DE1433235C

DE1433235C - Hydraulic rotary percussion drill with hydraulic feed

Info

Publication number: DE1433235C
Authority: DE
Inventors: James C; Manning George E.; Thomas David L.; Columbus Ohio Swain (V.St.A.)
Original assignee: Westinghouse Air Brake Co
Current assignee: Westinghouse Air Brake Co

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Drehschlagbohrmaschine mit hydraulischem Vorschub. Zum Antrieb des Schlagmechanismus muß die Drehschiagbphrmaschine mit einem an eine Druckmittelquelle angeschlossenen Akkumulator und einer Steuervorrichtung ausgerüstet sein, die, wie bekannt, mit einem verlagerbaren, eine ringförmige Ausnehmung aufweisenden Steuerschieber versehen ist. In der bekannten Ausführung (USA.-Patentschrift 2 731796) wirkt der Flüssigkeitsdruck nur auf das eine Ende des Schiebers ein, nicht aber auch auf das andere Schieberende, gegen das vielmehr eine Druckfeder anliegt. Deshalb kann der Flüssigkeitsdruck nur in einer Richtung auf den Schieber einwirken, und zwar auch erst dann, wenn der Schlagkolben bis unterhalb eines in der Druckmittelkammer nach innen vorspringenden, den Kolben passend umschließenden Bundes verlagert ist. Über eine unterhalb dieses Bundes an die Druckmittelkammer anschließende Leitung kommt dann der Flüssigkeitsdruck über ein zwischengeschaltetes Ventil auf den bis dahin allein unter der Wirkung der ihn in die Sperrlage drückenden Druckfeder stehenden Schieber zur Auswirkung und verlagert diesen entgegen der Federkraft. Über eine die Druckmittelquelle mit dem Schiebergehäuse verbindende weitere Leitung kann dann nach der erwähnten Verlagerung des Schiebers die Druckflüssigkeit zu einer weiteren Druckmittelkammer,' in welche der Schlagkolben abgesenkt ist, strömen und sich gegen einen am Kolben vorgesehenen, in der Kammer passend geführten Bund auswirken und über diesen den Schlagkolben vorwärts drücken. Für die Hin- und Herbewegung des Steuerschiebers ist also die Feder funktionswesentlich, da die Verlagerung des Schiebers in- der einen Richtung ausschließlich durch Federkraft er-* folgt, weshalb der den Schieber in der anderen Richtung entgegen der Federkraft beaufschlagende Flüssigkeitsdruck nur .periodisch wirksam ist, nämlich dann, wenn der Schlagkolben sich in seiner vordersten Lage befindet.The invention relates to a hydraulic rotary percussion drill with hydraulic feed. To drive the impact mechanism, the Drehschiagbphrmaschine must be connected to a Accumulator connected to the pressure medium source and a control device which, as is known, provided with a displaceable, an annular recess having control slide is. In the known version (US Pat. No. 2,731,796), the liquid pressure is only effective on one end of the slide, but not on the other end of the slide, rather against that a compression spring is applied. Therefore, the fluid pressure can only act in one direction on the slide act, and only when the percussion piston is below one in the pressure medium chamber is shifted inwardly projecting, the piston fittingly enclosing collar. Over a The fluid pressure then comes below this collar to the line adjoining the pressure medium chamber via an interposed valve on the until then solely under the action of him in the Lock position pressing compression spring standing slider to the effect and shifts this against it the spring force. Via a further line connecting the pressure medium source with the valve housing can then after the mentioned displacement of the slide, the hydraulic fluid to another Pressure medium chamber, 'in which the percussion piston is lowered, flow and against one on the piston effect provided, in the chamber appropriately guided collar and over this the percussion piston press forward. For the back and forth movement of the control slide, the spring is essential for the function, since the slide can only be moved in one direction by spring force * follows, which is why the fluid pressure acting on the slide in the other direction against the spring force only .periodically effective, namely when the percussion piston is in its foremost Location is located.

Eine Steuervorrichtung zu schaffen, bei der unter Vermeidung einer Ermüdung, Bruchgefahr und Abnutzung unterliegenden Feder die zur Steuerung des Schlagkolbens erforderliche Verlagerung des Steuer-Schiebers nach beiden Richtungen ausschließlich durch das Druckmittel bewirkt wird, ist Aufgabe der Erfindung. Dies wird bei einer solchen mit einem verlagerbaren Schieber versehenen Steuervorrichtung gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß gegen das eine Ende des Steuerschiebers ein dauernd und unmittelbar mit dem Akkumulator in Verbindung stehender Kolben und gegen dessen anderes Ende ein Kolben anliegt, der nur periodisch über eine im Schlagkolben vorgesehene ringförmige Ausnehmung Verbindung zur Druckmittelquelle und zum Akkumulator erlangt, und daß die im Steuerschieber vorgesehene Ausnehmung in bezug auf den Schlagkolben so angeordnet ist, daß sie bei unter Druck stehendem Kolben die Verbindung zwischen dem Akkumulator und dem Schlagkolben öffnet. Unterschiedlich zur bekannten Ausführung wirkt also auf den Schieber der Steuervorrichtung beidendig je ein Betätigungskolben ein, und die Bewegung des Schlagkolbens steuert hierbei unmittelbar die Lage des Steuerschicbers nach beiden Richtungen hin. Somit erübrigt sich bei der neuen Ausführung eine Rückholfeder oder andere Rückholmittel am Schieber, dessen Bewea;uni; sich hiernach ohne Stoß und ohne Flüssigkeitswirbel vollzieht.To provide a control device in which while avoiding fatigue, risk of breakage and wear underlying spring, the displacement of the control slide required to control the percussion piston is effected in both directions exclusively by the pressure medium, is the task of Invention. This is the case with such a control device provided with a displaceable slide according to the invention achieved in that a permanent and against one end of the control slide piston directly connected to the accumulator and towards its other end a piston is applied, which only periodically via an annular recess provided in the percussion piston Connection to the pressure medium source and to the accumulator obtained, and that provided in the control slide Recess is arranged with respect to the percussion piston so that it is under pressure Piston opens the connection between the accumulator and the percussion piston. Different from known design thus acts on the slide of the control device at both ends an actuating piston, and the movement of the percussion piston directly controls the position of the control slider in both directions. Thus there is no need in the new version a return spring or other return means on the slide, its Bewea; uni; according to this, it takes place without impact and without fluid eddies.

