeschlossen  sind, wobei     j-,-der    dieser Räume während des grössten  Teils des Hubes der     Antr-ebss.tange    bzw.

   des Läufers  von ihren Mittellagen in Richtung zu .dem zugehöri  gen Raum allseitig     fluidumdicht    abgeschlossen ist.  



  Dabei ist der in den Läufer hineinragende Teil  der Antriebsstange vorzugsweise mit einem scheiben  förmigen Flansch versehen, der in einem zylindri  schen Hohlraum im Läufer gegen die Wand dessel  ben abgedichtet und gleitbar ist, wobei die Räume für  die die Bewegung der Antriebsstange überführenden       Druckfluidumpolster    an beiden Seiten des scheiben  förmigen Flansches gelegen sind.  



  In ähnlicher Weise kann derjenige Teil des Läu  fers, der den Hohlraum     einschliesst,    die Form einer  kolbenartigen Erweiterung besitzen, die in einer  zylinderförmigen Kammer im Gehäuse abgedichtet  gegen die Wand desselben gleitbar angeordnet ist,  wobei diejenigen Räume, welche die die     Bewegung     des Läufers dämpfenden und den Läufer zurückfüh  renden     Druckfluidumpolster    einschliessen,     in    der  zylinderförmigen Kammer beiderseits der     kolbenför-          migen    Erweiterung des Läufers gelegen sein können.  



  Noch :ein Vorteil mit :der     Antriebskraftüberfüh-          rung    und     -dämpfun,g    .der     bewlzglichcn    Teile nach der  Erfindung wird dadurch erreicht, dass ein     Druckflui-          dumpolster        eine        vorteilhaftere        Federkennlinie    besitzt  als eine gewöhnliche Schraubenfeder. Die letztge  nannte hat eine nahezu geradlinige     Federkennlinie,     d. h. .die Federkraft ist unmittelbar proportional zu  der     Zusammendrückung    der Feder.

   Bei einem           Druckfluidumpolster    wird dagegen die Zunahme der       Federkraft    pro Einheit     Federungslänge        grösser,    je  grösser die     totale    Federungslänge ist. Daraus folgt,  dass die lebendige Kraft der     beweglichen    Teile am  Anfang der Schlagbewegung nicht so viel     gemindert     wird wie bei einer Schraubenfeder.

   Ausserdem wird  die harmonische Schwingungsbewegung, die die An  triebsstange ausführt, von der Dämpfung     mittels          Druckfluidumpolstem    nicht in ebenso hohem Masse       distoriert,    als der Fall ist, wenn Schraubenfedern ver  wendet werden.  



  Eine     Ausführungsform    der Erfindung     wird    nach  stehend anhand beigefügter Zeichnung beschrieben,  die im     Axialschnitt    eine     Gesteinbohrvorrichtung    nach  der     Erfindung    darstellt.  



  Die     Gesteinbohrvorrichtung    wird     mittels    einer  nicht gezeigten     Antriebsvorrichtung,    vorzugsweise     in.     der Form     eines    Gelenk- und     Exzentermechanismus     angetrieben, die einer Antriebsstange 1 eine auf- und  abgerichtete,     harmonische    Schwingungsbewegung  erteilt.

   Die Antriebsstange 1 erstreckt sich     gleitbar     durch einen Läufer 2, der an dem Ende, das zum an  getriebenen Ende der Antriebsstange entgegengesetzt  ist, mit einem     Bohrerhalter    fest verbunden ist, in wel  chem eine     Bohrerstange    von bekannter Ausführung       anbringbar    ist. Der Läufer 2 und der     Bohrerhalter     können auch in einem einzigen Stück ausgeführt sein.  



  Die Antriebsstange 1 erstreckt sich     gleitbar    durch  die Bohrung des Läufers, wobei     Dichtungselemente          zwischen    der Antriebsstange und dem Läufer ange  ordnet sind. An demjenigen Teil der Antriebsstange  1, der im Läufer 2 eingeschlossen ist, ist ein schei  benförmiger     Flansch    4 angeordnet, der in einem  zylindrischen     Hohlraum    5 in einer Erweiterung 6     des     Läufers 2 auf- und     abgleitbar    ist.

   Zwischen dem  Rand des scheibenförmigen Flansches 4 und der In  nenwand des Hohlraumes     sind    Dichtungsringe 7 vor  gesehen, die dazu dienen,     die    Räume 8 und 9 des  Hohlraumes 5, die an beiden Seitendes, scheibenför  migen Flansches 4 gelegen sind,     fluidumdicht    zu  trennen. Ein oder mehrere     Druckfluidumkanäle    10,  deren Aufgabe unten angegeben ist, verlaufen durch  die Wand des Hohlraumes 5 senkrecht zu diesen.  



