CH675387A5

CH675387A5 -

Info

Publication number: CH675387A5
Application number: CH2404/87A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Bechem; Klaus Bechem; Philip Bechem; Dieter Lenzen
Original assignee: Bechem Hannelore
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1990-09-28
Also published as: ZA884652B; EP0330683A1; WO1989000235A1; AU1965088A

Abstract

Linear activation of one or more rotatably mounted or, if necessary, driven cutting, milling, or roller bits (5) by means of two synchronously counterdriven high-speed flyweights, masses or similar mutually offset at 180 DEG in/on a housing or carrier mounted on a cushioning spring. The drilling tools can additionally be activated and/or driven. The relevant directions of impact can be determined by adjusting/resetting the counterdriven flyweights and/or twisting the housing/assembly.

Description

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2 2nd

Beschreibung description

Beim Aktivieren von Rollenbohrwerkzeugen hat sich gezeigt, dass die erforderlichen Andruckkräf-te weniger als 10% des normalen - und andererseits die Bohrfortschritte besonders in hartem Gestein ein mehrfaches betragen. Es ist aber auch bekannt, dass z.B. durch Kreiserreger radial aktivierte Bohrwerkzeuge wegen grosser Schwingungsprobleme schwer beherrschbar sind. Erfindungsge-mäss wird hiermit die Verwendung eines u.a. besonders kompakten linear schwingend schlagenden Unwuchtsystems beansprucht, das sich im wesentlichen durch zwei in/an einem Gehäuse oder dgl. 180° gegeneinander versetzte - synchron gegenläufig angetriebene schnellaufende Unwuchten, Gewichte oder dgl. auszeichnet (Anspruch 1). When activating roller drilling tools, it has been shown that the required pressure forces are less than 10% of the normal - and on the other hand the drilling progress, especially in hard rock, is multiple. However, it is also known that e.g. drilling tools that are activated radially by rotary exciters are difficult to control due to large vibration problems. According to the invention, the use of a u.a. claims particularly compact linear swinging unbalance system, which is essentially characterized by two in / on a housing or the like. 180 ° offset from one another - synchronously driven high-speed imbalances, weights or the like. (Claim 1).

Die Figur 1 stellt das Erregersystem dar - ausgerüstet mit einem Diskenwerkzeug, in Figur 2 ist dieser Erreger gepuffert und einseitig drehbar gelagert - in Figur 3 befindet sich diese Lagerung in der Mitte des Systems. In Figur 4 besteht das eigentliche Bohrwerkzeug aus einer Halbkugel und und in Figur 5 sind auf beiden Seiten Scheiben - z.B. zum Schlitzen - angeordnet. FIG. 1 shows the excitation system - equipped with a disk tool, in FIG. 2 this exciter is buffered and rotatably mounted on one side - in FIG. 3 this storage is in the middle of the system. In Figure 4 the actual drilling tool consists of a hemisphere and in Figure 5 there are disks on both sides - e.g. for slitting - arranged.

In Figur 1 ist 1 der Antriebsmotor, der in dieser Bauart direkt an das Gehäuse mit den beiden über Tellerräder gegenläufig angetriebenen Unwuchten 2 angeflanscht ist. 3 ist eine in einer besonderen Ausführungsform zum Antreiben des Bohrwerkzeuges durchgeführte Welle. 4 ist bei dieser Bauart der Antrieb und die Lagerung eines schlagend/fräsenden verzahnten Rollenmeissels, der über eine Exzenteraktivierung noch zusätzlich schlägt und durch einen ineinander ablaufenden Innen- und Aussenzahnkranz extrem untersetzt angetrieben wird - in an sich bekannter Weise. Bei dieser erfin-dungsgemässen und dargestellten Kombination läuft die Antriebswelle 39 z.B. mit 3000 U/min. In allen Fällen ist das durch einen Exzenter radial schlagende Fräs-/Rollenmeissel 5 über das dargestellte Gegengewicht im Gehäuse oder dgl. ausgewuchtet. In FIG. 1, 1 is the drive motor, which in this design is flanged directly to the housing with the two unbalances 2 driven in opposite directions via ring gears. 3 is a shaft carried out in a particular embodiment for driving the drilling tool. In this type of construction, 4 is the drive and the bearing of a striking / milling toothed roller chisel, which strikes even more by means of an eccentric activation and is driven extremely reduced by an intermeshing internal and external ring gear - in a manner known per se. In this combination according to the invention and shown, the drive shaft 39 runs e.g. at 3000 rpm. In all cases, the milling / roller chisel 5, which strikes radially by an eccentric, is balanced by means of the counterweight shown in the housing or the like.

