DE185594C

DE185594C -

Info

Publication number: DE185594C
Application number: DENDAT185594D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ml 85594 KLASSE 5*. GRUPPE

des Bohrers.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. März 1905 ab.

Die Kurbelstößbohrmaschinen leiden an dem Ubelstande, daß häufig Kurbelwellen und andere arbeitende Teile zerbrechen. Alle Verstärkungen dieser Teile, durch welche man bisher dem Ubelstande abzuhelfen suchte, blieben erfolglos, im Gegenteil wurde der jedesmal angerichtete Schaden umso größer, je stärker man die zu Bruch gehenden Teile machte, je größer also die Bruchkräfte ausfallen mußten. Nach dem Ergebnis eingehender Untersuchungen liegt die Ursache der Brüche nicht sowohl in der Schwäche der brechenden Teile als vielmehr darin, daß übermäßig große Kräfte auf diese Teile übertragen werden, wenn der Häuer bei Klemmungen des Bohrers im Gestein die Maschine gewaltsam zurückschraubt. Jene zum Bruch wichtiger Teile Veranlassung gebenden Kräfte zu begrenzen, ist der Zweck der Erfindung, und zwar besteht diese darin, daß die Bruchstelle in einen absichtlich geschwächten, auswechselbaren Maschinenteil (Schutzstück) verlegt wird, so daß Kräfte, welche die Bruchkraft des Schutzstückes übersteigen, nicht auftreten können.

Ein derartiges Mittel ist bisher angewandt worden zum Schütze von Arbeitsmaschinen gegen Überbeanspruchung durch unvorhergesehene Widerstände des zu bearbeitenden Materials, z.B. bei Steinbrechern, gegen Zerstörung durch zu große oder zu harte Stücke und bei Walzwerken gegen die Beanspruchung durch zu große oder zu kühle Blöcke. Bei der Kurbelstoßbohrmaschine ist eine Überbeanspruchung der arbeitenden Teile durch Eigenschaften des Gesteins völlig ausgeschlossen, weil der Stoßkolben lediglich unter Vermittlung von Federn hin und her bewegt wird, deren Druckkräfte weit unter der zulässigen Beanspruchung der starren Teile liegen. Auch dann, wenn der Bohrer im Loche festklemmt, tritt eine höhere Beanspruchung irgend eines Maschinenteiles nicht ein, weil die Kurbel ungehindert umlaufen kann, indem der Federschlitten zwischen den von dem Bohrer festgehaltenen Federn hin und her geht. Dagegen können im Falle von Klemmungen nahezu beliebige Kräfte auf die arbeitenden Teile ausgeübt werden, wenn der Häuer die Maschine gewaltsam zurückschraubt. Dabei wird nämlich die eine der beiden Arbeitsfedern durch den hin und her gehenden Schlitten bei jeder Kurbelumdrehung mehr und mehr zusammengedrückt, bis schließlich der Schlitten nach völliger Zusammen-.drückung der Feder, also unter Vermittlung eines starren Körpers, gegen den festgehaltenen Stoßkolben schlägt. Der Schlitten kann dann seinen dem Kurbelhub entsprechenden zwangläufigen Hin- und Hergang nicht mehr vollführen, das'Schwungrad aber, mit welchem jede Kurbelstoßbohrmaschine zum Ausgleich der Massenwirkungen versehen sein muß, bleibt nicht plötzlich stehen, sondern übt nahezu beliebig große Kräfte aus, wenn der Bohrer nicht nachgibt; jetzt muß notwen-

digerweise die Kurbelwelle oder ein anderer dabei beanspruchter Maschinenteil zerbrochen werden, auch wenn man ihn mehrfach stärker macht, als seine normale Beanspruchung es erfordert. Die Brüche werden demnach hier nicht, wie in den erwähnten Fällen, durch das zu bearbeitende Material, sondern lediglich durch den die Maschine bedienenden ■ Arbeiter hervorgerufen; eine Möglichkeit

ίο aber, den Häuer am Rückwärtsschrauben der Maschine bei festsitzendem Bohrer "zu verhindern, liegt praktisch nicht vor.

