DE175441C

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Publication number: DE175441C
Application number: DE1904175441D
Authority: DE
Filing date: 1904-10-12
Anticipated expiration: 1924-10-13

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 175441 -KLASSE 5 δ. GRUPPE- M 175441 - CLASS 5 δ. GROUP

der Wirkung einer einstellbaren Feder steht.the effect of an adjustable spring stands.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Oktober 1904 ab.Patented in the German Empire on October 13, 1904.

Die__ bekannten Gesteindrehbohrmaschinen bestehen im wesentlichen aus dem eigentlichen Bohrer, einer Schraubenspindel und einer Schraubenmutter. Die Schraubenspindel, an deren einem Ende der Bohrer befestigt ist, sowie die Bohrmutter werden bei einem Teil dieser Bohrmaschinen von einer zwangläufig angetriebenen Welle aus in gleicher Richtung gedreht, wobei der Vorschub dadurch erfolgt,The well-known gesture drilling machines consist essentially of the actual drill, a screw spindle and a Screw nut. The screw spindle, at one end of which the drill is attached, as well as the drill nut are inevitably used in some of these drilling machines driven shaft rotated in the same direction, whereby the feed takes place

ίο daß die Winkelgeschwindigkeit der Bohrmutter geringer ist als die Winkelgeschwindigkeit der Bohrspindel.ίο that the angular speed of the drill nut is less than the angular speed of the drilling spindle.

Bei anderen Bohrmaschinen wird der Vorschub des Bohrers dadurch geregelt, daß die Drehbewegung der Vorschubmutter in der Weise von einer Feder, deren Spannung dem gewünschten Bohrdruck angepaßt wird, beeinflußt wird, daß der Vorschub aufhört bezw. geringer wird, sobald der Bohrdruck, welcher der Federspannung entspricht, überschritten wird.In other drilling machines, the feed rate of the drill is regulated in that the Rotational movement of the feed nut in the manner of a spring, the tension of which corresponds to the desired drilling pressure is adjusted, it is influenced that the feed stops respectively becomes lower as soon as the drilling pressure, which corresponds to the spring tension, is exceeded will.

Man hat zu diesem Zwecke beispielsweise in den Antrieb des Vorschubes eine von Hand einstellbare Reibungskupplung eingeschaltet, welche bei zu starkem Bohrdruck und demgemäß größerem Reibungswiderstand zwischen Spindel und Mutter zu gleiten beginnt und dadurch den Vorschub verringert. Hierbei wird die zum Drehen der Mutter erforderliehe Kraft nicht nur vom Bohrdruck, sondern ganz wesentlich von dem jeweiligen Schmierungszustand der Spindel und Mutter beeinflußt. Ist die Spindel schlecht geschmiert, so wird die Kupplung bereits bei wesentlich geringerem Bohrdruck als bei guter Schmierung zu gleiten beginnen.For this purpose one has, for example, in the drive of the feed one by hand adjustable friction clutch switched on, which at excessive drilling pressure and accordingly greater frictional resistance begins to slide between the spindle and the nut, thereby reducing the feed rate. Here the force required to turn the nut is not only determined by the drilling pressure, but significantly influenced by the respective lubrication status of the spindle and nut. If the spindle is badly lubricated, the coupling will begin to slide at a significantly lower drilling pressure than with good lubrication.