  Die     rohrförmigen    Teile des Läufers 2 sind     gleit-          beweglich    in einem     röhrenförmigen    Gehäuse 11     gela-          gert,    während seine Erweiterung 6, die den Hohlraum  5 einschliesst, in einer zylindrischen Kammer 13       gleitbar    ist, welche von einem Gehäuseteil mit     grösse-          rem    Durchmesser gebildet wird. Die rohrförmigen  Teile des Läufers 2 sind     mittels    Dichtungsringen ge  gen die Innenwand des Gehäuses abgedichtet.  



  Die Erweiterung 6 hat die Form eines zylindri  schen Kolbens, und die Kammer 13 umschliesst den  selben, wobei die Erweiterung die Kammer in zwei  Kolbenräume 14 und 15 beidseits der Erweiterung  aufteilt. Nahe den     Endflächen    der Erweiterung 6 zwi  schen der     Mantelfläche    der Erweiterung und der In  nenseite der Kammer 13 sind Dichtungsringe 16 und  17 vorgesehen.

   Zwei     Druckfluidumkanäle    18     und    19  verlaufen senkrecht durch die Wand der     Kammer    13    in solchen     Axiallagen,        dass    die     kolbenförmige    Erwei  terung 6 bei ihrer     Hin-    und     Herbewegung    in der       Kammer    13 die Mündung zur Kammer des in der  Bewegungsrichtung hinteren     Druckfluidumkanals     freigibt gerade bevor der Läufer     seine    Endlage in der  fraglichen     Bewegungsrichtung    erreicht. Die Absicht       hiermit    wird im folgenden erläutert.  



  Die oben beschriebene     Gesteinbohrvorrichtung     ist     m    einen rohrförmigen Halter 20 eingesteckt, in  welchem sie mittels Schrauben 21 festgehalten wird,  welche sich durch einen Flansch 22 des Gehäuses  erstrecken. Der Halter 20 umschliesst .das Gehäuse  11 und     wird;    durch Dichtungsringe abgedichtet.

   Die       Gesteinbohrvorrichtung    kann also ganz einfach ein  gesetzt     und.    aus dem Halter 20 herausgenommen wer  den,     und    die Spalte zur Zuführung von Druckfluidum  und Schmieröl können durch einfache Eindrehungen  erzielt werden oder dadurch,     dass    der Innendurch  messer des Halters 20 etwas grösser als der       Aussendurchmesser    des Gehäuses ist, wobei die       Dichtungsringe    dazwischen als     Abstandorgane    die  nen.  



  Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Vor  richtung     geschieht    folgendermassen:       Beim        Anlassen    der Bohrvorrichtung wird Druck  fluidum, vorzugsweise Druckluft, zugeführt. Die  Druckluft wird durch einen     Kanal    23 eingeleitet, der  sich senkrecht durch die Wand des Halters 20 gerade  vor der Kammer 13 im Gehäuse 11 erstreckt, und  strömt durch     einen        ringförmigen    Spalt 24, der vom       Spielraum    zwischen Halter und Gehäuse gebildet und  in axialer Richtung von Dichtungsringen zwischen  diesen Elementen begrenzt wird.

   Die Druckfluidum  kanäle 18 und 19 in der Wand der Kammer 13 mün  den auch     in    den Spalt 24 und führen zu noch einem       ringförmigen    Spalt 25 zwischen der Innenwand der  Kammer 13 und der Aussenwand der Erweiterung 6  des Läufers 2, welcher Spalt 25 in axialer Richtung  durch die Dichtungsringe 16 und 17 begrenzt wird.  Das     Aussenende    der     Druckfluidumkanäle    10 in der  Wand des Hohlraumes 5 mündet auch in den Spalt  25.  



  Wenn die Antriebsstange durch ihre Antriebsvor  richtung in Bewegung gesetzt wird, wird der schei  benförmige     Flansch    4 auf- und ab im Hohlraum 5  verschoben, und dabei wird bei jedem Schlag der in  der Bewegungsrichtung hintere Raum 8 oder 9 des  Hohlraumes 5 durch den Kanal 23, den Spalt 24, die       Kanäle    18, 19 und     den,    Spalt 25     mit    den     Druckflui-          dumkanälen    10 verbunden und ein Druck wird in den  Räumen 8 und 9 aufgebaut.

   Die dabei entstehenden       Druckfluidumpolster    übertragen die     Bewegung    der  Antriebsstange auf den Läufer 2, der dabei im Ge  häuse 11 in eine auf- und ab     gerichtete    Bewegung  versetzt wird.

   Während dieser Bewegung gibt die Er  weiterung 6 des Läufers 2 bei jedem Schlag die Mün  dung des in der     Bewegungsrichtung    hinteren     Kanals     18 bzw. 19 frei, sodass Druckfluidum durch den      Kanal 23 und     den,    Spalt 24 in die Kanäle 18 bzw. 19       hineingeleitet        und        ein    Druck im entsprechenden Kol  benraum 14 bzw. 15 aufgebaut wird, wobei Fluidum  polster für die Dämpfung der Bewegung des Läufers  entstehen.  



