DE1477447C3

DE1477447C3 - Pressure medium-operated drilling tool unit

Info

Publication number: DE1477447C3
Application number: DE19631477447
Authority: DE
Inventors: John M. Athens Clapp; Emanuel G. Sayre Spyridakis
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1962-06-12
Filing date: 1963-06-07
Publication date: 1973-09-27
Also published as: DE1477447A1; SE304897B; GB975489A; DE1477447B2; CH431428A

Description

40 Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbei-40 The invention is based on an exemplary embodiment

. , ., ...,-_.. . spiels unter Bezugnahme.auf die-Zeichnungen erläu-. ,., ..., -_ ... game with reference to the drawings

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte tert.The invention relates to a pressure medium-operated tert.

Bohrwerkzeugeinheit mit einem in ihrem Gehäuse F i g. 1 ist eine schematische Schnitt-und Seitenan-Drilling tool unit with a F i g in its housing. 1 is a schematic sectional and side view

angeordneten, druckmittelbetätigten Drehantrieb für. sieht des Druckrnitielantriebes für eine Bohrwerkdie daran angeschlossene und mit einem Bohrmeißel 45 zeugeinheitgemäß der Erfindung; versehene Werkzeugspindel und einer im Gehäuse Fig.2 ist eine Schnitt- und Seitenansicht derarranged, pressure medium-operated rotary drive for. sees the pressure medium drive for a boring mill connected thereto and with a drill bit 45 tool unit according to the invention; provided tool spindle and one in the housing Fig.2 is a sectional and side view of the

angebrachten Vorschubeinrichtung, um dea Drehan- . . Bohrwerkzeugeinheit gemäß F i g. 1; trieb zusammen mit der Werkzeugspindel vorwärts Fig.3 ist eine Einzelschnittansicht der innerhalbattached feed device to dea rotary. . Drilling tool unit according to FIG. 1; drove forward along with the tool spindle Fig.3 is a single sectional view of the inside

und rückwärts zu bewegen, sowie mit einem'. zeri- . ' :der Kolbenstange befindlichen; -Ventilsteuerung für irisch durch das Gehäuse geführten Durchlaß für die 50 den Drehantrieb.and to move backwards, as well as with a '. ceri-. ': located on the piston rod; Valve control for Irish passage through the housing for the rotary drive.

mittels eines Ventils gesteuerte Druckmittelzufuhr Das in den Zeichnungen dargestellte Bohrwerk-pressure medium supply controlled by means of a valve The boring mill shown in the drawings

zum Drehantrieb. zeug weist ein längliches, zylindrisches Gehäuse 1to the rotary drive. tool has an elongated, cylindrical housing 1

Mit Druckmittel betätigbäre" Bohrwerkzeügeinh'ei- auf. Dieses ist am vorderen Ende offen und am rückten sind bekannt (USA.-Patentschriften-2 607197,- .•,wärtigen.Ende durch einen-Abschluß3 geschlossen. 2674098 und 3 039443), bei welchem im Gehäuse 55 Innerhalb'des1 Gehäuses 1befindet sich ein Innenzydes Werkzeuges ein Drehantrieb vorgesehen und linder4, welcher gemäß Fig.2 am rückwärtigen durch eine gleichfalls im. Gehäuse angebrachte-Vor- Ende gleichfalls durch den Abschluß 3 geschlossen schubeinrichtung vorwärts bzw. rückwärts bewegbar und am vorderen Ende des Gehäuses 1 herausragt, ist. Bei den als bekannt anzusehenden Konstruktio- Innerhalb des Innenzylinders 4 ist ein Kolben 5 axial nen wird der Drehantrieb beispielsweise durch Luft 60 bewegbar. Diesem Kolben ist eine Kolbenstange 6 aus einer vor dem Kolben befindlichen Kammer ein- zugeordnet, welche sich durch die in F i g. 1 dargegespeist; diese Drucklufteinspeisung am Drehantrieb stellte Ringwand 7 nach vorn in Richtung der Werkwird jedoch unterbunden, wenn die vor dem Kolben zeugspitze erstreckt."Bohrwerkzeügeinhei- auf", which can be actuated with pressure medium. This is open at the front end and at the rear are known (USA.-Patent-2 607197, -. •, wärtigen.End closed by a-Abschluss3. 2674098 and 3 039443), in which there is an inner cylinder in the housing 55 within the housing 1 Tool a rotary drive is provided and linder4, which according to Figure 2 on the rear by a likewise im. Housing attached-front end also closed by closure 3 thrust device movable forwards or backwards and protrudes at the front end of the housing 1, is. In the known construction within the inner cylinder 4, a piston 5 is axial The rotary drive can be moved by means of air 60, for example. A piston rod 6 is attached to this piston from a chamber located in front of the piston, which extends through the chamber shown in FIG. 1 presented; this compressed air feed on the rotary drive put the ring wall 7 forward in the direction of the plant however, prevented when the tool tip extends in front of the piston.