Der in bekannter Weise zum Ausgleich der Schwankungen im Druckmittelfluß dienende Akkumulator ist im Schlagkolbengehäuse zweckmäßig benachbart zur Steuervorrichtung angeordnet und enthält eine an sich bekannte Membran, auf die im mittleren Bereich eine dünne Metallplatte derart befestigt ist, daß sie Eintrittsöffnungen abzudecken vermag, die der Membranmitte gegenüberliegen und auf diese zu auslaufen.The accumulator used in a known manner to compensate for the fluctuations in the pressure medium flow is expediently arranged adjacent to the control device in the percussion piston housing and contains a per se known membrane on which a thin metal plate in the middle area is attached that it is able to cover inlet openings that are opposite to the center of the membrane and to run out on this.

Im Steuersystem kann ein Umstellventil vorgesehen sein, welches mit zwei Druckquellen verbunden ist, von denen die eine Druckquelle für den Dreh- und Schlagbetrieb ein hohes Volumen und die andere Druckquelle für den Vorschubbetrieb ein niederes Volumen aufweist, wodurch eine wahlweise Schaltung des Drehschlagbohrers auf Stillstand oder auf Umlauf oder auf Schlag oder auf Umlauf und Schlag ermöglicht wird.A diverter valve connected to two pressure sources can be provided in the control system, one of which has a high volume and the other a pressure source for the rotary and percussion operation Pressure source for the feed operation has a low volume, whereby an optional switching of the rotary percussion drill to standstill or to Circulation or on stroke or on circulation and stroke is made possible.

Die Erfindung ist an Hand der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele nachfolgend näher erläutert; in der Zeichnung ist *The invention is illustrated below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing explained in more detail; in the drawing is *

Fig. 1 ein Seitenaufriß eines Drehschlagbohrers,Fig. 1 is a side elevation of a rotary percussion drill,

Fig. 2 ein lotrechter Längsschnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1,Fig. 2 is a vertical longitudinal section along the Line 2-2 in FIG. 1,

F i g. 3 ein in größerem Maßstab gehaltener lotrechter Längsschnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2,F i g. 3 is a vertical longitudinal section on a larger scale along the line 3-3 in FIG. 2,

Fig. 4 ein lotrechter Längsschnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 3, 'Fig. 4 is a vertical longitudinal section along the Line 4-4 in FIG. 3, '

Fig. 5 ein teilweiser Längsschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4,Fig. 5 is a partial longitudinal section along the Line 5-5 in Fig. 4,

F i g. 6 ein vergrößerter Schnitt durch einen Teil der Membran im Akkumulator,F i g. 6 an enlarged section through part of the membrane in the accumulator,

Fig. 7 ein Querschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 4,Figure 7 is a cross section taken along line 7-7 in Fig. 4,

F i g. 8 ein Querschnitt durch die Steuervorrichtung, F i g. 8 a cross section through the control device,

Fig. 9 ein der Fig. 8 entsprechender Querschnitt mit geänderter Lage des Steuerschiebers und des Schlagkolbens,FIG. 9 shows a cross section corresponding to FIG. 8 with changed position of the control spool and the percussion piston,

F i g. 10 ein Schema des Druckmittelverlaufes,F i g. 10 a diagram of the pressure medium flow,

Fig. 11 ein in vergrößertem.Maßstab gehaltener Ausschnitt, einer abgeänderten Ausführungsfbrm des Schlagbolzens, ·11 shows an enlarged scale Detail of a modified version of the firing pin,

F i g. 12 ein der F i g. 11 entsprechender Ausschnitt mit geänderter Stellung des Schlagbolzens.F i g. 12 one of the F i g. 11 corresponding section with changed position of the firing pin.

Der in F i g. 1 und 2 allgemein mit 20 bezeichnete Drehschlagbohrer ist von einem Rahmengestell 21 getragen. Ein an diesem Gestell angebrachter, hydraulisch durch ein Druckmittel betätigter Motor 22 dient zur Erzeugung der Dreh- und Schlagwirkung an dem mit einem Bohrkopf 24 versehenen Bohrer 23. Das Gestell 21 besteht aus einem Paar von seitlich im Abstand voneinander liegenden parallelen Zylindern 25, die durch obere und untere Querstreben 26 bzw. 27 miteinander verbunden sind.The in F i g. 1 and 2, rotary percussion drill, generally designated 20, is from a frame 21 carried. A motor attached to this frame and hydraulically operated by a pressure medium 22 is used to generate the turning and striking effect on the drill 23 provided with a drill head 24. The frame 21 consists of a pair of laterally spaced parallel cylinders 25, which are connected to one another by upper and lower cross struts 26 and 27, respectively.

In ihren Zylinderkammern 29 sind doppelt beaufschlagbare Kolben 28 geführt, die gleichzeitig durch ein Druckmittel betätigbar sind, das wahlweise über oder unter den Kolbenköpfen 30 über obere und untere Speiseleitungen 31 bzw. 32 eingeführt werden kann. Die Bewegungen des Kolbens werden von einem Bedienungsmann gesteuert. Die unten vorstehenden Enden der Kolben 28 sind in einem schwenkbaren Fuß 33 befestigt. Der Bohrer 23 ist seinerseits mit dem Fuß 33 beispielsweise durch eine oder mehrere Ketten 34 verbunden, von denen zweiIn their cylinder chambers 29 double actable pistons 28 are guided, which at the same time can be actuated by a pressure medium, which is optionally above or below the piston heads 30 via upper and lower feed lines 31 and 32, respectively, can be introduced. The movements of the piston will be controlled by an operator. The ends of the pistons 28 protruding below are in one pivotable foot 33 attached. The drill 23 is in turn with the foot 33 for example by a or several chains 34 connected, two of which