Eine selbsttätige Regelung des Vorschubes ist bei den bekannten Bohrmaschinen vorhanden, bei denen der Bohrdruck von der Spannung einer Feder abhängig ist, welche die achsial verschiebbare Vorschubmutter dem Bohrdruck entgegen zu drücken sucht. Die Vorschubmutter ist bei diesen Bohrmaschinen derart mit der einen Hälfte einer Reibungskupplung verbunden, daß der Vorschub geringer wird, wenn der Bohrdruck die Federspannung überwindet, und größer wird, wenn der Bohrdruck unter die Federspannung sinkt. Bei dieser Konstruktion ist jedoch ein mechanischer Rückzug des Bohrers nur durch Um- kehren des Drehsinnes der Spindel möglich; infolgedessen weist diese Maschine nicht die wertvolle Eigenschaft der Bohrmaschinen auf, deren Bohrer beim Vorschub und Rückzug gleichsinnig umlaufen und die darin besteht, daß das Bohrmehl beim Rückzug selbsttätig aus dem Bohrloche entfernt wird. Letzteren Vorzug besitzt jedoch die Bohrmaschine der Erfindung, welche ebenfalls eine unter dem Druck einer dem Bohrdruck entgegenwirkenden Feder stehende Vorschubmutter aufweist, die mit der einen Hälfte einer Reibungskupplung verbunden ist. Bei ihr wird nämlich, wenn der Bohrdruck die Federspannung überwindet, die Vorschubmutter mit einem Antrieb gekuppelt, welcher ihr eine die Spindelge-An automatic control of the feed is available in the known drilling machines, in which the drilling pressure is dependent on the tension of a spring, which the axially displaceable feed nut dem Seeks to press against drilling pressure. The feed nut is on these drills connected to one half of a friction clutch in such a way that the feed rate is lower becomes when the drilling pressure overcomes the spring tension, and becomes greater when the drilling pressure drops below the spring tension. With this construction, however, mechanical retraction of the drill is only possible by reversing the direction of rotation of the spindle possible; as a result, this machine does not have the valuable property of the drills, their drills during feed and retraction circulate in the same direction and that consists in the fact that the drilling dust automatically when retreating is removed from the borehole. However, the latter has the advantage of the drill Invention, which also works under the pressure of the drilling pressure counteracting Has spring standing feed nut, which with one half of a friction clutch connected is. With her, when the drilling pressure overcomes the spring tension, the feed nut is coupled to a drive, which gives you the spindle

schwindigkeit übersteigende Drehgeschwindigkeit erteilt, so daß die Spindel zurückgedreht wird. Dadurch erlangt die neue Bohrmaschine ferner gegenüber den bekannten Bohrmaschinen den Vorzug, daß der Vorschub unabhängig von der zufälligen Reibung zwischen Mutter und Spindel ist/speed exceeding rotational speed issued, so that the spindle rotated back will. As a result, the new drilling machine is also superior to the known drilling machines the advantage that the feed is independent of the random friction between nut and spindle /

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Drehbohrmaschine im In the drawing, an embodiment of the new rotary drill is in

ίο Längsschnitt und im Schnitt nach der Linie A-B dargestellt, α ist die Schraubenspindel, welche an ihrem einen Ende den Bohrer b trägt und welche in einer drehbaren Hülse d und in der Schraubenmutter i gelagert ist.ίο Longitudinal section and shown in section along the line AB , α is the screw spindle which carries the drill b at one end and which is mounted in a rotatable sleeve d and in the screw nut i.

Die Hülse d ist mit einem Federkeil c versehen, welcher in eine Längsnut der Spindel α eingreift, so daß also die Spindel a an einer Drehung der Hülse d teilnehmen muß, dabei sich aber achsial in ihr verschieben kann. Die Hülse d ist mit einem Zahnrad f verbunden, welches durch ein auf der Welle g sitzendes Rädchen h seinen Antrieb erhält. Der Antrieb der Welle g kann durch irgendwelche Mittel, z. B. durch eine biegsame Welle erfolgen. Die Schraubenmutter i ist drehbar und um einen gewissen Betrag achsial verschiebbar angeordnet und wird, wie bekannt, durch eine Schraubenfeder k, welche sich einerseits mittels Kugelstützlager gegen die Stirnseite des festen Lagers /, andererseits gegen den auf der Mutter i befestigten verstellbaren Anschlag m stützt, achsial im Sinne des Vorschubes vorgedruckt, bis ihr Anschlag η zur Anlage an Lager / gelangt. Die Mutter i ist mit einem Sperrad 0 und einer Reibungskupplungshälfte q zu einem Ganzen verbunden und wird durch ein Zahnrad r, welches ein auf dem Umfang der Kupplungshälfte q drehbares Zahnrad s antreibt, das seinerseits mit einer Sperrklinke t in die Verzahnung 0 der Kupplungshälfte q eingreift, stets im gleichen Sinne wie die Spindel α gedreht.The sleeve d is provided with a spring wedge c which engages in a longitudinal groove of the spindle α , so that the spindle a must participate in a rotation of the sleeve d , but can move axially in it. The sleeve d is connected to a gear f , which is driven by a small wheel h seated on the shaft g . The drive of the shaft g can by any means, e.g. B. be done by a flexible shaft. The screw nut i is rotatable and axially displaceable by a certain amount and is, as is known, supported by a helical spring k, which is supported on the one hand by means of ball support bearings against the end face of the fixed bearing / and on the other hand against the adjustable stop m attached to the nut i , axially pre-printed in the sense of the feed until its stop η comes to rest on the bearing /. The nut i is connected to a ratchet wheel 0 and a friction clutch half q to form a whole and is driven by a gear r, which drives a gear s which is rotatable on the circumference of the clutch half q and which in turn engages with a pawl t in the toothing 0 of the clutch half q , always rotated in the same sense as the spindle α.