Durch die Einschaltung des Schutzstückes wird nun zunächst der jedesmal beim gewaltsamen Rückwärtsschrauben angerichtete Schaden begrenzt, der Häuer vermag auch durch unsachgemäße Behandlung der Maschine keinen ihrer wichtigen Teile zu zerstören. Zugleich aber wird der Häuer durch die absichtliche Schwächung eines die Arbeit der Maschine übertragenden Teiles zur Vorsicht gezwungen; denn nun führt er schon bei mäßiger Überbeanspruchung, welche das Schutzstück zerreißt, eine teilweise Zerstörung der Maschine herbei, welche er durch eigene Hilfsmittel nicht wieder zu beseitigen vermag. Der Arbeiter kann somit eine mit der Schutzeinrichtung versehene Maschine nur dann vorteilhaft verwenden, wenn er bei Klemmungen, welche durch die natürliche, dem bedeutenden Federdruck entsprechende Rückzugskraft nicht überwunden werden, die Anwendung von Gewalt unterläßt; er hat durch Auswechseln des Bohrers oder sonst geeignete Mittel die Ursachen der Klemmung zu beseitigen, statt durch Rückwärtsschrauben der Maschine eine Betriebsstörung herbeizuführen. Die Schutzeinrichtung erzieht somit den Häuer zur Vorsicht und erhöht mittelbar und unmittelbar die Haltbarkeit der Maschine.

Da, wie ersichtlich, auch beim Reißen des Schutzstückes die Maschine zunächst noch weiterläuft, bis sie vom Häuer angehalten wird, so muß die Schutzeinrichtung der Bedingung genügen, daß das Antriebswerk der. Maschine auch nach Reißen des Schutzstückes ohne Schaden weiterlaufen kann.
Die. Zeichnung stellt zwei Ausführungsformen der Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung an einer Stoßbohrmaschine bekannter Bauart dar, wobei das Schutzstück bezw. die Schutzstücke in dem einen Falle im Stoßkolben, im anderen in dem die Arbeitsfedern enthaltenden Schlitten untergebracht sind.

Der erstere Fall ist in den Fig. 1 bis 5 veranschaulicht. Der Stoßkolben k wird in bekannter Weise mittels eines Bundringes b (Fig. 1) unter Vermittelung. zweier Stoßbuchsenhälften S₁, S₂, in denen sich der Kolben frei drehen kann, von den Federn J₁, /₂ mitgenommen, welche in dem im Maschinengehäuse vermittels einer durch einen Elektromotor o. dgl. angetriebenen Kurbelwelle hin und her bewegten Schlitten α_Ύ, a₂ untergebracht sind. Beim Rückwärtsschrauben der Maschine im Falle von Klemmungen im Bohrloch wird die vordere Arbeitsfeder f_i durch den vom Kurbelzapfen \ - nach hinten bewegten Schlitten vollkommen . zusammengedruckt und gegen die Stoßbuchsenhälfte S₁ gepreßt. Damit nun die dabei auf den Kolben übertragene Rückzugskraft begrenzt sei, ist der Bundring b nicht fest mit dem Stoßkolben k vereinigt, sondern, wie in Fig. 2 in größerem Maßstabe dargestellt ist, auf einer über das entsprechend schwächere Kolbenendstück geschobenen Kolbenbuchse i angeordnet, und diese Buchse ist in der Längsrichtung mit dem Kolbenendstück t nur. durch einen als Schutzstück dienenden, an einer Stelle geschwächten Reißbolzen r verbunden.

Das Kolbenendstück t enthält eine zur Unterbringung des Reißbolzens dienende zentrale Bohrung mit Gewinde und ist außerhalb zweckmäßig von einer Gleithülse g aus Bronze o. dgl. umhüllt, welche beim Weiterlaufen der Maschine nach Abreißen des Bolzens die Führungsdrucke aufnimmt. In die Bohrung ist die sogenannte Bolzenhülse 0 eingeschraubt, deren vorspringender Randw zugleich die Gleithülse g festhält. Vor dem Einschrauben der Bolzenhülse 0 ist in dieselbe'der an einem Ende mit einem Kopf Jp₁, am anderen Ende mit einem Gewinde j?₂ versehenen Reißbolzen r eingesteckt.