■ '. ■■■': :-■■:■·,■ ,³. ~ ■■■■·.■ ·■ ' . .'^: ■':■ . ' ■ ⁴ ■ ' .. ·■ '. ■■■ ':: - ■■: ■ ·, ■, ³ . ~ ■■■■ ·. ■ · ■ '. . ' ^: ■ ': ■. '■ ⁴ ■ ' .. ·

gezeigt sind,· die mit ihrem einen Ende an einer in der Schlagstellung AT oder der Umlauf-Schlagam Motor 22 vorgesehenen, durch Bolzen 44 mon- stellung Y befindet, das Druckmittel in das" Gehäuse tierten Seitenklemme 35 befestigt und mit ihren 52 durch ein Ventil 85 m eine mit einer Pumpe 90 anderen Enden an vom Fuß 33 seitlich vorstehende verbundene Leitung 86 ein. Eine gleichfalls über das Laschen 36 beispielsweise über eine Zugstange 37 5 Ventil 85 geführte Rückflußleitung 87 führt zu einem od. dgl. angeschlossen sind, wobei die Ketten 34 Behälter 91. Das in die Kammer 72 des Akkumulajeweils über im Gestell 21 angeordnete Umlenkrollen tors 70 eingeleitete Druckmittel gelangt von dort 38, 39 geführt sind. Bei diesem Aufbau sind die. eine über die Leitungen 74 und 88 zur ringförmigen AusEinheit darstellenden Zylinder 25 axial gegenüber nehmung 89. Über die im Schlagkolben 53 befindliche den Kolben 28 bewegbar, wenn Druckmittel in die io Ausnehmung 54 gelangt das Druckmittel über AusKammern 29 eingelassen wird. Ein bei 41 am Motor- nehmungen 92 und über eine Leitung 93 zu einem gehäuse angeschlossenes Seilpaar ist über Umlenk- sich gegen das eine Ende des'Schiebers 56^4 anlegenrollen 42 und 43 geführt, den Kolben 94. Dieser Schieber wird dadurch in dieare shown, which is located with its one end on a provided in the impact position AT or the circulating impact on the motor 22, by bolts 44 mounting position Y , the pressure medium in the "housing-oriented side clamp 35 is attached and with its 52 through a valve 85 m one with a pump 90 other ends connected to line 86 protruding laterally from the foot 33. A return line 87 likewise guided via the tabs 36, for example via a pull rod 375 valve 85, leads to an or the like are connected, with the chains 34 Container 91. The pressure medium introduced into the chamber 72 of the accumulator via deflecting rollers 70 arranged in the frame 21 passes from there 38, 39. In this construction, the cylinders 25, which represent the lines 74 and 88 to the annular off-unit, are axial opposite taking 89. Movable via the piston 28 located in the percussion piston 53, when pressure medium enters the recess 54, the pressure medium passes through AusKa mmern 29 is admitted. A pair of cables connected at 41 to the motor recesses 92 and via a line 93 to a housing is guided via deflecting rollers 42 and 43, the piston 94, which are positioned against one end of the slide 56

Der Motor 22 dient zum Antrieb eines Schlägers in Fig. 8 gezeigte Stellung verlagert.The motor 22 is used to drive a racket in the position shown in FIG. 8.

45, der in einem Zylinder 46 in einem Gehäuse 47 15 Gegen das andere Ende des Schiebers liegt ein45, which is located in a cylinder 46 in a housing 47 15 against the other end of the slide

hin- und herbewegbar und mit einer ringförmigen weiterer Betätigungskolben 96 an, der einen kleinerenreciprocable and with an annular further actuating piston 96, which is a smaller one

Schulter 48 versehen ist. Dieser gegenüber ist am Querschnitt hat als der Kolben 94 und der mit derShoulder 48 is provided. This opposite is on the cross section than the piston 94 and the one with the

Gehäuse 47 gleichfalls eine ringförmige Schulter 49 Akkumulator-Sammlerkammer 72 ständig über dieHousing 47 also has an annular shoulder 49 accumulator collector chamber 72 continuously over the

vorgesehen. Eine zwischen den Schultern 48 und 49 . Leitungen 74 und 95 in Verbindung steht. Infolgeintended. One between shoulders 48 and 49. Lines 74 and 95 is in communication. As a result

angeordnete Druckfeder 50 drückt den Schläger 45 20 des Querschnittsunterschiedes zwischen den Kolbenarranged compression spring 50 pushes the striker 45 20 of the cross-sectional difference between the pistons

gegen einen Sitz 57 im Schlagkolbengehäuse 52, in 94 und 96 wird der Schieber 56/1 vom Kolben 94against a seat 57 in the percussion piston housing 52, in 94 and 96 the slide 56/1 is moved by the piston 94

dem gleitbar ein Schlagkolben 53 angeordnet ist, der nur dann verstellt, wenn sich der Schlagkolben 53a percussion piston 53 is slidably arranged, which is only adjusted when the percussion piston 53

eine ringförmige Ausnehmung 54 besitzt. Diese kann in einer Stellung befindet, in der zwischen der Kam-has an annular recess 54. This can be in a position in which between the cam-

beim Hin- und Herlauf des Kolbens 53 mit einer mer72 und diesem Kolben 94 Verbindung besteht.when the piston 53 moves back and forth with a mer72 and this piston 94 connection.

Mehrzahl von Öffnungen 55, wie im folgenden be- 35 Druckmittel wird von der Kammer 72 gleichfallsA plurality of openings 55, as in the following, pressure medium is also supplied from the chamber 72

schrieben, Verbindung erlangen. Im Gehäuse 52 ist über die Leitung 75 der ringförmigen Ausnehmung 76wrote, get in touch. The annular recess 76 is located in the housing 52 via the line 75

weiter ein Ventilschieber 56/4 in einer Bohrung 56 und der Schlagkolbenkammer 71 zugeführt und wirkta valve slide 56/4 is also fed in a bore 56 and the percussion piston chamber 71 and acts

verlagerbar angeordnet, durch dessen Verlagerung dann unter Überwindung der Kraft der Feder 50 aufarranged displaceably, by the displacement then overcoming the force of the spring 50 on

der Schlagkolben 53, wie nachfolgend erläutert, ge- den Schlagkolben 53 und den Schläger 45 ein.the percussion piston 53, as explained below, engages the percussion piston 53 and the hammer 45.