  Folglich wird das Druckfluidum für     Dämpfung     und Bewegungsübertragung nur durch den Kanal 23  zugeführt und strömt durch den Spalt 24, die Kanäle  18, 19, den Spalt 25 und den Kanal 10 und     wird     durch die Bewegung der     beweglichen    Teile der     Ge-          steinbohrvorrichtung    an die für     Blas        Druckfluidum     bezweckten Räume verteilt.

   Gleichzeitig wird auch  der gewünschte     Fluidumdruck    in diesen Räumen bei  behalten, dadurch dass jeder von ihnen bei jedem  Schlag mit der     Drucldluidumquelle    verbunden     wird,     so dass etwa aussickerndes Druckfluidum ersetzt  wird.  



       Zweckmässig    ist eine Vorrichtung vorgesehen,  die bei Unterbrechung der     Druckfluidumzufuhr    den  Läufer 2, den     Bohrerhalter    und damit die Bohrer  stange automatisch aus der Arbeitslage hebt.  



  Diese Vorrichtung enthält eine zylindrische Kam  mer 26 im Gehäuse 11, die koaxial zu der     Kammer     13 ist und den     rohrförmigen    Teil des Läufers 2     um-          schliesst.    Im     Ringraum,    der zwischen der Wand der  Kammer 26 und dem Läufer 2 gebildet wird, ist eine  Kolbenvorrichtung 27     gleitbar    beweglich, welche so  wohl gegen ,die Kammerwand als auch gegen den  Läufer abgedichtet ist.

   Die Kolbenvorrichtung 27 ist  ringförmig und von einer ihrer     Endflächen    erstreckt  sich     ein        ringförmiger    Schlitz 28 axial nach     innen    bis  in die Nähe der entgegengesetzten     Endfläche.    Dieser  ringförmige     Schlitz    28 enthält eine Druckfeder 29,  die mit ihrem     einen    Ende gegen den Boden des  Schlitzes anliegt während ihr anderes Ende sich ge  gen die eine     Endfläche    der Kammer 26 stützt.

   Wenn  die     Bohrungsarbeit    anfangen soll, wird     Druckfluidum     in die Kammer 26 über die ungebrochene Endfläche  der Kolbenvorrichtung eingepresst, und dieses  Druckfluidum     zwingt    die Kolbenvorrichtung 27 ge  gen die Kraft der Feder 29 zur Anlage an die     Endflä-          che    der     Kammer    26, die die Stütze .der Feder 29 bil  det. Wenn die     Bohrungsarbeit    unterbrochen wird,  fällt der     Druck    in der Kammer 26 und die Feder 29  ist im Stand,     die    Kolbenvorrichtung 27 in der zur  Bohrungsrichtung entgegengesetzten Richtung zu  zwingen.

   Diese Verschiebung der Kolbenvorrichtung  27 geschieht unbehindert eine Strecke bis Anlage an  einem ringförmigen Flansch 30 an dem rohrförmigen       Teil    des Läufers 2 erzielt wird. Bei fortgesetzter Be  wegung der Kolbenvorrichtung 27 wird der Läufer  20 mittels des     Ringflansches    mitgenommen, so dass  die Bohrvorrichtung im     Bohrloch        bewegt    werden  kann, ohne dass die     Bohrerstange    diese Bewegung  verhindert.

   Wenn die Bohrungsarbeit wieder einge  leitet wird, dringt     Druckfluidum    erneut in die Kam  mer 26 hinein und presst die Kolbenvorrichtung 27  gegen die     Kraft    der Feder 29, sodass die Bohrer  stange von ihrem eigenen Gewicht in die Arbeitslage  geführt werden kann.    Die Antriebsvorrichtung     ist    mit der Antriebs  stange 1 über     eine    Kupplung     verbunden,    die derart       ausgeführt    werden     kann,    dass sie erst eingeschaltet  wird, wenn das     Druckfluidum    den für die Bohrungs  arbeit notwendigen     Druck    erreicht     hat.     



  Da     Gesteinbohrvorrichtungen    des beschriebenen  Typus oft unter sehr schweren     Verhältnissen,    z. B.  stets von Spülwasser umgeben, arbeiten müssen, wer  den sehr hohe Anforderungen an die Dichtungen  zwischen den verschiedenen Teilen der Vorrichtung  und die Schmierung der     bezüglich        zueinander    beweg  lichen Teile gestellt.    In der beschriebenen     Ausführungsforen    sind  sämtliche Dichtungsorgane ringförmig. Dabei wird  die Dichtung zwischen je zwei Teilen des     Bohrerele-          ments    aus     ein.    oder mehreren Paaren von Dichtungs  ringen gebildet.