Ferner steht ein mit der drehbar auf der Hülse d angeordneten Reibungskupplungshälfte n> verbundenes Zahnrad ν mit einem auf der Welle g sitzenden Zahnrad u in Eingriff. Das Übersetzungsverhältnis der Räder u und ν ist dabei derart gewählt, daß dem Zahnrad ν und damit der Kupplungshälfte w eine größere Geschwindigkeit erteilt wird als der Kupplungshälfte q und der Bohrspindel a. Sobald daher bei einem Bohrdruck, der die Kraft der Feder k überwiegt, die Mutter i Und damit die Kupplungshälfte q so weit nach rückwärts gedrückt wird, daß die beiden Kupplungshälften q und w zum Eingriff kommen, wird die Vorschubmutter schneller umlaufen als die Spindel, und es' wird daher die letztere zurückgezogen, und der Bohrer vom Gestein entfernt. Die Rückbewegung der Mutter i und damit der Eingriff der beiden Kupplungshälften kann außerdem noch von Hand durch Anziehen der glockenförmig ausgebildeten Mutter χ erfolgen, welche mit ihrem Rande y gegen die Stirnfläche der Mutter i geschraubt werden kann.Furthermore, a gear ν connected to the friction clutch half n> rotatably arranged on the sleeve d is in engagement with a gear u seated on the shaft g. The transmission ratio of the gears u and ν is chosen such that the gear ν and thus the coupling half w is given a greater speed than the coupling half q and the drilling spindle a. As soon as the nut i and thus the coupling half q is pushed so far backwards at a drilling pressure that outweighs the force of the spring k that the two coupling halves q and w come into engagement, the feed nut will rotate faster than the spindle, and the latter is therefore withdrawn, and the drill removed from the rock. The return movement of the nut i and thus the engagement of the two coupling halves can also be done by hand by tightening the bell-shaped nut χ , which can be screwed with its edge y against the face of the nut i.

Die Ausschaltung des Antriebes r, s, t, 0 erfolgt beim Eingriff der Kupplungshälften q, w selbsttätig, da die Sperrklinke t bei der erhöhten Geschwindigkeit des Sperrades 0 zu gleiten anfängt. Ebenso gelangt die Sperrklinke t selbsttätig wieder in Eingriff, wenn die Kupplungshälften q, w außer Eingriff kommen und damit die Voreilung des Sperrrades gegenüber der Sperrklinke aufhört.The drive r, s, t, 0 is switched off automatically when the coupling halves q, w engage, since the pawl t begins to slide at the increased speed of the ratchet wheel 0. Likewise, the pawl t automatically re- engages when the coupling halves q, w disengage and thus the advance of the ratchet wheel with respect to the pawl ceases.

ω sei die Winkelgeschwindigkeit der Welle g; die Zahl der Zähne der Räder h,f, r, s, u, ν sei bezw. ^₁, ^₂, ^₃, ^₄, ^₅, ^₈.ω is the angular velocity of the shaft g; let the number of teeth of the wheels h, f, r, s, u, ν be respectively. ^ ₁ , ^ ₂ , ^ ₃ , ^ ₄ , ^ ₅ , ^ ₈ .