steuert wird. 3° Während des Arbeitstaktes des Kolbens 53 unter-is controlled. 3 ° During the working cycle of the piston 53

Wie Fi g. 4 zeigt, ist oberhalb des Schlagkolben- bricht bei dessen Aufwärtsbewegung die ringförmigeLike Fi g. 4 shows, the ring-shaped one breaks above the percussion piston during its upward movement

gehäuses 52 ein Gehäuse für ein umlaufendes hydraü- Ausnehmung 54 die Druckmittelverbindung zwischenhousing 52 a housing for a circumferential hydraulic recess 54 the pressure medium connection between

lisches Getriebe 60 angeordnet, die ihren Antrieb von der Kammer 72 und dem Betätigungskolben 94.Lisches gear 60 arranged, which is driven by the chamber 72 and the actuating piston 94.

durch einen Einlaß 61 eintretendem Druckmittel Wenn die Ausnehmungen 97 über die Ausnehmungthrough an inlet 61 entering pressure medium when the recesses 97 over the recess

erhält, um über Zahnräder 62, 63 (F i g. 7) einen 35 54 mit den Ausnehmungen 92 Verbindung erlangt,received in order to achieve a connection 35 54 with the recesses 92 via gears 62, 63 (FIG. 7),

Bohrstahlträger 64 anzutreiben, der den in einer strömt das Druckmittel über Leitungen 98, 99, 100,Drill steel beam 64 to drive, which flows in one the pressure medium via lines 98, 99, 100,

Höhlung 65 angeordneten Bohrstahl 23 dreht. Der 101 und 87 zum Behälter 85 zurück, wie aus F i g. 9Cavity 65 arranged drill steel 23 rotates. The 101 and 87 return to the container 85, as shown in FIG. 9

in einem Lager 66 abgestützte Bohrstahlträger 64 ersichtlich ist, in der der Schlagkolben 53 seine oberein a bearing 66 supported Bohrstahlträger 64 can be seen, in which the impact piston 53 its upper

und ein auf Schräglagern 66Λ und 66B gelagerter Stellung einnimmt, die der Schlaglage entspricht, inand assumes a position supported on angular contact bearings 66Λ and 66B, which position corresponds to the impact position in

Antriebsteil 68 sind durch eine Gleitkeilverzahnung 40 der der Druckmittelzufluß durch die Leitung 88 inDrive part 68 are through a sliding spline 40 of the pressure medium inflow through line 88 in

68/4 drehbar miteinander verbunden. der durch den Schlagkolben 53 gesperrten Ausneh-68/4 rotatably connected to each other. the locking mechanism blocked by the percussion piston 53

Im Gehäuse 52, etwa seitlich neben dem Schlag- mung89 endet. V
kolben 53, ist ein Akkumulator 70 angeordnet, um Das Druckmittel wirkt dann über die Leitungen 74 die Impulse zu dämpfen, die beim plötzlichen Anlauf und 95 allein auf den Betätigungskolben 96, der in und Abbremsen des Hydraulikmediums während des 45 Auswirkung dieses Druckes in der Zeichnungs-Schlagzyklus auftreten, wie dies nachfolgend be- darstellung den Schieber 56 Λ nach rechts verschiebt, schrieben ist. Der Akkumulator wird von der Pumpe während der Kolben 94 mit der Rückflußleitung 87 mit Druckmittel versorgt, so daß er die aufgespeicherte über die Leitung 93, die Ausnehmungen 92, die Off-Energie während des Schlagtaktes an den Kolben nung 55, die ringförmige Ausnehmung 54 im Schlagabgeben kann. ; 5° kolben, die Ausnehmungen 97 und Leitungen 98, 99,Ends in the housing 52, approximately to the side next to the striking 89. V
piston 53, an accumulator 70 is arranged to. The pressure medium then acts via lines 74 to dampen the impulses that, when suddenly starting, and 95 only on the actuating piston 96, which enters and brakes the hydraulic medium during the 45 effect of this pressure in the drawing - Impact cycle occur, as this is written in the following illustration, the slide 56 Λ shifts to the right. The accumulator is supplied with pressure medium by the pump during the piston 94 with the return line 87, so that it generates the accumulated via the line 93, the recesses 92, the off-energy during the stroke cycle on the piston 55, the annular recess 54 in the Can deliver a blow. ; 5 ° piston, the recesses 97 and lines 98, 99,