befindliche Kammer zum Zurückziehen des Kolbens Durch die vorangehend erläuterte Ausbildung deslocated chamber for retraction of the piston

belüftet wird. Das Zurückziehen des Bohrwerkzeuges 65 Bohrwerkzeugs sind zwei Druckmittelkammern gegeschieht demnach mit in Ruhelage befindlichem bildet, die durch den Kolben 5 voneinander getrennt Bohrmeißel. sind und zur wechselnden Aufnahme eines Druck-is ventilated. The withdrawal of the drilling tool 65 drilling tool is done with two pressure medium chambers accordingly forms with the rest position, which are separated from one another by the piston 5 Drill bit. and for the alternating recording of a pressure

Beim Fertigen von Feinbohrungen, so in Steinplat- mittels, beispielsweise von Druckluft, dienen, um aufWhen making fine bores, so in stone plat- means, for example compressed air, are used to

diese Weise den Kolben je nach Beaufschlagung innerhalb des Innenzylinders 4 hin und her zu bewegen. Die in F i g. 1 links bezüglich des Kolbens 5 befindliche Kammer wird als Vorschubkammer 8 bezeichnet, während die bezüglich des Kolbens 5 rechts befindliche Kammer als Rückhubkammer 9 bezeichnet ist.in this way to move the piston back and forth within the inner cylinder 4 depending on the application. The in F i g. 1 chamber located on the left with respect to piston 5 is referred to as feed chamber 8, while the chamber on the right with respect to the piston 5 is referred to as the return stroke chamber 9 is.

Das Vorderende der Kolbenstange 6 ist am rückwärtigen Ende eines gewöhnlichen, druckmittelbetätigbaren Drehantriebes 12 befestigt, welchem ein Bohrfutter 13 zugeordnet ist. Sowohl der Drehantrieb, als auch das Bohrfutter sind an sich bekannt und bedürfen keiner ausführlichen Erläuterung.The front end of the piston rod 6 is at the rear end of an ordinary pressure medium actuated Rotary drive 12 attached to which a drill chuck 13 is assigned. Both the rotary drive, as well as the drill chuck are known per se and do not require any detailed explanation.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß der druckmittelbetätigbare Drehantrieb 12 das Bohrfutter 13 dreht, während der Kolben 5 dem Drehantrieb und das Bohrfutter während des Arbeitsbetriebes in Axialrichtung hin und her bewegt. Gemäß F i g. 1 ist ein Ventil 16, welches die Form eines Dreiwegeventils besitzen kann, an eine Einlaßleitung 18 angeschlossen. Die Einlaßleitung mündet innerhalb des Abschlusses 3 in einem die Form eines Rohres aufweisenden Durchlaß 19, welcher sich ,durch den Kolben 5 und die Kolbenstange 6 nach vorn erstreckt. Die Kolbenstange 6 ist zu diesem Zweck hohl ausgebildet und weist gemäß F i g. 1 eine bezüglich des Durchlasses 19 rechts befindliche Kammer 20 auf. Diese Kammer steht mit dem Druckmitteleinlaß 21 für den Drehantrieb 12 in Verbindung. It can be seen from the preceding description that the rotary drive 12 the drill chuck 13 rotates while the piston 5 is the rotary drive and the drill chuck during operation moved back and forth in the axial direction. According to FIG. 1 is a valve 16 which has the shape a three-way valve connected to an inlet line 18. The inlet line opens within the termination 3 in a tube-shaped passage 19, which , through the piston 5 and the piston rod 6 extends forward. The piston rod 6 is related to this Purpose made hollow and has according to FIG. 1 one located on the right with respect to the passage 19 Chamber 20 open. This chamber is connected to the pressure medium inlet 21 for the rotary drive 12.