   Diese     Dichtungsringpaare        sind    die       axialen    Begrenzungen ringförmiger Spalten zwischen  den Teilen, deren Form mit den Spalten 24 und 25  übereinstimmen. Zweckmässig wird Öl durch den  Einlasskanal 31 in einen dieser Spalten eingeführt.

    Von diesem Spalt     wird,danach    das unter     Druck    ste  hende Öl durch Kanäle in dem Gehäuse 11 dem  Läufer 2 oder der Antriebsstange 1 in verschiedenen  Spalten     verteilt.    Diese zwischen den paarweise ange  ordneten Dichtungsringen eingeführte Öl trägt  wesentlich dazu .bei, eine zuverlässige Dichtung so  wohl gegen von aussen eindringendes Wasser und       Verunreinigungen    als auch gegen Strömung von       Druckfluidum    zwischen den verschiedenen Räumen  des     Bohrerelements    zu schaffen.

   Gleichzeitig wird  auch eine sehr gute Schmierung der verschiedenen  Gleitflächen des Elements erzielt, wenn diese     ölge-          füllten    Spalten sich auf- und ab über diese Flächen  bewegen. Das Druckfluidum, das in ,die     ölgefüllten     Spalten eindringt oder     in    diese übergeführt wird,  wenn die Dichtungen auf dem scheibenförmigen  Flansch 4 oder der kolbenförmigen Erweiterung 6  sich an den     Druckfluidumkanälen    10, bzw. 28 und 19  vorbei bewegen, wird mit der Ölströmung weggelei  tet, die aus der     Gesteinbohrvorrichtung    durch einen  oder mehrere     Auslasskanäle    32, 33     weggeführt    wird.  



  Dem Vorerwähnten nach wird     ein,.    konstruktiv  verhältnismässig einfache Bohrvorrichtung erzielt,  die die in der Einleitung angegebenen Vorteile auf  weist und welche mit einer sehr grossen Anzahl     Hube     per Zeiteinheit arbeiten     kann.    Die     beschriebene    Aus  führungsform darf     indessen    nicht als für die Erfin  dung begrenzend erachtet werden,     sondern    zeigt nur  ein Beispiel darüber, wie dieselbe     verwirklicht    wer  den kann.



      Rock drilling device The present invention aims to provide a rock drilling device of the type in which a drill rod holder is connected to a rotor which is given reciprocating motion in a housing by an externally reciprocating drive rod extending into the rotor extends.



  On the rock drilling devices of this type used up to now, the back and forth movements of the drive rod on the rotor are transferred by two helical springs acting in opposite directions, which are clamped between lugs on the drive rod or the rotor. In addition, the movements of the runner in the housing are dampened, and the runner is returned in the same way as the work force is transferred from the drive rod to the runner. This way to dampen the driving force and transfer, however, has several parts after.

   Such driven rock drilling devices can i.a. can hardly be made to perform the required number of strokes per unit of time. In addition, the springs turn large and heavy if they are to have sufficient strength and durability, which increases the dimensions and manufacturing costs of the rock drilling device.

   This is very disadvantageous, especially since the rock drilling device according to the invention is mainly intended to be used for drilling holes with large diameters, and a plurality of rock drilling devices can also be assembled as a unit.



  According to the present invention, the above-mentioned disadvantages are mainly eliminated in that the movements of the drive rod are transferred to the runner and the resulting movements thereof are dampened by means of pressure fluid cushions, and the runner is fed back, which cushions in the two directions of movement of the drive rod and of the rotor are enclosed in spaces between the drive rod and the rotor or between the rotor and the housing, where j -, - of these spaces during the largest part of the stroke of the drive rod or

   of the runner from their central positions in the direction of the associated space is sealed fluid-tight on all sides.



  The protruding into the runner part of the drive rod is preferably provided with a disc-shaped flange, which is sealed and slidable in a cylindri's cavity in the runner against the wall of the same ben, the spaces for the pressure fluid cushion transferring the movement of the drive rod on both sides of the disc-shaped flange are located.



  In a similar manner, that part of the runner which encloses the cavity can have the form of a piston-like enlargement, which is arranged in a cylindrical chamber in the housing, sealed against the wall thereof, and slidably arranged, with those spaces which dampen the movement of the runner and Enclose the runner returning pressure fluid cushion, can be located in the cylindrical chamber on both sides of the piston-shaped extension of the runner.



  Another advantage with: the drive force transfer and damping, g. The movable parts according to the invention is achieved in that a pressurized fluid cushion has a more advantageous spring characteristic than an ordinary helical spring. The latter has an almost straight-line spring characteristic, i. H. .the spring force is directly proportional to the compression of the spring.