Die Kolbenbuchse i ist auf die Gleithülse g lose aufgeschoben, wird aber bei Drehung des Kolbens in geeigneter Weise mitge-· nommen, indem z. B. nach Fig. 2 und 4 in das Kolbenendstück ein Mitnehmer ν eingenietet ist, welcher mit seinen Enden in entsprechende Nuten der Kolbenbuchse eingreift (Fig. 4). Am Ende enthält die Kolbenbuchse eine Vertiefung zur Aufnahme einer Mutter »2, mittels· welcher der Reißbolzen r festgespannt wird. Damit beim Aufschrauben der Mutter nicht etwa in dem Bruchquerschnitt des Reißbolzens ein Verdrehen eintritt, ist der Bolzen nahe bei dem Gewinde mit einer die Drehung verhindernden Einrichtung, z. B. mit einer Abflachung oder, wie die Zeichnung darstellt, mit einem etwas vorspringenden Stift e (Fig. 2 und 5) versehen, welcher in Nuten der Kolbenbuchse eingreift (Fig. 5). Ein Bund q am Reißbolzen unterhalb des Stiftes e verhindert das Herausfallen der Mutter mit der einen Bolzenhälfte, wenn der Bolzen an der geschwächten Stelle abreißt.

Um die Mutter m gegen Lockern bei der Stoßarbeit zu sichern und doch stets mit der nötigen Spannung anziehen zu können, ist

sie mit einer möglichst vielteiligen Schraubensicherung ausgestattet. Beispielsweise kann sowohl die Mutter als auch die Kolbenbuchse in bekannter Weise mit einer beliebigen Anzahl von im Kreise stehenden Bohrungen versehen und durch eine der Bohrungen der Mutter eine Stiftschraube / (Fig. 2) gesteckt und diese in eine der mit Gewinde versehenen Bohrungen .der Kolbenbuchse i eingeschraubt werden, wobei mit Rücksicht auf möglichst viele Sicherungsstellungen ' die Anzahl der Bohrungen einer Art teilfremd zur Anzahl derjenigen anderer Art zu wählen ist (Fig. 5).

. Zur Verkleinerung ihrer Masse ist die Mutter m mit einer ringförmigen Ausdrehung versehen.

Wird bei festgehaltenem Bohrer die Maschine gewaltsam so weit zurückgekurbelt, daß der Bolzen r abreißt, so wird die Kolbenbuchse i durch die Feder f_x unter Zusammendrückung der Feder f.₂ nach rückwärts geschleudert. Hierbei tritt der nur in das vordere Ende der Kolbenbuchse eingreifende Mitnehmer ν aus der Büchse heraus, so daß sich diese allenfalls unter dem Einfluß der selten ganz drehungsfreien Federn verdrehen kann; in der Längsrichtung wird die Kolbenbuchse einerseits im Kolbenlagerstutzen h (Fig. 1), andererseits mittels der möglichst lang gewählten Gleithülse g auf dem Kolbenendstück ί geführt. Demnach kann die Antriebswelle der Maschine auch nach Abreißen des Schutzstückes weiterlaufen, ohne daß Schaden angerichtet wird.

Bei der in den Fig. 6 bis 9 veranschaulichten Ausführungsform ist die Schutzeinrichtung im Schlitten a_x, a₂ -angeordnet. Dieser ist dabei der Länge nach aus zwei sich in kreisförmigen Flanschen C₁ und C₂ berührenden Hälften a_x und a₂ zusammengesetzt, welche an den Flanschen durch Nieten H₁ oder ähnliche Stücke von absichtlich klein gewähltem Gesamtquerschnitt zusammengehalten werden. Bei zu großer Klemmkraft werden die Nieten oder die sonst gewählten Verbindungsstücke abgerissen.'