Die Druckmittelkammer 72 des Akkumulators 70 100 und 101 in Verbindung steht,
steht mit der .Schlagkolbenkammer 71 über eine Viel- Die Kammer 72 steht ebenfalls mit der Leitung 75 zahl von kleinen Öffnungen 73 (s. Fi g. 5), Leitungen in Verbindung. Der Schieber 56 A sperrt jedoch in 74, 75 und eine ringförmige Ausnehmung 76 im dieser Stellung den Druckmittelfluß und verhindert, Schieber 56/4 (s. Fig. 8, 8) in Verbindung. Die zu- 55 daß das Druckmittel die Schlagkolbenkammer 71 sammendrückbare Kammer 80 des Akkumulators 70 unter dem Schlagkolben 53 erreicht. Die Kammer 71 ist auf einen vorherbestimmten Druck eingestellt, der ist durch die ringförmige Ausnehmung 76 mit der bevorzugt 55 bis 60 kg/cm* beträgt. Bei Stillstand Leitung 99 und mit den Rückflußleitungen 100, 101 des Bohrers wird durch den Druck in der Kammer 80 und 87 verbunden. Infolgedessen drückt dann die eine Membran 81 gegen die Öffnungen 73 gedrückt. 6° Feder 50 den Schläger 45 und den Schlagkolben 53 Die Membran 81 besteht, wie F i g. 6 zeigt, Vorzugs- in die in F i g. 8 gezeigte Stellung. Wenn die Schlagweise aus einem geeigneten elastischen Material, an koibenausnehmung 54 die Stellung erreicht, in der sie der eine dünne Metallmembranplätte 82 befestigt ist, mit der Ausnehmung 89 Verbindung erlangt, wirkt die verhindert, daß der elastische Membranteil 8t das Druckmittel gegen den Betätigungskolben 94, der bei nicht arbeitendem Bohrer durch die Löcher 73 65 das Ventil 56/4 verschiebt und Druckmittel in die durchgedrückt wird. Kammer 71 einfließen läßt, wodurch der Schlag-Gemäß dem in Fig. 10 veranschaulichten Schema kolben 53 und damit auch der' Schlager 45 erneut des Druckmittellaufes tritt, wenn sich das Ventil 140 nach oben getrieben wird.The pressure medium chamber 72 of the accumulator 70 100 and 101 is in communication,
is with the .Schlagkolbenkammer 71 via a multiple The chamber 72 is also with the line 75 number of small openings 73 (see Fig . 5), lines in connection. The slide 56 A, however, blocks the flow of pressure medium in 74, 75 and an annular recess 76 in this position and prevents slide 56/4 (see FIGS. 8, 8) from being connected. The fact that the pressure medium reaches the percussion piston chamber 71, the chamber 80 of the accumulator 70 under the percussion piston 53, which can be compressed together. The chamber 71 is set to a predetermined pressure, which is through the annular recess 76 with which is preferably 55 to 60 kg / cm *. At standstill line 99 and with the return lines 100, 101 of the drill are connected by the pressure in the chamber 80 and 87. As a result, one membrane 81 then presses against the openings 73. 6 ° spring 50, the striker 45 and the percussion piston 53. The membrane 81, as shown in FIG. 6 shows, preferred to those in FIG. 8 position shown. When the type of impact, made of a suitable elastic material, reaches the position in which it is attached to the thin metal diaphragm plate 82, with the recess 89, the elastic diaphragm component prevents the pressure medium from pushing against the actuating piston 94, which moves the valve 56/4 through the holes 73 65 when the drill is not working and pressure medium is pressed through. Chamber 71 can flow in, whereby the impact piston 53 according to the scheme illustrated in FIG. 10 and thus also the 'impact 45 occurs again of the pressure medium flow when the valve 140 is driven upwards.

Dieses in Fig. 8 und 9 dargestellte Leitungssystem enthält ferner noch zwei Rückschlagventile 110 und 111. Das Rückschlagventil 111 für den Schieber 56A erlaubt Rückfluß \on Druckmittel, das aus diesem Schieber leckt, duich die Leitungen 112 und 101 zum Behälter 85. Der Schieber 56A besitzt im Innern Kanäle 113. Eine Pumpwirkung wird, wenn das Ventil 56 A von seinem einen Hubende zum anderen bewegt wird, infolge der Größe der Leitung 113 und der Anordnung des Rückschlagventils 111 bewirkt. Eine gewisse Menge Medium leckt in die Kammer 56 und wird an dem Rückschlagventil 111 vorbeigepumpt und durch dessen Wirkung daran gehindert, wieder in die Vcntilkammcr 56 einzutreten.This line system shown in FIGS. 8 and 9 also contains two check valves 110 and 111. The check valve 111 for the slide 56A allows pressure medium that leaks from this slide to flow back through the lines 112 and 101 to the container 85. The slide 56 A has channels 113 in the interior. A pumping action is caused when the valve 56 A is moved from one end of its stroke to the other, owing to the size of the line 113 and the arrangement of the check valve 111. A certain amount of medium leaks into the chamber 56 and is pumped past the check valve 111 and prevented by its action from re-entering the valve chamber 56.

Das Rückschlagventil 110 wird wirksam beim Rückwärtshub des Schlagkolben 53, wenn dieser nämlich mit seinem Bund S3 A in eine im Schlagkolbcngehäuse 52 vorgesehene Vertiefung 53B eintritt, wobei dann Diuckmittcl aus der Vertiefung 53B in die Rückflußleitung 87 über die Leitungen 99, 100 und 101.gedrückt wird.The check valve 110 is effective on the return stroke of the percussion piston 53, if this namely enters with its collar S3 A in an opening provided in Schlagkolbcngehäuse 52 recess 53 B, in which case Diuckmittcl from the recess 53B in the return line 87 via lines 99, 100 and the one hundred and first is pressed.

Die Fig. 11 und 12 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform, um den Eintritt von Leckmedium in den unter dem Schläger 45 befindlichen Hohlraum 53C zu verhindern. Bei dieser Ausführung ist ein O-Dichtring 120 /wischen dem Kolben 53 und dem mit Ausnehmungen versehenen Teil 121 angeordnet, der Kanäle 122 aufweist, die mit einem Kanal 122 A in Verbindung stehen; über den eine Verbindung zu der Vertiefung 53 B besteht.11 and 12 show a modified embodiment in order to prevent the entry of leakage medium into the cavity 53C located under the bat 45. In this embodiment, an O-sealing ring 120 / is arranged between the piston 53 and the recessed part 121, which has channels 122 which are in communication with a channel 122 A; used to connect to the recess 53 is B.

Dichtflächen 123,124, die im wesentlichen parallel zueinander und in einem bestimmten Winkel zur Hublichtung des Schlagkolbens53 angeordnet sind, sollen eine wirksame Abdichtung schaffen und einen ■Druckmittelfluß bei einem Kleinsthub des Schlagkolbcns53 verhindern. Fig. 11 zeigt die Stellung des O-Dichtringcs 120, wenn der Schläger 45 sich in seiner in dieser Figur wiedergegebenen untersten Stellung befindet. Fig. 12 zeigt die Stellung des O-Ringes 120, wenn der Schläger 45, wie dort dargestellt, sich nach Betätigung durch den Schlagkolben 53 sich im Aüfwärtshub befindet, wie zuvor beschrieben.Sealing surfaces 123,124, which are essentially parallel to each other and at a certain angle to the Stroke seal of the percussion piston 53 are arranged to create an effective seal and a ■ Pressure medium flow with a very small stroke of the percussion piston53 impede. Fig. 11 shows the position of the O-sealing ring 120 when the striker 45 is is in its lowest position shown in this figure. Fig. 12 shows the position of the O-ring 120 when the striker 45, as shown there, after actuation by the percussion piston 53 is in the upward stroke, as previously described.