Die Übersetzungsverhältnisse werden alsdann so gewählt, daßThe gear ratios are then chosen so that

i3_<ii_<i5.i3 _< ii _< i5.

\i \i Ie \ i \ i Ie

Der Antrieb erfolgt so, daß bei rechtsgängiger Spindel, Spindel und Mutter von der Vorderseite der Maschine aus gesehen, entgegengesetzt dem Sinne des Uhrzeigers gedreht werden. Bei linksgängiger Spindel ist der Drehsinn umzukehren. .The drive takes place in such a way that with a right-hand spindle, spindle and nut from from the front of the machine, counterclockwise to be turned around. If the spindle is left-handed, the direction of rotation must be reversed. .

Die Drehgeschwindigkeit der Spindel be-The speed of rotation of the spindle

trägt nach obigem stets w —; unter normalenaccording to the above always carries w -; under normal

Bohrverhältnissen erfolgt der Antrieb der Mutter über die Räder r, s, Sperrkegel t, Sperrad 0 mit einer DrehgeschwindigkeitDrilling conditions, the nut is driven via the wheels r, s, locking cone t, locking wheel 0 at a rotational speed

ω —, welche kleiner ist als die Spindeldrehgeschwindigkeit. Mithin muß der Vorschub des Bohrers mit einer Geschwindigkeit erfolgen, welche proportional ω - which is smaller than the spindle speed. The drill must therefore be fed at a speed which is proportional

TsTs

Steigt der Bohrdruck so weit, daß die Kraft der Feder k überwunden wird und infolge der dabei eintretenden Verschiebung 'der Mutter nach rechts die Reibungskupplung #, ^ eingeschaltet wird, so erfolgt der Antrieb der Mutter i über die Zahnräder u, ν mit einerIf the drilling pressure rises so far that the force of the spring k is overcome and the friction clutch #, ^ is switched on as a result of the shifting of the nut to the right, the drive of the nut i takes place via the gears u, ν with a

Geschwindigkeit w —, welche größer als die TeSpeed w - which is greater than the te

Spindelgeschwindigkeit w — ist. Es wird da-Spindle speed w - is. It will there-

her eine rückläufige Bewegung der Spindel eintreten, deren Geschwindigkeit proportionala retrograde movement of the spindle occurs, the speed of which is proportional

TiTi

ist. Dieselbe wird so lange anhalten, bis deris. It will continue until the

Bohrdruck wieder geringer geworden ist als der Federdruck, worauf die Mutter i sich nach links verschiebt, die Kupplung q, w ausgerückt wird, der Antrieb der Mutter wieder über r, s erfolgt und der Bohrer von neuem vorgeschoben wird.The drilling pressure has again become less than the spring pressure, whereupon the nut i shifts to the left, the clutch q, w is disengaged, the nut is driven again via r, s and the drill is advanced again.

Soll nach vollendetem Bohrloch der Bohrer zurückgezogen werden, so wird die Mutter χ von Hand angezogen, wodurch wiederum die ίο Kupplung q, w eingerückt wird und der Rücklauf des Bohrers bei stets gleichbleibender Drehrichtung erfolgt, bis die Mutter χ von Hand wieder zurückgedreht wird.If the drill is to be withdrawn after the drill hole has been completed, the nut χ is tightened by hand, which in turn engages the ίο clutch q, w and the drill returns with the same direction of rotation until the nut χ is turned back again by hand.

Claims

Patent claim:

Device for the automatic control of the feed in rotating rock drilling machines, in which the drill spindle and drill nut are driven in the same direction by a common shaft, and in which the drill nut is under the action of an adjustable spring, characterized in that the drill nut (i) mediates on the one hand a ratchet gear (r, s, t, 0), on the other hand, by means of a friction gear (u, v, w, q) can be set in rotation, whereby at normal drilling pressure due to the action of the spring (k) the movement is transmitted through the ratchet gear, while when the normal drilling pressure is exceeded and the spring (k) is compressed, the friction gear is switched on, which gives the drill nut a rotational speed that exceeds the spindle speed and thus turns the drill back.

1 sheet of drawings.