   In the case of a pressurized fluid cushion, on the other hand, the increase in the spring force per unit of suspension length becomes greater, the greater the total suspension length. It follows from this that the living force of the moving parts is not reduced as much at the beginning of the striking movement as with a coil spring.

   In addition, the harmonic oscillatory movement that the drive rod executes is not distored by the damping by means of Druckfluidumpolstem to the same extent as is the case when coil springs are used ver.



  An embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawing, which shows a rock drilling device according to the invention in axial section.



  The rock drilling device is driven by means of a drive device (not shown), preferably in the form of a joint and eccentric mechanism, which gives a drive rod 1 an upright and trued, harmonic oscillation movement.

   The drive rod 1 extends slidably through a runner 2, which is fixedly connected at the end opposite to the driven end of the drive rod to a drill holder, in wel chem a drill rod of known design can be attached. The rotor 2 and the drill holder can also be made in a single piece.



  The drive rod 1 extends slidably through the bore of the rotor, with sealing elements being arranged between the drive rod and the rotor. On that part of the drive rod 1 that is included in the rotor 2, a disc-shaped flange 4 is arranged, which can be slid up and down in a cylindrical cavity 5 in an extension 6 of the rotor 2.

   Between the edge of the disc-shaped flange 4 and the inner wall of the cavity, sealing rings 7 are seen before, which serve to separate the spaces 8 and 9 of the cavity 5, which are located on both side ends, scheibenför shaped flange 4, fluidum-tight. One or more Druckfluidumkanäle 10, the function of which is given below, run through the wall of the cavity 5 perpendicular to these.



  The tubular parts of the rotor 2 are slidably mounted in a tubular housing 11, while its widening 6, which encloses the cavity 5, can be slid in a cylindrical chamber 13 which is formed by a housing part with a larger diameter. The tubular parts of the rotor 2 are sealed against the inner wall of the housing by means of sealing rings.



  The extension 6 has the shape of a cylindri's piston, and the chamber 13 encloses the same, the extension dividing the chamber into two piston chambers 14 and 15 on both sides of the extension. Near the end faces of the extension 6 between tween the outer surface of the extension and the inside of the chamber 13, sealing rings 16 and 17 are provided.

   Two pressure fluid channels 18 and 19 run vertically through the wall of the chamber 13 in such axial positions that the piston-shaped widening 6 releases the opening to the chamber of the rear pressure fluid channel in the direction of movement just before the runner reaches its end position when it moves back and forth in the chamber 13 reached in the direction of movement in question. The purpose of this is explained below.



  The rock drilling device described above is inserted into a tubular holder 20 in which it is held by means of screws 21 which extend through a flange 22 of the housing. The holder 20 encloses .das housing 11 and is; sealed by sealing rings.

   The rock drilling device can easily be set and. taken out of the holder 20 who, and the gaps for the supply of pressure fluid and lubricating oil can be achieved by simple screwing or by the fact that the inner diameter of the holder 20 is slightly larger than the outer diameter of the housing, the sealing rings in between as spacers .



  The operation of the device described above happens as follows: When the drilling device is started, pressure fluid, preferably compressed air, is supplied. The compressed air is introduced through a channel 23, which extends vertically through the wall of the holder 20 just in front of the chamber 13 in the housing 11, and flows through an annular gap 24 formed by the clearance between the holder and the housing and in the axial direction by sealing rings is limited between these elements.

   The Druckfluidum channels 18 and 19 in the wall of the chamber 13 open into the gap 24 and lead to yet another annular gap 25 between the inner wall of the chamber 13 and the outer wall of the extension 6 of the rotor 2, which gap 25 in the axial direction the sealing rings 16 and 17 is limited. The outer end of the pressure fluid channels 10 in the wall of the cavity 5 also opens into the gap 25.



  When the drive rod is set in motion by its Antriebvor device, the disc-shaped flange 4 is moved up and down in the cavity 5, and with each stroke of the rear space 8 or 9 of the cavity 5 through the channel 23, the gap 24, the channels 18, 19 and the gap 25 are connected to the pressure fluid channels 10 and a pressure is built up in the spaces 8 and 9.

   The resulting pressurized fluid cushion transfer the movement of the drive rod to the rotor 2, which is set in the Ge housing 11 in an up and down movement.

   During this movement, the extension 6 of the rotor 2 releases the opening of the rear channel 18 or 19 in the direction of movement with each stroke, so that pressure fluid is passed through the channel 23 and the gap 24 into the channels 18 and 19, respectively Pressure in the corresponding Kol benraum 14 or 15 is built up, with fluid cushion for damping the movement of the runner.



  As a result, the pressure fluid for damping and transmission of motion is only supplied through the channel 23 and flows through the gap 24, the channels 18, 19, the gap 25 and the channel 10 and is transferred to that for blowing by the movement of the moving parts of the rock drilling device Pressurized fluid distributed around intended spaces.