Die neue Steuei vorrichtung ist gleich gut beim Schlagbohren, bei dem der Bohrkopf bei jedem Schlag nur in eine neue Schlagstellung gebracht wird, wie auch beim Drehschlagbohren, bei dem das Schneiden des Bohrers beim Umlaufen durch Schläge ergänzt wird, als auch beim Drehbohren verwendbar, bei dem das Schneiden nur durch die Bohrkopfumdrehung erreicht wird.The new control device is equally good at hammer drilling, in which the drill head for everyone Impact is only brought into a new impact position, as is the case with rotary percussion drilling, in which the Cutting of the drill is supplemented by strokes when rotating, and can also be used for rotary drilling, in which cutting is only achieved by turning the drill head.

Bei dem in Fig. 10 veranschaulichten Steuersystem für den hydraulisch angetriebenen Abbaubohrer liefert eine in üblicher Weise ausgebildete hydraulische Energiequelle 90 mit hohem Volumen Druckflüssigkeit zur Leitung 86, um die Antriebscnergic für die verschiedenen Betriebsarten des Drehschlagbohrhanimers wie etwa Dreh-, Drehschlag- und Schlagbetricb zu liefern. Zusätzlich zu der Pumpe 90 ist eine Nicdervolumenhydraulikkraftquellc 131 vorgesehen, aus der der Bohrhammer gespeist wird. Der Schlagmechanismus, welcher den Schläger 45 und das in Verbindung mit F i g. 8, 9 beschriebene Hydtauliksystcm umfaßt, liefert die Schlagwirkung für den Bohrhammer. Der Umlaufmotor 60, wie er oben beschrieben ist, ist ein Zahnradhydraulikmotoi, der den Abbaubohrerstahl 23 in Drehung versetzt. Die Zylinder 25 sind doppeltwirkend und dienen zum Vorschub des Bohrhammers. In the control system for the hydraulically powered mining drill illustrated in FIG. 10 provides a conventionally constructed high volume hydraulic power source 90 Hydraulic fluid to line 86 to drive the drive system for the various operating modes of the To deliver rotary percussion drill such as rotary, rotary percussion and percussion drives. In addition to The pump 90 is provided with a lower volume hydraulic power source 131, from which the hammer drill is fed. The striking mechanism, which the bat 45 and the in connection with F i g. 8, 9 Hydtauliksystcm described includes, provides the impact effect for the hammer drill. The rotary engine 60, as described above, is a gear hydraulic motor which sets the mining drill steel 23 in rotation. The cylinders 25 are double-acting and serve to advance the hammer drill.

Durch die von der Pumpe 131 kommende LeitungThrough the line coming from the pump 131

132 wird Druckmedium laufend dem Zylinder 25 zugeführt, während der Gesamtzylinderdurchmesser ■133 wahlweise mit der Speiseleitung 134 oder einer zum Behälter führenden Rückflußleitung 135 durch Betätigung des hydraulischen Speisestpuerventils 136 verbunden wird, um den Bohrhammer zu heben oder132, pressure medium is continuously fed to the cylinder 25, while the total cylinder diameter 133 optionally with the feed line 134 or a return flow line 135 leading to the container Actuation of the hydraulic feed pump valve 136 is connected to lift the hammer drill or

ίο zu senken.ίο lower.

In den Speisekreis des Zylinders 25 sind Druckbegrenzungsventile 137, 138 eingeschaltet, um die Drücke für das Bohrwerkzeug entsprechend den Anforderungen bei den verschiedenen oben beschriebenen Betriebsarten zu verändern. Die Funktion und Arbeitsweise der Druckbegrenzungsventile 137,138 wird im folgenden in größeren Einzelheiten in Verbindung mit der Beschreibung der verschiedenen Betriebsarten und des Regelvcntilbetriebes dafürIn the feed circuit of the cylinder 25 pressure relief valves 137, 138 are switched on to the Pressures for the drilling tool according to the requirements in the various described above To change operating modes. The function and mode of operation of the pressure relief valves 137,138 will be discussed in greater detail below in conjunction with the description of the various Operating modes and the control valve operation for it

ao beschrieben. .ao described. .

Das hydraulische SpciscstcucrventH 136 ist als ein von Hand betätigtes Schieberventil mit drei Stellungen dargestellt: Heben xA«, Neutral »Zi« und Senken xC«. Der Flüssigkeitsdruck wird von cfer Pumpe 131 über die Leitung 134 dem Ventil 136 zugeführt. .In der neutralen Stellung »Ii« wird das Druckmittel über eine Leitung 135 dem Rückflußbchaltcr 91 zugeführt, und die Zylinderöffnung 133B ist blockiert, um den Zylinder 25 in einer beliebigen Stellung längs seines Weges zu halten.The hydraulic SpciscstcucrventH 136 is shown as a manually operated slide valve with three positions: lifting xA ", neutral" Zi "and lowering xC". The fluid pressure is supplied from the pump 131 to the valve 136 via the line 134. In the neutral position "Ii" the pressure medium is fed to the return flow switch 91 via a line 135, and the cylinder opening 133 B is blocked in order to keep the cylinder 25 in any position along its path.

Wenn das Ventil 136 die Stellung »/1« einnimmt, ist die Leitung 134 über die Zylinderöffnung 133B mit der Zylinderkammer 133 verbunden, und der Bohrhammer wird gegen das zu bohrende oder zu bearbeitende Material vorgeschoben.When the valve 136, the position "/ 1" occupies the line 134 is connected via the cylinder port 133 B with the cylinder chamber 133, and the hammer drill is advanced against the material to be processed to be drilled or.

Wenn das Ventil 136 sich in der unteren Stellung »C« befindet, ist die ZylinderöfTnung 133F direkt mit der Leitung 135 verbunden, um den Rückfluß des Druckmittels in den Behälter 91 zu ermögliehen, wodurch der Druck in der Leitung 132 den Zylinder und damit den Bohrhammer zurückzieht.When valve 136 is in the lower "C" position, cylinder opening is 133F connected directly to line 135 to allow the pressure medium to flow back into container 91, whereby the pressure in line 132 pulls back the cylinder and thus the hammer drill.