Das Einleiten des Druckmittels über den Durchlaß 19 in die Kammer 20 wird durch ein Ventil 22 gesteuert. Das Ventil 22, welches gemäß Darstellung aus einer aus geeignetem Dichtungsmaterial bestehenden Ringscheibe gefertigt ist, befindet sich auf einer Stange 25, welche den Durchlaß 19 und somit die Kolbenstange 6 axial durchsetzt. Wenn der Kolben 5 entsprechend seiner Beaufschlagung innerhalb der Vorschubkammer 8 seine Vorwärtsbewegung beginnt, hebt sich das Ventil 22 vom vorderen Ende des rohrförmigen Durchlasses 19 ab, so daß Druckmittel über die Einlaßleitung 18, den Durchlaß 19, die Kammer 20 und den Druckmitteleinlaß 21 in den Drehantrieb 12 gelangen kann. Demgemäß werden der Drehantrieb und das diesem Antrieb zugeordnete Bohrfutter 13 in Umdrehung versetzt. Die besondere Bauweise und Anordnung des Ventils 22 ist Fig.3 zu entnehmen. Am Vorderende der Kolbenstange 6 ist die Stange 25 mit ihrem vorderen Ende verankert. Die Stange 25 erstreckt sich durch die Kammer 20, den Durchlaß 19 und das verschiebbar durch den Abschluß 3 axial nach hinten. Am rückwärtigen Ende des Abschlusses 3 ist die Stange 25 zum Zweck der Abdichtung von geeigneten Ringdichtungen gegenüber der Durchlaßwandung umgeben. Das Ventil 22 ist gemäß F i g. 3 mit einer rückwärtigen, federnden Abschlußfläche 26 versehen, welche zum Aufsetzen auf das vordere Ende des Durchlasses 19 bestimmt ist. Das Ventil ist auf der Stange 25 begrenzt verschiebbar angebracht und wird rückwärts gerichtet durch eine Feder 27 unter Vorspannung gehalten. Die Feder 27 ist zu diesem Zweck mit ihrem vorderen Ende an der Stange 25 verankert. Diese Anordnung gewährleistet, daß das Ventil 22 fest gegen den Durchlaß 19 angedrückt wird, wenn sich 'der KoI-ben5 in seiner zurückgezogenen Position befindet. Die federelastische Halterung des Ventils sorgt für einen Ausgleich aller möglichen, durch Verschleiß oder Ungenauigkeiten bedingten Veränderungen der Kolben- und Stangenführungen.The introduction of the pressure medium into the chamber 20 via the passage 19 is controlled by a valve 22. The valve 22, which, as shown, is made of a suitable sealing material Annular disk is made, is located on a rod 25, which the passage 19 and thus the piston rod 6 penetrates axially. When the piston 5 according to its loading within the feed chamber 8 begins its forward movement, the valve 22 rises from the front end of the tubular passage 19, so that pressure medium via the inlet line 18, the passage 19, the chamber 20 and the pressure medium inlet 21 can reach the rotary drive 12. Be accordingly the rotary drive and the drill chuck 13 assigned to this drive are set in rotation. The special one The construction and arrangement of the valve 22 is shown in FIG. At the front end of the piston rod 6 the rod 25 is anchored at its front end. The rod 25 extends through the chamber 20, the passage 19 and the displaceable through the termination 3 axially to the rear. At the rear The end of the termination 3 is the rod 25 for the purpose of sealing off suitable ring seals surrounded by the passage wall. The valve 22 is shown in FIG. 3 with a rear, resilient End surface 26 is provided, which is intended to be placed on the front end of the passage 19 is. The valve is mounted on the rod 25 for limited displacement and is directed backwards held under tension by a spring 27. The spring 27 is for this purpose with its front End anchored to the rod 25. This arrangement ensures that the valve 22 is firmly against the Passage 19 is pressed when 'the KoI-ben5 is in its retracted position. The resilient mounting of the valve ensures compensation for all possible changes in the Piston and rod guides.