In Figur 2 ist 6 der Drehpunkt mit dem fast nicht mitschwingenden Motor 7. 8 ist die Antriebswelle, 9 ist das linear schlagende Unwuchtaggregat und 10 ist ein einseitig konisches Disken-Rollenbohrwerk-zeug zum Hinterschneiden und 11 eine von diversen möglichen Abfederungen/Pufferungen - z.B. ein Gummipuffer - zur Aufnahme des vergleichsweise geringen Gegenmomentes beim Bohren. 12 ist der Lagerbock/-halter. Der Pfeil zeigt die Abtragrichtung. In Figure 2, 6 is the fulcrum with the almost non-oscillating motor 7. 8 is the drive shaft, 9 is the linearly beating unbalance unit and 10 is a one-sided conical disc roller boring tool for undercutting and 11 one of various possible suspensions / buffers - e.g. a rubber buffer - to absorb the comparatively low counter torque when drilling. 12 is the bearing block / holder. The arrow shows the direction of removal.

In Figur 3 ist 13 der wieder im Drehpunkt 14 liegende Antriebsmotor mit dem auf der einen Seite des Drehpunktes angeordneten Unwuchtschlagsystem 15. Auf der anderen Seite ist ein angetriebenes schneilaufendes Schneid- oder iangsamdrehendes Fräswerkzeug ggf. noch zusätzlich aktiviertes 16 in einem Verschiebestück 17 abstandsveränderlich angeordnet, damit die Schlagkraft sowie die jeweilige Amplitude in Abhängigkeit der Erfordernisse gewählt bzw. eingestellt werden können. Ist der Abstand des Schlagaggregates vom Drehpunkt gleich dem des Bohrwerkzeuges, sind Amplitude und Schlagkraft des Schlagaggregates und des Bohrwerkzeuges identisch, verringert man den Abstand des Bohrwerkzeuges vom Drehpunkt, wird die Amplitude reduziert und die Schlagkraft erhöht - umgekehrt entsprechend. 18 ist die Lagerung/Halterung für das gesamte Aggregat. Die Federung/Pufferung ist hierbei nicht dargestellt - sie ist z.B. auch im Drehpunkt installierbar. Es wird beansprucht, dass natürlich auch das Schlagaggregat vom Bohrwerkzug und/oder vom Drehpunkt abstandsveränderlich sein kann, um ein Schneid-/Rollen- oder sonstiges Bohrwerkzeug mit variablen Amplituden arbeiten lassen zu können. In FIG. 3, the drive motor again located at the pivot point 14 with the unbalance impact system 15 arranged on one side of the pivot point is arranged on the other side, a driven, snow-cutting cutting or slowly rotating milling tool, optionally additionally activated 16, is arranged in a displacement piece 17 with variable spacing, so that the impact force and the respective amplitude can be selected or adjusted depending on the requirements. If the distance between the impact unit and the fulcrum is the same as that of the drilling tool, the amplitude and impact force of the impact unit and the drilling tool are identical; if the distance between the drilling tool and the fulcrum point is reduced, the amplitude is reduced and the impact force is increased - vice versa. 18 is the storage / bracket for the entire unit. The suspension / buffering is not shown here - it is e.g. can also be installed at the pivot point. It is claimed that the striking unit can of course also be variable in distance from the boring machine pull and / or from the fulcrum in order to be able to operate a cutting / rolling or other drilling tool with variable amplitudes.