Das Druckbegrenzungsventil 137 für die Schlagbetriebsart ist auf einen verhältnismäßig niederen hydraulischen Speisedruck eingestellt und ist nur beim Schlagbetrieb wirksam, der niedere Drücke erfordert, und während der neutralen Stellung des Wählventils 140. Die Auslaßöffnung 137Λ des Ventils 137 steht bei der Stellung »Λ!"« des Betriebsartenwählventils 140 mit dem Behälter91 in Verbin-; dung. Wenn das Betriebsartenwählventil 140 sich in der Drehbetriebsstellung >;HV oder in der Drehschlagbetriebsstellung »!'« befindet, wird das Druckmittel in die Auslaßöflnung 137/4 eingeführt, um das Ventil 137 während der Dreh- und Drehschlagbelriebsarten des Bohrers außer Betrieb zu setzen. Das Überdruckventil 138 ist ein nebenflußgesteuertes -veränderliches Druckbegrenzungsventil, das sowohl bei der Dreh- als auch bei der Drehschlagbelriebsart in das Druckspeisesteuersystem eingeschaltet ist, während das Überdruckventil 137, wie oben beschrieben, ausgeschaltet ist. Das Ventil 138 liefert Speisedrückc, die beträchtlich höher sind als diejenigen, die vom Überdruckventil 137 abgegeben werden. Der Auslaß des Ventils 138 ist direkt mit der Rückflußleitiing 135 zum Behälter 91 verbunden. Eine Nebenlcitung 145 ist mit der zum Getriebe 60 führenden Druckleitung 146 verbunden, so daß der Speisedruck umgekehrt zum Druck in der LeitungThe pressure relief valve 137 for the impact mode is on a relatively low hydraulic feed pressure and is only effective in impact operation, the lower pressures requires, and during the neutral position of the selector valve 140. The outlet port 137Λ of the Valve 137 is in position »Λ!" «Of the operating mode selector valve 140 with the container 91 in connection; manure. When the mode selector valve 140 is in the rotary operating position>; HV or in the rotary impact operating position "! '" Is located, the pressure medium is introduced into the outlet opening 137/4 in order to To put valve 137 out of service during the rotary and rotary percussive loads of the drill. The pressure relief valve 138 is a bypass-controlled variable pressure relief valve that both in the rotary as well as in the rotary impact force type is switched on in the pressure feed control system, while the pressure relief valve 137, such as described above, is turned off. The valve 138 provides feed pressures which are considerably higher than those discharged from the pressure relief valve 137. The outlet of valve 138 is direct with the return line 135 is connected to the container 91. A secondary line 145 is connected to the pressure line 146 leading to the transmission 60, so that the The feed pressure is the opposite of the pressure in the line

146 schwankt, wenn die Umlaufbetriebsart sich ändert. Die Speisedruckverringerung verhindert ein Abwürgen des Getriebes 60 und erlaubt diesem, ein höchstmögliches Drehmoment und somit eine höchstmögliche Bohrgeschwindigkeit zu erzeugen.146 fluctuates when the circulation mode changes. The feed pressure reduction prevents a The transmission 60 stalls and allows it to achieve the highest possible torque and thus the highest possible Generate drilling speed.

Zur Steuerung der verschiedenen Bohrbetriebsarten ist das Betriebsarten-Wählsteuerventil 140 als hydraulisches Schieberventil gezeigt, das vier Stellungen hat: Drehen »W«, Neutral »N«, Schlagen »ΛΓ« und Drehschlagen »Y«. Die von dem Wählsteuerventil 140 gesteuerten Betriebsarten werden im folgenden beschrieben:To control the various drilling modes, the mode selector control valve 140 is shown as a hydraulic slide valve that has four positions: turning "W", neutral "N", hammering "ΛΓ" and turning hammering "Y". The modes controlled by the selector control valve 140 are described below:

Zum Drehen des Werkzeuges wird die Druckflüssigkeit von der Pumpe 90 über eine Leitung dem Ventil 140 zugeführt, das in der Stellung »W« liegt, in der die Leitungen 86/1 mit der Leitung 150 verbunden sind. Die Leitungen 151 und 87/1 sind gesperrt. Die durch das Rückschlagventil 152 strömende Druckflüssigkeit wird durch das Rückschlagventil 154 daran gehindert, in die Leitung 153 zu fließen. Ein veränderlicher druckkompensierter Volumenflußregler 155 regelt den durch ihn laufenden Druckmittelfluß, und diese Regelung bestimmt die Umlaufgeschwindigkeit des das Werkzeug antreibenden Getriebes 60. Zugleich wird von der Leitung 150 Druckflüssigkeit auch dem Ventil 137 zugeführt, um dieses während dieser Betriebsart stillzulegen. Dagegen wird durch die Nebenleitung 145 das Ventil 138 betätigt, das. den Betriebsdruck während dieser Betriebsart steuereTo rotate the tool, the pressure fluid is fed from the pump 90 via a line to the valve 140, which is in the "W" position, in which the lines 86/1 are connected to the line 150. Lines 151 and 87/1 are blocked. The pressure fluid flowing through the check valve 152 is prevented by the check valve 154 from flowing into the line 153. A variable pressure-compensated volume flow regulator 155 regulates the pressure medium flow running through it, and this regulation determines the rotational speed of the gear 60 driving the tool. On the other hand, the valve 138 is actuated by the secondary line 145, which controls the operating pressure during this operating mode

Ist das Wählsteuerventil 140 auf die neutrale Stellung, bezeichnet mit N, eingestellt und dann mit der Leitung 87Λ verbunden, so ist sowohl die Leitung 86/1 gesperrt als auch die Leitung 151. Die Leitung 150 ist mit der Rückflußleitung 87/1 zum Behälter 91 verbunden.If the selector control valve 140 is set to the neutral position, denoted by N, and then connected to the line 87Λ, both the line 86/1 and the line 151 are blocked. The line 150 is connected to the return line 87/1 to the container 91 connected.