Aus Konstruktionsrücksichten sind die Rippenkörper der beiden Schlittenhälften a_x. und λ₂ vor den Flanschen C₁ und C₂ eingeschnürt. Fig. 8 stellt einen Querschnitt durch einen Rippenkörper an der eingeschnürten Stelle, Fig. 7 einen solchen an einer beliebigen anderen Stelle dar. Damit die Nieten M₁ beim Reißen nicht in das Maschineninnere fallen und hier Schaden anrichten können, sind die Nietlöcher so geformt, daß je eine Hälfte jeder Niete auch nach dem Zerreißen festgehalten wird. Fig. 9 zeigt in

. vergrößertem Maßstabe, wie sich das Festhalten der Niethälften mit Hilfe von (geteilten) Unterlegeringen M₁ und M₂ erreichen läßt, welche mit den Flanschen C₁ und C₂ durch Nieten n.₂ (Fig. 7 und 8) verbunden sind. Die zur Aufnahme der Reißnieten bestimmten Löcher in den Unterlegeringen erweitern sich nach den Flanschen C₁, C₂ zu, so daß die Nieten beim Herstellen der Nietköpfe infolge des Nietdruckes zusammengestaucht werden und sich unterhalb der Nietköpfe Kegelstumpfe bilden, die ein Herausfallen de'r Teile der Nieten aus den Flanschen verhindern.

Eine weitere Schwierigkeit bei Anordnung der Schutzeinrichtung im Schlitten besteht aber noch darin, daß beim Zerreißen der Schutzstücke die in diesem Augenblick vollkommen zusammengespannte Arbeitsfeder f_x frei wird und die vordere Schlittenhälfte a_x nach vorn schleudert. Da bei den gewöhnlich vorkommenden Abmessungen die gespannte Feder J_x eine sehr erhebliche Arbeit aufgenommen hat, beispielsweise 40 mkg, so besitzt die durch die entspannte Feder auf die Schlittenhälfte a_x übertragene Energie eine erhebliche Größe; die fortgeschleuderte Schlittenhälfte kann daher leicht Beschädigungen anderer Maschinenteile verursachen, z. B. bei der angenommenen Konstruktion des Drehwerkes d. Um dies zu verhindern, ist gemäß Fig. 6 dicht vor dem vorderen Schlittenende mit dem (abgebrochen dargestellten) Maschinengehäusej'- eine Fanghülse χ verbunden, welche innen mit Lederringenoder anderen leicht auswechselbaren Körpern aus nicht zu hartem Material ausgekleidet ist. Die Bewegungsenergie des von der Feder fortgeschleuderten Schlittenendes wird in der Fanghülse durch Reibung aufgezehrt, ohne beschädigende Drucke auf andere Maschinenteile auszuüben, vorausgesetzt, daß der Weg, auf welchem die Energie vernichtet wird, groß genug gewählt ist.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Schutzvorrichtung an Kurbelstoßbohrmaschinen gegen Beschädigungen bei Klemmungen des Bohrers, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Kurbelwelle und den Bohrer eine beliebige Anzahl absichtlich geschwächter Maschinenteile (Schutzstücke) eingeschaltet ist.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an seinem vorderen Ende den Bohrer tragende Stoßkolben (k) in seiner Längsrichtung aus zwei Teilen besteht, von welchen der hintere von der Kurbelwelle unter Einschaltung elastischer Zwischenglieder hin und her bewegt wird und mit dem vorderen durch einen Reißbolzen verbunden ist.

3· Schutzvorrichtung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß der die Arbeitsfedern (f_x, f₂) tragende, durch die Kurbelwelle hin und her bewegte Schlitten in seiner Längsrichtung aus zwei durch Reißstücke zusammengehaltenen Teilen besteht. .

4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fangbuchse (x) angeordnet ist, in welcher beim Reißen der die Schlittenhälften verbindenden Schutzstücke die durch die gespannte Feder (f_x) fortgeschleuderte vordere Schlittenhälfte aufgefangen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.