DE111568C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 5 a.

Gesteinstorsbohrmaschine.

Die vorliegende Erfindung betrifft Stofswerkzeuge, beispielsweise Gesteinbohrmaschinen und insbesondere die zu derartigen Apparaten gehörigen Ventile oder Schieber und die durch Schieber geregelten Kanäle.

Der Erfindung liegen verschiedene Aufgaben zu Grunde, so, Ubermä'fsige Abnutzung und Reibung in der Dampfkammer zu vermeiden, den Hub des Kolbens veränderlich zu machen, die Fliehkraft eines einzelnen schweren Schiebers aufzuheben (so dafs eine gröfsere Wirksamkeit und schnelleres Arbeiten des Schiebermechanismus, gesichert wird), auswechselbare Schieber anzuwenden, für den hinteren Ausschlag des Kolbens eine Polsterung vorzusehen (wodurch ein schädliches Aufstofsen desselben gegen den Deckel vermieden wird), beim Vortrieb des Kolbens jede Hemmung zu vermeiden (so dafs ein ungehinderter Schlag gesichert wird), und die Geschwindigkeit und die Bewegungszeit des Schiebers zu regeln, welcher den Strom des Triebmittels von und nach dem vorderen Ende des Cylinders beherrscht, ohne den Strom des Kraftmittels von und nach dem hinteren Ende des Cylinders zu beeinflussen.

Fig. ι der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch den Apparat und Fig. 2 denselben im Grundrifs mit dem Schieberkasten im Schnitt, Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten, die Fig. 5, 6, 7 und 8 schematische Darstellungen des Apparates in vier verschiedenen Stellungen und die Fig. 9, 10 und 11 zeigen Abarten.

Der Cylinder 1 nimmt im Innern einen langgestreckten Kolben auf, bestehend aus einem vorderen Theil 2, einem hinteren Theil 3 und einem mittleren genutheten Theil 4; derselbe steht mit der Kolbenstange 5 in Verbindung, welche durch eine von dem vorderen Cylinderdeckel getragene Stopfbüchse durchragt.

Der hintere Deckel 7 ist mit der üblichen Schaltvorrichtung versehen, welche mit einer schraubenförmig genutheten Stange in Verbindung steht, die mit einer Mutter oder einem Vorsprung innen am Kolben in Eingriff gelangt, so dafs letzterer bei jeder Rückwärtsbewegung theilweise gedreht wird. Dieser Mechanismus bildet keinen Theil der vorliegenden Erfindung und kann in irgend einer bekannten Weise eingerichtet werden.

Der Schieberkasten 9 ist am Cylinder 1 durch Schrauben befestigt und enthält zwei neben einander angeordnete Kammern, von denen eine einen Schieber 10 und die andere einen ebenso gestalteten Schieber 11 enthält. Jeder Schieber hat eine spulenartige Gestalt und besteht aus einem mit Köpfen oder Flantschen 12 und 13 und einem mittleren Flantsch 14 ausgestatteten Schaft. Der ringförmige Raum zwischen den Flantschen 12 und 14 eines jeden Schiebers steht mit dem vorderen Ende der Kammer, in welcher der Schieber arbeitet, durch einen Kanal 1 5 im Schieberschaft räumlich in Verbindung. Der genannte ringförmige Raum steht auch mit dem hinteren Raum der

Verein deutscher Jngenieure

Bezirksverein a. CL niederen Ruhr.

Kammer durch einen ähnlichen Kanal 17 in Verbindung (Fig. 3).

Jedes Ende der Schieberkammern ist zur Aufnahme einer Scheibe 19 erweitert, Welche die Schieberkammer, in welcher sich der Schieber hin- und herbewegt, abschliefst, wobei zwischen dieser Scheibe und dem Deckel 21 des Schieberkastens Kautschuk oder anderes elastisches Material angeordnet ist, so dafs für die Scheibe ein elastisches Widerlager geschaffen ist.