In Figur 4 ist ein Bohraggregat mit einem halbkugeligen Bohrkopf dargestellt, das im System dem der Figur 1 entspricht - und im Schlag ebenfalls in allen Richtungen variabel einstellbar ist - durch Ver-/ Einstellung der gegenläufigen Unwuchten (2) und/ oder durch Drehen des Gehäuses 19. Statt des Dis-kenbohr-/Abtraghinterschneidwerkzeuges in Figur 1 ist ein halbkugeliger mit Schrämpicken versehener Bohrkopf 20 installiert, der erfindungsgemäss über den Exzenter in Richtung 21 zusätzlich aktiviert und über die erklärten Zahnräder im Inneren langsam drehend angetrieben werden kann - und über den stärkeren linearen Unwuchtschlag in der Richtung 22 - der Vortriebsrichtung beim Vollochbohren -überlagert wird; für diese Kombination wird gesonderter Schutz beantragt, insbesondere aber dafür, über Verdrehen des Gehäuses 19 bei leicht ausser-mittigem linearem Schlag 23 eine Pilotbohrung mit stehendem Gestänge beliebig steuern zu können. Wie in Figur 1 beschrieben, kann natürlich auch mit dieser Version in den beiden Richtungen 21 gearbeitet/abgetragen werden - vorzugsweise bei der Verwendung auf Teilschnitt/Auslegerbohrmaschinen, -besonders zum Einstechen in Richtung 22 und Abtragen - 21. FIG. 4 shows a drilling unit with a hemispherical drilling head, which corresponds to that of FIG. 1 in the system - and can also be variably adjusted in all directions - by adjusting / adjusting the opposing imbalances (2) and / or by rotating the housing 19. Instead of the disc drilling / ablation undercutting tool in FIG. 1, a hemispherical boring head 20 provided with burrs is installed, which according to the invention can additionally be activated via the eccentric in the direction of 21 and can be driven slowly rotating inside using the gears explained - and via the stronger one linear unbalance stroke in direction 22 - the direction of advance during full hole drilling - is superimposed; Separate protection is requested for this combination, in particular, however, to be able to control a pilot hole with a standing rod by rotating the housing 19 with a slightly off-center linear stroke 23. As described in FIG. 1, this version can of course also be used to work / remove in both directions 21 - preferably when used on partial cut / jib drilling machines, - especially for plunge cutting in direction 22 and removal - 21.

In Figur 5 ist 24 wieder der Antrieb und 25 sind die antreibenden Tellerzahnräder. 26 sind die in der Schlagrichtung ein-/verstellbaren schnell umlaufenden Unwuchten. 27 sind die Bohrwerkzeuge, die in 28 angetrieben oder frei drehend gelagert sein können - aber auch über Exzenter zusätzlich aktiviert werden können - in bekannter Weise. Für o.a. Kombination der Systeme wird gesonderter Schutz beantragt. Zum schlagend fräsenden Abtragen, insbesondere Schlitzen bestehen die Bohrwerkzeuge aus Scheiben mit Verzahnungen, Picken, Stiften oder dgl. Für das System mit 2 seitlich angeordneten Bohr-/Frässcheiben d.h. zum gleichzeitigen zweifachen Schlitzen wird gesonderter Schutz beantragt; auch dafür, dieses Aggregat handgeführt gefedert/gepuffert kleinere Doppelschlitze erstellen zu lassen - z.B. im Mauerwerk 30 mm breit und 30 mm tief - zum anschliessenden Verlegen von Kabeln und dgl. Hierbei wiegt das komplette Aggregat inkl. schneilaufendem Motor 5-8 kg. Bei Verwendung nur einer Scheibe oder dgl. wird die Gegenseite ausgewuchtet. Aber auch für die Anwendung der erfindungsgemässen Systeme zum handgeführten Schlitzen mit einer aktiviert/schrämend schlagenden Kugel gemäss Figur 4 wird gesonderter Schutz beansprucht. In Figure 5, 24 is again the drive and 25 are the driving plate gears. 26 are the fast rotating imbalances that can be adjusted / adjusted in the direction of impact. 27 are the drilling tools, which in 28 can be driven or freely rotating - but can also be activated via eccentrics - in a known manner. For o.a. Combination of the systems, separate protection is requested. For striking milling removal, especially slots, the drilling tools consist of discs with teeth, picks, pins or the like. For the system with 2 drilling / milling discs arranged on the side, i.e. separate protection is requested for simultaneous double slitting; also for having this unit hand-sprung / buffered to create smaller double slots - e.g. in the masonry 30 mm wide and 30 mm deep - for the subsequent laying of cables and the like. The complete unit including the snow-running motor weighs 5-8 kg. If only one disc or the like is used, the opposite side is balanced. However, separate protection is also claimed for the use of the systems according to the invention for hand-guided slitting with an activated / scaring striking ball according to FIG. 4.