In der »^«-Stellung des Ventils 140 wird hydraulischer Druck von der Pumpe 90 in der Leitung 86 aufgebaut. Über ein in der Leitung 86 angeordnetes Regelventil 160 kann eine kleine Menge an Druckflüssigkeit zum Schlagmotor 22 strömen. Zur Regelung dieses Flusses ist das Rückschlagventil 161 vorgesehen. Dadurch kann der Motor 22 für die Schlagbetriebsart langsam umlaufen, um, wie in Verbindung mit F i g. 8, 9 beschrieben, eine Spülwirkung im Gehäuse 52 zu erzielen, die ebenfalls während der Drehbetriebsart stattfindet.In the "^" position of valve 140 becomes more hydraulic Pressure from pump 90 built up in line 86. Via an arranged in the line 86 Control valve 160 allows a small amount of pressurized fluid to flow to impact motor 22. Regarding the regulation the check valve 161 is provided for this flow. This allows the motor 22 for impact mode slowly revolve around, as described in connection with F i g. 8, 9 described, a flushing effect in To achieve housing 52, which also takes place during the rotary mode.

In der Neutralstellung kann der Bohrer von dem Ventil 136 in jede Speisestellung gebracht werden, wobei der Druck im Zylinderhohlraum 133 durch das Ventil 137 begrenzt wird.In the neutral position the drill can be brought into any feed position by the valve 136, the pressure in the cylinder cavity 133 being limited by the valve 137.

Wenn das Wählsteuerventil 140 in der Stellung »X«. zum Schlagen liegt, wird Druckflüssigkeit von der Hochvolumenpumpe 90 durch die Leitung 86 und 86/4 den Leitungen 151,153 zugeführt und dadurch das Rückschlagventil 161 geöffnet, wonach die Druckflüssigkeit über die Leitung 86 zum Schlagmotor 22 strömen kann. Durch das Rückschlagventil 154 strömt die Druckflüssigkeit zugleich zum Steuerventil 155 und bewirkt dadurch während der Schlagbetriebsart das Drehen des Bohrers. Durch das Rückschlagventil 152 wird ein Rückfluß verhindert.When the selector control valve 140 is in the "X" position. for striking, hydraulic fluid is fed from the high-volume pump 90 through the lines 86 and 86/4 to the lines 151, 153 and thereby the check valve 161 is opened, after which the hydraulic fluid can flow via the line 86 to the impact motor 22. At the same time, the pressure fluid flows through the check valve 154 to the control valve 155 and thereby causes the drill to rotate during the impact mode. The check valve 152 prevents backflow.

In der Schlagstellung »X« ermöglicht das Ventil 140 einen Rückfluß des Druckmittels durch die Leitung STA zum Behälter 91. Der Auslaß 137/1 des Überdruckventils 137 ist mit der Leitung 150 verbunden, so daß dieses Ventil während der Schlagbetriebsart den Speisedruck regelt, der niedriger ist als der Druck, der für die oben beschriebene Drehbetriebsart erforderlich ist.In the impact position "X", the valve 140 allows the pressure medium to flow back through the line STA to the container 91. The outlet 137/1 of the pressure relief valve 137 is connected to the line 150, so that this valve regulates the feed pressure during the impact mode, which is lower is than the pressure required for the rotation mode described above.

Wenn das Betriebsarten-Wählsteucrventil 140 in die Stellung »Y«. für das Drehschlagen gebracht wird, wird die Hochvolumenpumpe 90 mit beiden Leitungen 150 und 151 verbunden, dadurch der volle Flüssigkeitsdruck auf die Leitungen 153 und 146 übertragen und der Schlagmotor 22 sowie das Drehgetriebe 60 auf volle Touren gebracht. Das Überdruckventil 137 wird dabei gesperrt, und die Regelung des Speisedruckes erfolgt über das Ventil 138 entsprechend dem Flüssigkeitsdruck in der Nebenleitung 145, die mit der Leitung 146 in Verbindung steht. Durch die Regelung mittels des Ventils 138 ist dann, wie zuvor beschrieben, eine größere Speisekraft verfügbar. ·When the mode selection control valve 140 is in the "Y" position. is brought for twisting, If the high volume pump 90 is connected to both lines 150 and 151, thereby the full Transfer fluid pressure to lines 153 and 146 and the impact motor 22 and the rotary gear 60 brought up to speed. The pressure relief valve 137 is blocked, and the regulation the feed pressure takes place via the valve 138 in accordance with the liquid pressure in the secondary line 145, which is connected to the line 146 stands. As previously described, the regulation by means of the valve 138 then results in a greater feed force accessible. ·

Claims

Patent claims:

ao 1. Hydraulic rotary percussion drill with

hydraulic feed, in which one connected to the pressure medium source for the percussion piston Accumulator. and a control device are provided and the control slide of this

Control device has annular recesses, characterized in that a piston (96) which is permanently and directly connected to the accumulator (70) rests against one end of the control slide (56A) and a piston (94) rests against the other end, which only periodically via an annular recess (54) provided in the percussion piston (53) connection to the pressure medium source and to the accumulator (70) is achieved, and that the recess (76) provided in the control slide (56A) is arranged in relation to the percussion piston (53) in such a way that it opens the connection between the accumulator (70) and the percussion piston (53) when the piston (94) is under pressure.

2. Hydraulic rotary percussion drill according to claim 1, characterized in that the Accumulator (70) arranged in the percussion piston housing (52) adjacent to the control device (56) and its chamber (72) via lines (74, 75 or 95) uninterrupted with the actuating piston (96) and the pressure medium source via lines (88, 93) and the recess (54) periodically in connection with the actuating piston (94) " can be brought.

3. Hydraulic rotary percussion drill according to claims 1 and 2, characterized in that that the actuating piston (94) has a larger cross section than the actuating piston (96).

4. Hydraulic rotary percussion drill according to claim 1, characterized in that im Accumulator (70) a known flexible membrane (81) is arranged on the im middle area a thin metal plate (82) is attached in such a way that it has inlet openings (73) of the accumulator is able to cover the opposite of the membrane center and towards this leak.

5. Hydraulic rotary percussion drill according to claim 1, characterized in that im Control system a diverter valve (140) is provided

is, which is connected to two pressure sources, one of which is a pressure source (90) for the

009 648/29

Circulation and percussion operation has a high volume and the other pressure source (131) for the feed operation has a low volume and thereby the optional switching of the rotary percussion drill

1010

a) on standstill,

b) to circulate,

c) to hit,

d) is enabled to run around and hit.

For this purpose 2 sheets of drawings