DE1054399B

DE1054399B - Device for loosening stuck rock drill bits from the borehole with a reciprocating mass

Info

Publication number: DE1054399B
Application number: DESCH21310A
Authority: DE
Inventors: Paul Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-12-22
Filing date: 1956-12-22
Publication date: 1959-04-09

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Lösen festsitzender Gesteinsbohrer aus dem Bohrloch, das mit einer hin- und hergehenden Masse arbeitet, die in Richtung von dem Bohrloch fort gegen ein mit dem Bohrer verbundenes Kuppelglied schlägt.The invention relates to a device for loosening stuck rock bits from the borehole, the operates with a reciprocating mass moving away from the borehole against one another Drill connected coupling element strikes.

Bei einem bekannten Gerät dieser Art besteht das Kuppelglied aus einem zweischenkligen, verhältnismäßig langgestreckten Bügel, gegen dessen rückwärtiges Joch ein durch einen Schlaghammer betätigter Stößel schlägt (USA.-Patentschrift 2 035156). Die Erfahrung zeigt, daß es mit diesem bekannten Gerät nur in verhältnismäßig leichten Fällen gelegentlich gelingt, einen Gesteinsbohrer aus seinem Loch zu lösen, und dies auch nur dann, wenn zusätzlich auf das Gerät durch besondere Mittel eine relativ starke, nach außen gerichtete Zugkraft ausgeübt wird.In a known device of this type, the coupling element consists of a two-legged, relatively elongated bracket, against the rear yoke of a hammer operated by a hammer The plunger strikes (U.S. Patent 2,035,156). Experience shows that it is with this well-known device only occasionally succeeds in loosening a rock drill from its hole in relatively easy cases, and this only if, in addition, a relatively strong, according to the device by special means outward tensile force is exerted.

Der Grund für diese Mängel des bekannten Gerätes ist durch die Gesetze der Mechanik erklärlich. Einmal kommt es nach dem Stoßgesetz bei der Übertragung von Stoßenergie wesentlich auf die relative Größe der beteiligten Massen an. Wird die Stoßenergie auf den zu lösenden Gegenstand über eine Masse übertragen, die wesentlich größer ist als die Masse des schlagenden Stößels, so wirkt nur ein kleiner Teil dieser Energie auf den Gegenstand, während ein weitaus größerer Teil in Formänderungsarbeit und damit in Wärme verlorengeht. So liegen die Verhältnisse bei dem bekannten Gerät, wo die Masse des Bügels ein Vielfaches der Masse des Stößels ist. Zum anderen hat ein Kuppelglied in Form eines Bügels, wie es in dem bekannten Gerät verwendet wird, die Eigenschaft, unter der Wirkung der Stöße in erheblichem Maße zu federn. Ebensowenig, wie man einen Nagel in eine Wand schlagen kann, wenn man zwischen Hammer und Nagelkopf eine Feder setzt, kann die Lösung eines festsitzenden Gesteinbohrers gelingen, wenn man die dazu aufgewendeten Stoßimpulse auf den Bohrschaft über ein Glied wirken läßt, das dazu neigt, unter den Stoßen federnd nachzugeben. Mit den vorstehenden Überlegungen ist im Einklang, daß das bekannte Gerät, nachdem der Stößel eine Zeitlang gewirkt hat, starke Erwärmung des Bügels zeigt, ohne daß eine merkliche Wirkung auf den Bohrer beobachtet werden kann.The reason for these shortcomings in the known device can be explained by the laws of mechanics. Once According to the law of collision, the transfer of collision energy essentially depends on the relative size of the involved masses. If the impact energy is transferred to the object to be loosened via a mass, which is much larger than the mass of the striking ram, only a small part of this energy is effective on the object, while a far greater part in shaping work and thus in warmth get lost. So are the conditions with the known device, where the mass of the bracket is a multiple is the mass of the ram. Second, it has a coupling element in the form of a bracket, like it in the known device is used, the property under the effect of shocks to a considerable extent feathers. Neither can you drive a nail into a wall with a hammer and nail head sets a spring, the solution of a stuck rock drill can succeed if one allows the applied shock pulses to act on the drill shaft via a member that tends to to give way under the bumps. It is consistent with the above considerations that the known Device, after the plunger has worked for a while, shows strong heating of the bracket without that a noticeable effect on the drill can be observed.