Anstatt der in Figur 5 dargestellten scheibenartigen Werkzeuge können auch walzen- oder halbku- Instead of the disk-like tools shown in FIG. 5, it is also possible to use

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

2 2nd

3 3rd

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gelförmige schlagend/fräsende Bohrwerkzeuge installiert werden - hierfür wird ebenfalls gesonderter Schutz beantragt - insbesondere zur Verwendung auf Teilschnitt-/Auslegermaschinen, die mit dieser Technik härteste und abrasivste Gesteine -aber auch Strassendecken/-beläge abtragen können. Die bei diesen Systemen erforderlichen An-druckkräfte liegen bei einem Bruchteil der für konventionelle Rollenbohrwerkzeuge erforderlichen; die Andrücke sind auch unvergleichlich niedriger als beim konventionellen Fräsen. Die Bohrfortschritte/Abtragleistungen betragen ein mehrfaches - insbesondere im harten Gestein oder dgl. Gel-shaped hitting / milling drilling tools are installed - special protection is also requested for this - in particular for use on part-cutting / cantilever machines, which can use this technology to remove the hardest and most abrasive rocks - but also road surfaces / coverings. The pressure forces required for these systems are a fraction of those required for conventional roller drilling tools; the pressures are also incomparably lower than with conventional milling. The drilling progress / removal rates are multiple - especially in hard rock or the like.

Claims

1. Milling / roller chisel, characterized in that they can be activated in a linear manner by two high-speed imbalances driven in synchronism in opposite directions in or on a housing offset by 180 °.

2. Milling / roller chisel according to claim 1, characterized in that the unit carrying the chisel is spring-loaded or buffered with the milling / roller chisel.

3. milling / roller chisel according to claim 1 and 2, characterized in that the aggregate of the milling / roller chisel on a carrier at a distance from the pivot point and about a pivot point swings up and down radially.

4. milling / roller chisel according to claim 3, characterized in that the activation is arranged on one and the milling / roller chisel on the other side of the fulcrum.

5. milling / roller chisel according to claim 4, characterized in that the distance of the milling / roller chisel and / or the unit from the pivot point is variable.

6. milling / roller chisel according to claim 3, characterized in that the drive motor is arranged in the region of the fulcrum.

7. milling / roller chisel according to claims 1-

6, characterized in that the drilling tool or tools can also be activated via eccentrics.

8. milling / roller chisel according to claims 1-

7, characterized in that the one or more provided with picks, pens, teeth or the like. Roller chisel (Fig. 1 / —5—) can also be driven and thereby work milling.

9. milling / roller chisel according to claims 1-8, characterized in that the direction of impact of the synchronously counter-rotating unbalance (2) can be changed by moving / rotating the unbalance.

10. milling / roller chisel according to claims 1-9, characterized in that the direction of impact of the synchronously counter-rotating unbalance (2) can be changed by rotating the housing.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

3rd