   At the same time, the desired fluid pressure is also maintained in these spaces, in that each of them is connected to the pressure fluid source with each impact, so that any pressure fluid that seeps out is replaced.



       A device is expediently provided which automatically lifts the rotor 2, the drill holder and thus the drill rod out of the working position when the pressure fluid supply is interrupted.



  This device contains a cylindrical chamber 26 in the housing 11, which is coaxial with the chamber 13 and encloses the tubular part of the rotor 2. In the annular space which is formed between the wall of the chamber 26 and the rotor 2, a piston device 27 is slidably movable, which is sealed against both the chamber wall and the rotor.

   The piston device 27 is annular and from one of its end faces an annular slot 28 extends axially inwardly to the vicinity of the opposite end face. This annular slot 28 contains a compression spring 29 which rests with its one end against the bottom of the slot while its other end is ge conditions which one end surface of the chamber 26 is supported.

   When the drilling work is to begin, pressurized fluid is pressed into the chamber 26 via the unbroken end surface of the piston device, and this pressurized fluid forces the piston device 27 against the force of the spring 29 to abut the end surface of the chamber 26, which the support .der Spring 29 forms. When the drilling work is interrupted, the pressure in the chamber 26 falls and the spring 29 is able to urge the piston device 27 in the direction opposite to the direction of the drilling.

   This displacement of the piston device 27 takes place unhindered for a distance until contact with an annular flange 30 on the tubular part of the rotor 2 is achieved. With continued movement of the piston device 27, the rotor 20 is carried along by means of the annular flange, so that the drilling device can be moved in the borehole without the drill rod preventing this movement.

   When the drilling work is initiated again, pressurized fluid penetrates again into the chamber 26 and presses the piston device 27 against the force of the spring 29, so that the drill rod can be guided by its own weight into the working position. The drive device is connected to the drive rod 1 via a coupling, which can be designed such that it is only switched on when the pressure fluid has reached the pressure necessary for the drilling work.



  Since rock drilling devices of the type described are often used in very difficult conditions, e.g. B. always surrounded by rinse water, who have to work who made the very high demands on the seals between the various parts of the device and the lubrication of the mutually movable parts union. In the embodiment forums described, all sealing elements are ring-shaped. The seal between each two parts of the drill element is turned off. or several pairs of sealing rings formed.

   These sealing ring pairs are the axial boundaries of annular gaps between the parts, the shape of which corresponds to the gaps 24 and 25. Oil is expediently introduced into one of these gaps through the inlet channel 31.

    From this gap, then the standing oil under pressure is distributed through channels in the housing 11, the rotor 2 or the drive rod 1 in different columns. This oil, which is introduced between the sealing rings arranged in pairs, contributes significantly to creating a reliable seal against water penetrating from the outside and impurities as well as against the flow of pressurized fluid between the various spaces of the drill element.

   At the same time, very good lubrication of the various sliding surfaces of the element is achieved when these oil-filled gaps move up and down over these surfaces. The pressure fluid that penetrates into the oil-filled gaps or is transferred into them when the seals on the disc-shaped flange 4 or the piston-shaped extension 6 move past the pressure fluid channels 10, or 28 and 19, is diverted with the oil flow, which is led away from the rock drilling device through one or more outlet channels 32, 33.