Die Arbeitsweise der druckmittelbetätigten Bohrwerkzeugeinheit ist wie folgt:The operating principle of the pressure medium-operated drilling tool unit is as follows:

Vor Inbetriebnahme des Bohrwerkzeuges und vor Druckmittelzufuhr befindet sich der Kolben 5 am rückwärtigen Ende seiner axial hin- und hergehenden Bewegung. Das Ventil 22 liegt demgemäß innerhalb der Kammer 20 an der Vorderkante des Durchlasses 19 auf und verschließt diesen. Um dem Bohrwerkzeug Druckmittel zuzuführen, wird das Ventil 16 in die in F i g. 1 dargestellte Lage gedreht und führt so der Einlaßleitung 18 und entsprechend dem Abschluß 3 Druckmittel zu. Dieses Druckmittel wird gleichzeitig der in F i g. 1 dargestellten, für die Axialbewegung des Kolbens dienenden Steuereinheit zugeführt. Über in der Steuereinheit befindliche Steuerschieber gelangt das Druckmittel in die sogenannte Vorschubkammer 8, so daß der Kolben 5 nach vorn, d.h. gemäß Fig. 1 nach rechts angetrieben wird. In dieser Position besteht eine Entlüftung der Rückhubkammer 9. Die Entlüftung geschieht auf vergleichbare Weise über der Steuereinheit zugeordnete Sperrschieber und Kanäle.Before the drilling tool is started up and before the pressure medium is supplied, the piston 5 is on the rear end of its axially reciprocating movement. The valve 22 is accordingly within the chamber 20 at the front edge of the passage 19 and closes it. To the drilling tool To supply pressure medium, the valve 16 is in the in F i g. 1 position shown rotated and thus leads to the inlet line 18 and, accordingly, to the termination 3 pressure medium. This leverage will at the same time the in F i g. 1, which is used for the axial movement of the piston, is supplied to the control unit. The pressure medium reaches the so-called Feed chamber 8, so that the piston 5 is driven forward, i.e. to the right according to Fig. 1. In In this position there is a venting of the return stroke chamber 9. The venting takes place in a comparable manner Way over the control unit assigned locking slide and channels.

Während des ersten Teiles der Vorwärtsbewegung des Kolbens 5 wird das Ventil 22 vom vorderen Ende des Durchlasses 19 abgehoben, so daß dem Drehantrieb 12 Druckmittel, so Druckluft zuströmen kann. Während axialer, nach vorn gerichteter Verschiebung des Drehantriebes und des mit ihm verbundenen Bohrfutters werden diese beiden Bauteile in Umdrehung versetzt. Die Geschwindigkeit der nach vorn gerichteten Bewegung kann mittels innerhalb der Steuereinheit wirkenden Nadelventilen eingestellt werden.During the first part of the forward movement of the piston 5, the valve 22 is from the front Lifted off the end of the passage 19, so that the rotary drive 12 pressure medium, so compressed air flow can. During axial, forward displacement of the rotary drive and the one connected to it Drill chuck, these two components are set in rotation. The speed of the forward movement can be adjusted by means of needle valves acting within the control unit will.

Wenn der Kolben 5 seine nach vorn gerichtete Bewegung vollführt, trägt die Stange 25 den Steueranschlag 54, 55 gemäß F i g. 1 nach rechts, bis er ein Umkehrventil 38 betätigt. Die Betätigung des Umkehrventils 38 führt über eine Umkehr der Vorschubkammer 8 und der Rückhubkammer 9 hinsichtlich Druckmittelzufuhr und Entlüftung. Demgemäß wird der Kolben5 rückwärts gerichtet, d.h. gemäß F i g. 1 nach links verschoben. Da das Ventil 22 die Vorderkante des Durchlasses 19 erst dann berührt, wenn der Kolben seine extrem links befindliche Position einnimmt, wird der Drehantrieb 12 bei Rückwärtsbewegung des Kolbens in Umdrehung gehalten. Entsprechend bleiben das Bohrfutter 13 und das am Bohrfutter eingespannte Bohrwerkzeug in Umdrehung. Die vorteilhafte Zuordnung der Stange 25 zur hohl ausgebildeten, den Durchlaß 19 aufnehmenden Kolbenstange 6 ermöglicht es, das Ventil 22 im Wege einer Zwangssteuerung zu schließen und zu öffnen. Andererseits ist die für die Axialbewegung des Drehantriebes verantwortliche Steuereinheit über an der Stange 25 angeordnete Anschläge betätigbar, so daß die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Drehantriebes 12 und die Steuerung für den Drehantrieb in gegenseitiger Abhängigkeit stehen. When the piston 5 performs its forward movement, the rod 25 carries the control stop 54, 55 according to FIG. 1 to the right until it actuates a reversing valve 38. The actuation of the reversing valve 38 leads to a reversal of the advance chamber 8 and the return stroke chamber 9 with regard to the supply of pressure medium and venting. Accordingly, the piston 5 is directed backwards, ie according to FIG. 1 moved to the left. Since the valve 22 only touches the front edge of the passage 19 when the piston assumes its extreme left-hand position, the rotary drive 12 is kept rotating when the piston moves backwards. Correspondingly, the drill chuck 13 and the drilling tool clamped on the drill chuck remain rotating. The advantageous assignment of the rod 25 to the hollow piston rod 6 accommodating the passage 19 enables the valve 22 to be closed and opened by means of a positive control. On the other hand, the control unit responsible for the axial movement of the rotary drive can be actuated via stops arranged on the rod 25, so that the forward and backward movement of the rotary drive 12 and the control for the rotary drive are mutually dependent .