Gemäß der Erfindung besteht das Kuppelglied aus eine mit Anschlag versehenen, mit dem Bohrer gleichachsig verbindbaren Schaft, auf dem die hin- und hergehende Masse verschiebbar ist. Das Kuppelglied besteht mithin gleichsam aus einer rückwärtigen Verlängerung des Bohrers. Durch die hin- und hergehende Masse braucht daher nur der Bohrer und der an ihn als Verlängerung angeschlossene Schaft beschleunigt zu werden. Damit ergibt sich vom Gesichtspunkt des Stoßgesetzes ein günstiges Massenverhält-According to the invention, the coupling element consists of a stop provided with the drill coaxially connectable shaft on which the reciprocating mass is displaceable. The coupling element therefore consists, as it were, of a rearward extension of the drill. By going back and forth Mass therefore only needs the drill and accelerates the shaft connected to it as an extension to become. From the point of view of the law of collision, this results in a favorable mass ratio-

Gerät zum Lösen festsitzenderDevice for loosening stuck

Gesteinsbohrer aus dem Bohrloch, mitRock drill from the borehole, with

einer hin- und hergehenden Massea reciprocating mass

Anmelder:
Paul Schmidt, Saalhausen (Sauerl.)Applicant:
Paul Schmidt, Saalhausen (Sauerl.)

Paul Schmidt, Saalhausen (Sauerl.),
ist als Erfinder genannt wordenPaul Schmidt, Saalhausen (Sauerl.),
has been named as the inventor

nis. Zugleich bildet der an den Bohrer angesetzte Schaft ein Element, das unter der Wirkung der Stöße sich nur in geringem Maße elastisch verformt, so daß die Stöße nahezu voll für die Lösung des Bohrers wirksam werden.nis. At the same time, the shaft attached to the drill forms an element that, under the effect of the impacts elastically deformed only to a small extent, so that the impacts almost completely for the solution of the drill be effective.

Zweckmäßig wird das Gerät nach der Erfindung so ausgebildet, daß der Schwerpunkt der Masse mit der Achse des Schaftes zusammenfällt. Dadurch wird Biegungsbeanspruchung im Schaft und im Bohrer ausgeschlossen. Zwar liegt auch bei dem bekannten Gerät der Schwerpunkt des Stößels in der Verlängerung der Bohrerachse. Dies hat dort aber gerade nicht die Wirkung, das die Stöße auf den Bohrer übertragende Kuppelglied von Biegungen zu entlasten.Appropriately, the device according to the invention is designed so that the center of gravity of the mass with the axis of the shaft coincides. This eliminates bending stress in the shank and in the drill. It is true that the focus of the plunger lies in the extension of the known device Drill axis. However, this does not have the effect of transmitting the impacts to the drill there Relieve coupling element from bends.

Die Masse kann aus einem pneumatisch hin- und hergehend angetriebenen Kolben bestehen, der in einem Zylinder verschiebbar ist. Damit wird das Gerät der Tatsache angepaßt, daß am Bohrort in aller Regel pneumatische Energie zur Verfügung steht.The mass can consist of a pneumatically reciprocating piston driven in a cylinder is displaceable. So that the device is adapted to the fact that at the drilling site in all Usually pneumatic energy is available.