  According to the above, a. Achieved structurally relatively simple drilling device, which has the advantages specified in the introduction and which can work with a very large number of strokes per unit of time. The embodiment described, however, must not be regarded as limiting the invention, but only shows an example of how the same can be realized.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Gesteinbohrvorrichtung, in welcher ein Bohrer stangenhalter mit einem Läufer verbunden ist, dem eine hin- und hergehende Bewegung in einem Ge häuse durch eine von aussen hin und her ,angetrie bene Antriebsstange erteilt wird, .die sich in den Läu fer hinein erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen der Antriebsstange (1) auf den Läufer (2) übergeführt und die dadurch entstehenden Bewe gungen desselben mittels Druckfluidumpolster ge dämpft werden, und,der Läufer zurückgeführt wird, PATENT CLAIM Rock drilling device in which a drill rod holder is connected to a runner, which is given a reciprocating movement in a housing by an externally reciprocating driven drive rod, which extends into the runner, thereby characterized in that the movements of the drive rod (1) are transferred to the runner (2) and the resulting movements of the same are dampened by means of pressurized fluid cushions, and the runner is returned, welche Polster in beiden Bewegungsrichtungen der Antriebsstange und des Läufers in Räume (8, 9, bzw. 14, 15) zwischen. der Antriebsstange (1) und dem Läufer (2) bzw. zwischen dem Läufer (2) und dem Gehäuse (11) eingeschlossen sind, wobei jeder dieser Räume (8, 9 bzw. 14, 15) während des grössten Teils des Hubes der Antriebstange bzw. des Läufers von ihren Mittellagen in Richtung zu !dem zugehörigen Raum allseitig fluidumdicht abgeschlossen ist. which cushions in both directions of movement of the drive rod and the runner in spaces (8, 9 and 14, 15) between. the drive rod (1) and the runner (2) or between the runner (2) and the housing (11) are enclosed, each of these spaces (8, 9 and 14, 15) during most of the stroke of the drive rod or of the runner is sealed fluid-tight on all sides from its central positions in the direction of the associated space. UNTERANSPRÜCHE 1. Gesteinbohrvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Läufer (2) hineinragende Teil der Antriebsstange (1) mit einem scheibenförmigen Flansch (4) versehen ist, der in einem zylindrischen Hohlraum (5) im Läufer gegen die Wand desselben abgedichtet und gleitbar ist, wobei die Räume (8, 9) für die : SUBClaims 1. Rock drilling device according to claim, characterized in that the part of the drive rod (1) protruding into the runner (2) is provided with a disk-shaped flange (4) which is sealed in a cylindrical cavity (5) in the runner against the wall thereof and is slidable, the spaces (8, 9) for: die Bewegung der An triebsstange (1) übertragenden Druckfluidumpolster beiderseits des scheibenförmigen Flansches gelegen sind. the movement of the drive rod (1) transmitting pressure fluid cushion are located on both sides of the disc-shaped flange. 2. Gesteinbohrvorrichtung nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch einen in der zylindrischen Wanddes Hohlraumes (5) vorgesehenen Kanal (10), dessen Mündung zum Hohlraum hin bei den Bewe gungen der Antriebsstange zudem in der Bewegungs richtung hinteren Raum (8 oder 9) des Hohlraumes (5) freigelegt wird, 2. Rock drilling device according to dependent claim 1, characterized by a channel (10) provided in the cylindrical wall of the cavity (5), the mouth of which towards the cavity during the movements of the drive rod also in the movement direction of the rear space (8 or 9) of the cavity ( 5) is exposed, um beider Hubbewegung der An triebsstange in diesem Raum einen Druck aufzu bauen und ausleckendes Druckfluidum zu ersetzen. 3. Gesteinbohrvorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Teil des Läu fers (2), der den Hohlraum (5) einschliesst, die Form einer kolbenartigen Erweiterung (6) hat, -die in einer zylindrischen Kammer (13) im Gehäuse (11) abge dichtet (16, 17) gegen. in order to build up a pressure in this space during the stroke movement of the drive rod and to replace leaking pressure fluid. 3. Rock drilling device according to dependent claim 1, characterized in that that part of the runner (2) which includes the cavity (5) has the shape of a piston-like enlargement (6), -the in a cylindrical chamber (13) in the housing ( 11) seals (16, 17) against. die Wand .desselben gleitbar angeordnet ist, wobei diejenigen Räume (14, 15), welche die die Bewegung des Läufers (2) ,dämpfenden und den Läufer zurückführenden Druckfluidumpol- ster einschliessen, in der zylinderförmigen Kammer (13) beiderseits (der kolbenartigen Erweiterung (6) des Läufers (2) gelegen sind. the wall of the same is slidably arranged, with those spaces (14, 15) which include the pressure fluid cushions which dampen the movement of the rotor (2) and which return the rotor, in the cylindrical chamber (13) on both sides (the piston-like expansion ( 6) of the rotor (2) are located. 4. Gesteinbohrvorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand,der zylinder- förmigen Kammer(13) mit wenigstens einem durch gehenden Druckfluidumkanal (18, 19) versehen ist, der bei der Hubbewegung,der kolbenartigen Erweite rung (6) des Läufers mit dem in der Bewegungsrich tung : 4. Rock drilling device according to dependent claim 3, characterized in that the wall of the cylindrical chamber (13) is provided with at least one continuous Druckfluidumkanal (18, 19), which tion during the stroke movement, the piston-like extension (6) of the rotor with that in the direction of movement: des Läufers hinteren Raum (14 oder 15) der Kammer (13) in, Verbindung gelangt, um einen Druck aufzubauen und ausleckendes Druckfluidum zu erset zen. of the rotor rear space (14 or 15) of the chamber (13) in communication to build up a pressure and to replace leaking pressurized fluid. 