F i g. 1 und 3 ist zu entnehmen, daß die druckmittelbetätigte Bohrwerkzeugeinheit in ihrer erfindungsgemäßen Ausgestaltung einfach aufgebaut ist und leicht hergestellt werden kann. Durch die Verwendung des federelastisch vorgespannten Ventils 22 ist es möglich, die Werkzeugeinheit innerhalb vorbestimmter Toleranzgrenzen der Fertigung und der Abnutzung zusammenzubauen.F i g. 1 and 3 it can be seen that the pressure medium-operated drilling tool unit in its inventive Design is simple and can be easily manufactured. By using of the resiliently pretensioned valve 22, it is possible, the tool unit within predetermined Assemble tolerance limits of manufacture and wear.

Hierzu 1 Blatt ZeichFor this 1 sheet of characters

Claims

ten, marble slabs, etc., it can prove to be expedient to retract the chisel or drill in such a way that the rotational speed

1. Pressure medium-operated drilling tool unit with speed and the axial speed of the tool spineinem arranged in its housing, pressure means are matched to each other to actuate the bore Rotary drive for the side walls on it to remain completely smooth and closed and chiseled not to scratch.

Tool spindle and one in the housing. Starting from this, the task of the invented is Feed device to the rotation in it, a pressure-medium-operated drilling tool drive to be designed together with the tool spindle in advance of the type mentioned above, to move backwards and forwards, as well as with that the drilling tool, so the drill bit after a drilling carried out centrally through the housing can be withdrawn without scratching Passage for the controlled by means of a valve the bore side walls arise. Pressure medium supply to the rotary drive, thereby The object of the invention is achieved by

characterized in that the valve (22) in the 15 that the valve in the area of the pressure medium switch-B Area of the end of the through drive directed towards the rotary drive actuated by the rotary actuator is arranged towards the end of the passage (19) lasses directed. is arranged. For reasons of structural simplification, the

2. Pressure medium-operated drilling tool unit Drilling tool unit according to an advantageous embodiment Claim 1, characterized in that 20 arranged so that the valve before Ausdas Valve (22) located in front of the outlet end of the outlet end of the outlet on one of the lasses (19) located on a passage axially penetrating the passage: rod is guided: axially penetrating rod (25) is guided. According to the longitudinal movement of the rod in

3. Pressure medium-operated drilling tool unit as a function of the feed rate of the drilling tool unit according to claims 1 and 2, characterized in that the valve can identify the pressure medium supply for the rotary drive in that the axially through-drive closes or opens the passage. To that end is setting rod (25) at the rear end of the axially penetrating the passage rod at the outward passage by means of ring seals opposite the lower end of the passage by means of ring seals the passage wall is sealed. sealed against the passage wall.

4. Pressure medium-actuated drilling tool unit 30 The mutually dependent drives for the according to the preceding claims, characterized by feed and for the rotation of the tool, that the rod (25) at its from speaking its position within the borehole the passage extending end with need a common, mechanically simple a control stop (54, 55) for a pre-control. The drilling tool unit is after a thrust device controlling control unit verse- 35 advantageous development designed so that the hen is. Rod at its end extending from the passage with a control stop for a feed device providing controlling control unit