Der ringförmige Raum zwischen den Flantschen 12 und 14 steht in beständiger räumlicher Verbindung mit dem Dampfeinlafskanal 22, welcher an jeder Seite des Schieberkastens eine mit innerem Gewinde versehene Oeffnung besitzt, so dafs an jeder Seite ein Dampfzuführungsrohr an den Schieberkasten angeschlossen werden kann.

In ähnlicher Weise steht der ringförmige Raum zwischen den Flantschen 13 und 14 in beständiger Verbindung mit dem Auslafskanal 23, welcher gleichfalls zum Anschliefsen eines Auspuffrohres eine mit Gewinde versehene Oeffnung besitzt; die nicht in Benutzung genommene Oeffnung 22, 23 wird in geeigneter Weise geschlossen.

Zwischen dem Einlafs- und dem Auspuffkanal des Schieberkastens befinden sich zwei Kanäle 24 und 25, von denen der Kanal 24 mit der den Schieber 10 enthaltenden Kammer und der Kanal 25 mit der den Schieber 11 enthaltenden Kammer in Verbindung steht. Der Kanal 24 ist durch den Kanal 26 mit dem hinteren Ende des Cylinders 1 und der Kanal 25 durch den Kanal 27 mit dem vorderen Ende des Cylinders verbunden.

In der Wandung des Cylinders ist ein U-förmiger Kanal 28 vorgesehen, dessen Enden in das Innere des Cylinders ausmünden, und welcher durch den Kanal 29 beständig mit dem Auspuffkanal des Schieberkastens in Verbindung steht.

Das vordere Ende der den Schieber 10 enthaltenden Kammer ist durch den Kanal 30 und das hintere Ende des genannten Schieberkastens durch den Kanal 31 mit dem Innern des Cylinders verbunden.

Das hintere Ende der den Schieber 1 1 enthaltenden Kammer steht durch den Kanal 32 mit dem Kanal 26 des Cylinders und das vordere Ende derselben steht durch den Kanal 33 mit der den Schieber 10 enthaltenden Kammer in Verbindung. Diese Verbindung findet an einer Stelle der genannten Kammer zwischen deren hinterem' Ende und dem Auspuffkanale 23 statt.

Die Wirkungsweise des Apparates ist folgende, wobei angenommen wird, dafs als Druckmittel beispielsweise Dampf angewendet wird. Als Ausgangspunkt wird die in Fig. 5 gezeigte Stellung gewählt, in welcher der Kolben 3 am hinteren Ende seines Hubes, der Schieber 10 am hinteren Ende und der Schieber 11 am vorderen Ende seiner Bahn sich befindet.

In das hintere Ende des Cylinders tritt aus dem Dampfeinlafskanal 22 durch den vorderen Raum des Schiebers 10 und durch die Kanäle 24 und 26 Dampf ein, und aus dem vorderen Ende des Cylinders entweicht Dampf durch die Kanäle 27 und 25 und den hinteren Raum des Schiebers 11 nach dem Auspuffkanal 23. Nach jedem Ende der Schieberkammern kann aus dem Kanäle 22 jederzeit Dampf durch die Kanäle 15 und 17 in den Schieberschaft gelangen, und die Bewegung jedes Schiebers in seiner Kammer wird dadurch veranlafst, dafs das Entweichen des Dampfes von einem Ende der genannten Schieberkammer verhindert und gleichzeitig das Entweichen des Dampfes von dem anderen Ende der Schieberkammer ermöglicht wird.