5. Gesteinbohrvorrichtung nach Unteranspruch 2, gekennzeichnet :durch eine Ringdichtung (16, 17) an jedem Ende der kolbenartigen Erweiterung (6) des Läufers (2) zwischen diesem und der Wand der Ge häusekammer (13), wobei der zum Hohlraum (5) füh rende Kanal (10) im Zwischenraum (25) zwischen diesen Ringdichtungen mündet und mit Druckflui- dum über diesen Zwischenraum von dem oder den zur Kammer (13) 5. Rock drilling device according to dependent claim 2, characterized: by an annular seal (16, 17) at each end of the piston-like extension (6) of the rotor (2) between this and the wall of the housing chamber (13), wherein the to the cavity (5) The leading channel (10) opens into the space (25) between these ring seals and is supplied with pressure fluid via this space from the one or more to the chamber (13) führenden Druckfluidumkanälen (18, 19) gespeist wird. 6. Gesteinbohrvorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass .das Gehäuse (11) mit etwas Spielraum (24) in einem rohrförmigen Halter (20) angebracht ist, wobei die Druckfluidumzufuhr zu dem Kanal oder zu den Kanälen (18, 19) der zylindri schen Kammer (13) über diesen Spielraum (24) zwi schen dem Gehäuse (11) und,dem Halter (20) erfolgt. 7. leading Druckfluidumkanäle (18, 19) is fed. 6. Rock drilling device according to dependent claim 5, characterized in that the housing (11) is mounted with some clearance (24) in a tubular holder (20), wherein the pressure fluid supply to the channel or to the channels (18, 19) of the cylindri rule chamber (13) via this clearance (24) between tween the housing (11) and the holder (20) takes place. 7th Gesteinbohrvorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) eine zusätzliche zylindrische , mit der vorerwähnten Kam mer (13) koaxiale Kammer (26) enthält, die eine federbelastete ringförmige Kolbenvorrichtung (27) einschliesst, die ; Rock drilling device according to dependent claim 6, characterized in that the housing (11) contains an additional cylindrical chamber (26) which is coaxial with the aforementioned chamber (13) and which includes a spring-loaded annular piston device (27) which; den Läufer (2) umgibt und während des Betriebes der Bohrvorrichtung von in die Kam mer (26) eingeleitetem Druckfluidum gegen die Federkraft hinabgepresst gehalten wird, aber sobald die Druckfluidumzufuhr zur Bohrvorrichtung unter brochen wird und der Druck in der Kammer (26) fällt von der Federkraft bis zur Anlage gegen einen Flansch (30) am Läufer (2) verschoben wird und die sen sowie den Bohrerstangenhalter mitnimmt, surrounds the runner (2) and is kept pressed down against the spring force by pressure fluid introduced into the chamber (26) during operation of the drilling device, but as soon as the pressure fluid supply to the drilling device is interrupted and the pressure in the chamber (26) drops from the The spring force is shifted until it rests against a flange (30) on the rotor (2) and takes the sen and the drill rod holder with it, so dass die Bohrerstange aus der Arbeitsstellung weg ver schoben wird. B. Gesteinbohrvorrichtung nach Unteranspruch 3 oder 5, gekennzeichnet durch eine Axialführung zwi schen der Antriebsstange (1) und. dem Läufer (2), welche eine relative Drehung zwischen diesen Ele menten verhindert, und eine Vorrichtung zur Dre hung der Antriebsstange (1). so that the drill rod is moved away from the working position. B. rock drilling device according to dependent claim 3 or 5, characterized by an axial guide between tween the drive rod (1) and. the runner (2), which prevents relative rotation between these ele ments, and a device for Dre hung of the drive rod (1). 9. Gesteinbohrvorrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen zwi schen der Antriebsstange (1) und dem Läufer (2), dem scheibenförmigen Flansch (4), der Antriebs stange und .der Wanddes Hohlraums (5), dem Läufer und dem Gehäuse (11), der kolbenartigen Erweite rung (6) des Läufers und der ersten Kammer (13) des Gehäuses, dem Gehäuse und dem Halter (20) sowie .der Kolbenvorrichtung (27) und der zweiten Kammer (26) des Gehäuses bzw. Rock drilling device according to dependent claim 8, characterized in that the seals between the drive rod (1) and the runner (2), the disc-shaped flange (4), the drive rod and the wall of the cavity (5), the runner and the Housing (11), the piston-like extension (6) of the rotor and the first chamber (13) of the housing, the housing and the holder (20) as well as the piston device (27) and the second chamber (26) of the housing or dem Läufer alle aus paar weise angeordneten Dichtungsringen bestehen, wobei im Betrieb öl unter Druck in die Spielräume zwi schen diesen Dichtungsringen eingepresst wird, um die Gleitflächen des Bohrerelementes zu schmieren und die Dichtung zu verbessern. the runner all consist of pairs of sealing rings arranged in pairs, with oil under pressure being pressed into the clearances between these sealing rings during operation in order to lubricate the sliding surfaces of the drill element and improve the seal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2531138A1 (en) * 1982-07-29 1984-02-03 Inst Avtomatiki Akademii Percussion device especially for a hydraulic well-drilling machine.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2531138A1 (en) * 1982-07-29 1984-02-03 Inst Avtomatiki Akademii Percussion device especially for a hydraulic well-drilling machine.

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