In der bevorzugten Ausführungsform, der Erfindung ist der unter der Wirkung einer Feder stehende Zylinder relativ zum Schaft axial auf diesem in Richtung vom Bohrloch fort verschiebbar ausgebildet. Dadurch wird erreicht, daß der Stoß lediglich auf die Masse des durch den Schaft verlängerten Bohrers wirkt, während der Zylinder mit allen daran befestigten Teilen der Wirkung des Stoßes entzogen ist. Kolben und Zylinder bilden mithin ein aus zwei Massen bestehendes System, das nach bekanntem Gesetz bei der schwingenden Kolbenbewegung seinen Schwerpunkt im Räume beizubehalten sucht. Zwar schwingt auch der Zylinder, jedoch wegen seiner größeren Masse mit wesentlich kleiner Amplitude. Der das Gerät am Zylinder haltende Mann empfindet an den Griffen mithinIn the preferred embodiment of the invention, the cylinder is under the action of a spring formed axially on this relative to the shaft in the direction away from the borehole. Through this it is achieved that the impact only acts on the mass of the drill lengthened by the shank, while the cylinder with all parts attached to it is withdrawn from the effect of the impact. Piston and Cylinders thus form a system consisting of two masses, which according to a known law in the oscillating piston movement seeks to maintain its center of gravity in the space. It also vibrates Cylinder, but because of its larger mass with a much smaller amplitude. The device on the cylinder holding man feels at the handles

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Claims

just this small and shock-free swinging movement. The drawing illustrates an embodiment of the invention. It shows Fig. 1 a perspective view of the device with a section through the cylinder and Figs. 2 and 3 simplified longitudinal sections through the cylinder in two different positions of the piston. A shaft 1 is provided at its front end with a recess 2 for the collar of a rock drill and with a hexagonal groove 3. A locking ring 4 with a nose 5 engaging in the groove 3 can be displaced on the shaft. The recess 2, the groove 3 and the locking ring 4 are used to firmly connect the shaft 1 coaxially with the still protruding end of a fixed rock drill. A piston 8 is slidably mounted in a cylinder 9 on the rear part of the shaft 1. The stepped shape selected for this piston can be seen in particular from FIGS. 2 and 3. The cylinder 9 is closed at the front by a cover 7. A helical spring 6 is arranged between this cover and a shoulder of the shaft 1. The piston 8 protrudes with its offset part of smaller diameter into the rear cylinder cover 10, which is firmly clamped to the front cylinder cover 7 by screws 11 and has two handles 12. At the rear end of the shaft 1, a collar 13 is formed which, in the rest position according to FIG. 2, rests against the rear cylinder cover 10. In operation, the front end of the shaft 1 is firmly connected to the rear end of a fixed rock drill. The cylinder 9 is then charged with compressed air. As a result, as with a pneumatic hammer, the piston 8 is given a reciprocating movement. With each backward stroke, the piston 8 strikes the collar 13, and the impact imparted to the shank 1 as a result has a releasing effect on the drill firmly connected to the shank 1. While working, the device is held by the handles. However, the man holding the device perceives the shocks exerted by the piston 8 on the collar and the shaft 1 only as vibrations, since the cylinder 9 does not join in the jerky movements of the shaft 1 due to the interposition of the spring 6, but around the exaggerated dimension at a in Fig. 3 remains. The offset piston shape ensures that the pneumatic pressure acts on a large piston area when the piston approaches the collar 13, while only a relatively small effective pressure for the drive on the return stroke Piston area is available. Patent claims:

1. Device for loosening stuck rock bits from the borehole with a reciprocating Mass extending in the direction away from the borehole against a coupling element connected to the drill bit suggests, characterized in that the coupling element consists of a stop (13) provided, with the drill coaxially connectable shaft (1) on which the mass (8) is displaceable is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the center of gravity of the mass (8) with the Axis of the shaft (1) coincides.

3. Apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that the mass consists of a pneumatic reciprocatingly driven piston (8) which is displaceable in a cylinder (9).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the under the action of a spring (6) standing cylinder (9) relative to the shaft (1) axially on this ver in the direction of the borehole

is designed to be slidable.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,035,156.

1 sheet of drawings