Die Schieber werden in der in Fig. 5 gezeigten Stellung dadurch gehalten, dafs frischer Dampf auf das vordere Ende des Schiebers 10 einwirkt, da der Kanal 30 durch den vorderen Theil 2 des Kolbens geschlossen wird, während der hintere Theil der den Schieber 10 enthaltenden Kammer durch den Kanal 31, die mittlere Aussparung des Kolbens und die Kanäle 28 und 29 mit dem Auspuff in Verbindung steht, und das hintere Ende der den Schieber 11 enthaltenden Kammer sowohl dem vollen Dampfdruck in dem Kanal 26 als auch demjenigen ausgesetzt ist, welcher durch den Kanal 17 in den Schieberschaft eintritt, während das vordere Ende der Kammer durch den Kanal 33 und den hinteren Raum des Schiebers 10 mit dem Auspuff in Verbindung steht. Dieser Zustand wird so lange aufrecht erhalten, bis der Kolben in dem Cylinder in die in Fig. 6 gezeigte Stellung gelangt, d. h. bis der hintere Kolbentheil 3 den Kanal 31 schliefst und der vordere Kolbentheil 2 den Kanal 30 freigiebt.

Aus dem vorderen Theile der den Schieber 10 enthaltenden Kammer kann der Dampf jetzt frei entweichen, während im hinteren Theile dieser Kammer das Entweichen des Dampfes verhindert wird, so dafs der Schieber 10 durch Ansammeln von Dampf an seinem hinteren Ende vorwärts bewegt wird und in die in Fig. 6 gezeigte Stellung gelangt. Dadurch wird der Zuflufs des Dampfes nach dem hinteren Ende des Cylinders abgeschnitten und dieses Cylinderende mit dem Auspuff verbunden. Gleichzeitig schneidet der hintere Flantsch des Schiebers 10 den Auspuff vom vorderen Ende der den Schieber 11 enthaltenden Kammer dadurch ab, dafs der hintere Flantsch des Schiebers 10 zwischen die Oeffnung des Kanals 33 und den Auspuffkanal 23 zwisehengeschoben

wird. Während der Dampf vom hinteren Ende des Cylinders entweicht, wird der Druck in dem Kanäle 26 und in dem hinteren Ende der den Schieber 1 1 enthaltenden Kammer verringert und schliefslich durch den Druck im vorderen Ende der genannten Kammer überwunden, worauf der Schieber 1 1 rückwärts bewegt wird in die Stellung Fig. 7, so dafs die ,Verbindung in dem vorderen Ende des Cylinders und dem Dampfeinlafskanal 22 durch den vorderen Raum des Schiebers 11 und die Kanäle 25 und 27 hergestellt wird.

Durch die Verzögerung in der Bewegung des Schiebers 11 erfolgt der Dampfzutritt nach dem. vorderen Ende des Cylinders erst dann, wenn ein bemerkenswerther Zeitraum nach dem Oeffnen des hinteren Cylinderendes nach dem Auspuff verstrichen ist, und zwar durch die Bewegung des Schiebers 10. Es hat somit der Kolben im Cylinder seine volle Vorwärtsbewegung ausgeführt, um dem Werkzeuge seine Schlagbewegung zu ertheilen, ehe Dampf nach dem vorderen Ende des Cylinders gelängt.

Es wird dadurch ein unbehinderter Schlag erzielt und für das Auspuffen aus dem hinteren Ende des Cylinders ist genügende Zeit gewährt worden; gleichzeitig wird verhindert, dafs zum Zurückziehen des Kolbens ein Gegendruck erzeugt werden kann. Bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens, nehmen die Schieber die in Fig. 7 gezeigte Stellung ein, bis der Kolben die Stellung Fig. 8 erreicht, d. h. bis der vordere Kolbentheil 2 den Kanal 30 schliefst und der hintere Kolbentheil 3 den Kanal 31 öffnet. Aus dem hinteren Ende der den Schieber 10 enthaltenden Kammer kann nunmehr Dampf entweichen, und aus dem vorderen Ende dieser Kammer wird das Entweichen des Dampfes verhindert. Der Schieber 10 bewegt sich wieder rückwärts und gestattet dem Dampf, nach dem- hinteren Ende des Cylinders zu gelangen, und setzt das vordere Ende der den Schieber 11 enthaltenden Kammer mit dem Auspuff in Verbindung, so dafs der Druck des frischen Dampfes gegen das hintere Ende des genannten Schiebers die Vorwärtsbewegung desselben zur Folge hat. Dadurch wird das vordere Ende des Cylinders dem Auspuff geöffnet, wobei der Zutritt des Dampfes nach dem hinteren Cylinderende und der Auspuff von dem vorderen Ende an einem solchen Theil der Rückwärtsbewegung des Kolbens stattfindet, dafs eine genügende Polsterung bei der Rückwärtsbewegung erreicht und somit jede schädliche Berührung des Kolbens mit dem hinteren Cylinderdeckel vermieden wird.

Durch Verwendung von zwei Schiebern 10, 11 behufs Zu- und Ableitung des Dampfes und durch Abhängigmachen der Bewegung des letztgenannten Schiebers von der vorausgegangenen des ersteren wird ein unbehinderter Vorwärtshub erzielt, während der Kolben bei seiner Rückwärtsbewegung auf eine Polsterung trifft. Die Anwendung von zwei Schiebern hat auch den Vortheil, dafs jeder Schieber so leicht gemacht werden kann, dafs sein Beharrungsvermögen verringert wird und er somit mit gröfserer Sicherheit arbeitet. Jeder Schieber ist aufserdem frei drehbar und wird zweckmäfsig ausgeglichen, so dafs gröfsere Abnutzungen und Reibungen vermieden sind, und da beide Schieber einander genau gleich sind, so kann eine Verwechselung derselben durch Unachtsamkeit keine schädlichen Folgen haben.

Es ist auch dafür Sorge getragen, den Hub des Kolbens ändern, zu können. Das Bohrwerkzeug wird so lange arbeiten können, als beim Vorschübe ermöglicht wird, dafs das vordere Ende des Kolbens den Kanal 30 freigiebt und das hintere Ende den Kanal 31 bedeckt. Die Rückwärtsbewegung ist in entsprechender Weise begrenzt, so dafs der Kolben einfach sich hin- und herbewegt mit einem kurzen Hube in mittlerer Lage. Ein längerer Hub wird dadurch erzielt, dafs der Cylinder auf seinem Unterbau nach hinten bewegt wird.

Die Verwendung der Kanäle 15 und 17 in den Schiebern zur Aufrechthaltung einer beständigen Verbindung jeden Schieberendes mit den Kanälen für frischen Dampf ist für die Erfindung kein unbedingtes Erfordernifs, da derselbe Zweck auch durch Kanäle in dem Schieberkasten (beispielsweise die Kanäle 15 und 17, Fig. 9) erreicht werden kann; überhaupt ist die beständige Zuführung von frischem Dampf nach jedem Ende der den Schieber 1 1 enthaltenden Kammer nicht erforderlich, da, falls es wünschenswerth erscheint, Dampf von und nach den beiden Enden der Kammer allein durch die von dem Schieber 10 gesteuerten Kanäle 32 und 33 geleitet werden kann. Der Eintritt des. frischen Dampfes am vorderen Ende der den Schieber 10 enthaltenden Kammer kann dadurch ermöglicht werden, dafs man zwischen dem vorderen Theile des genannten Schiebers und der Schieberkastenwandung etwas Spiel läfst, anstatt einen besonderen Kanal durch den Schieber anzuwenden (Fig. 10).

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform erscheint schon deswegen vortheilhafter, weil die gut eingepafsten Schieber ausgewechselt werden können.

Das hintere Ende der den Schieber 1 1 enthaltenden Kammer kann gewünschtenfalls, wie das vordere Ende, unmittelbar mit der den Schieber 10 enthaltenden Kammer in Verbindung gebracht werden (Fig. 10), anstatt mittelbar durch die Kanäle 24 und 26 (Fig. 5 bis 8) verbunden zu sein. Es geschieht dies zu dem Zwecke, die Kanäle 32 und 33 mit den Ka-

Claims (1)

1. nälen des Kastens für den frischen Dampf und den Auspuff abwechselnd in Verbindung zu setzen. Die in Fig. 12 und 4 gezeigte Construction empfiehlt sich ihrer Einfachheit halber, da durch dieselbe verwickelte Kanalbildungen in dem Schieberkasten vermieden werden.

   Die Vortheile, welche durch die Verwendung zweier leichter, unschwer zu bethätigender Schieber entstehen, welche unabhängig von einander sind_T sind sehr mannigfaltig. So führen bei der in Fig. 11 gezeigten Abart beispielsweise die Kanäle 32 und 33 unmittelbar nach dem Cylinder, wobei der Kanal 33 etwas vor dem Kanal 31 und der Kanal 32 etwas vor dem Kanal 30 endigt, so dafs beide Gruppen von Kanälen von dem Kolben beherrscht werden.

   Bei dieser Construction folgt bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens der Schieber 1 1 der Bewegung des Schiebers 10, wodurch auch ein ungehemmter Schlag und freier hinterer Auspuff erzielt wird, wie dies auch mit der in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsform erreicht wird. Es wird jedoch die Bewegung des Schiebers 11 in diesem Falle bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens derjenigen des Schiebers 10 voraufgehen. Es wird somit der Dampfzutritt des vorderen Endes des Cylinders früher abgeschnitten werden und infolge dessen wird die hebende Kraft und die Stärke der Rückwärtsbewegung des Kolbens verringert, woraus sich ein leichterer Schlag ergiebt.

   Pa τ ε ν τ - A ν s ρ R ü c η E:

   i. Gesteinstofsbohrmaschine, dadurch gekennzeichnet, dafs der Arbeitscylinder (1), in welchem der mit dem Stofswerkzeug verbundene Kolben (2, 3) spielt, mit zwei durch das Treibmittel bewegten Steuerschiebern (10, 11) ausgestattet ist, von welch letzteren jeder für sich den Zuflufs und Auspuff des Treibmittels an dem einen bezw. am anderen Ende des Arbeitscylinders bewirkt.
   Ausführungsform der Bohrmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Vertheiking der Verbindungskanäle zwischen Schieberkasten und Arbeitscylinder, dafs bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens (2,3) das vordere Ende bis zur Beendigung des Hubes mit dem Auspuffrohr in Verbindung steht, während bei der Rückwärtsbewegung des ■ Kolbens (2, 3) vor Beendigung des Hubes das Treibmittel in das hintere Ende des Cylinders eingelassen wird, zum Zwecke, dem Stofswerkzeuge einen freien unbehinderten Vorstofs und eine gehemmte Rückwärtsbewegung bei Vermeidung schädlicher Schläge zu sichern.
   Ausführungsform der Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs der zweitheilige Kolben (2, 3) durch seinen Hohlraum (4) mit dem Auspuff (28) in Verbindung steht, und die Enden des Schieberventils (10) für das hintere Cylinderende durch Kanäle in der Weise zeitweilig mit dem Hohlraum (4) dadurch in räumliche Verbindung gebracht werden, dafs die vollen, die Mündung dieser Kanäle zeitweilig bedeckenden Enden (2, 3.) des Kolbens jeweilig eine dieser Mündungen freigeben, wobei die Enden des Schieberventils für das vordere Cylinderende entweder gleichfalls durch Kanäle mit dem genannten Hohlraum oder den entsprechenden Räumen des erstgenannten Schieberventils bezw. dem hinteren Ende des Cylinders in Verbindung stehen.

   Ausführungsform der Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs die Enden der Schieberventile durch enge Kanäle stets mit dem Einlafsrohr des Treibmittels in Verbindung stehen, wobei diese Kanäle zweckmäfsig in den Schiebern liegen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.