DE1950508C3 - Druckluftbetriebene Tieflochbohrhämmer - Google Patents

Description

rung (29) der Kammer (28) am druckluftaus- 15 entsprechenden Sitz im Bohrwerkzeug zusammen, in

trittsseitigen Ende des Anschlußstückes (3) und Abhängigkeit von der Stellung des Schlagkolbens zu

dem Steuerkopf (27) ein Drosselspalt (30) gebil- dem Bohrwerkzeug,

det ist Das Ventil mit dem Schlagkolben bildet eine Ein-

2. Tieflochbohrhammer nach Anspruch 1, da- heit mit erheblicher Masse, wodurch die Funktion durch gekennzeichnet, daß die Kammer (28) und ao des Gerätes beeinträchtigt wird. Bei einem Verder Steuerkopf (27) derart ausgebildet und an- schleiß des Ventils muß der ganze Schlagkolben ergeordnet sind, daß der sich in der eingeschobenen neuert werden. Die ganze Konstruktion ist schwerfäl-Endstellung des Anschlußstückes (3) inmitten der lig, störanfällig und genügt nicht den gegenwärtigen Kammer (28) befindende Steuerkopf (27) eine an das Tieflochbohren gestellten Anforderungen.
Ringkammer begrenzt. 25 Die bekannten Lössingen sehen vor, daß für den

3. Tieflochbohrhammer, bestehend aus Zylin- Fall des Leerschlags des Schlagkolbens von der der, Schlagkolben, Bohrkopf, Verschlußkappe Druckluftsteuerung aui> ein zusätzliches Luftvolumen und hohlem Anschluߣ*ück für das Bohrgestänge in den oberen Zylinderraum strömen kann, und durch sowie aus einer Druckluftventilsteuerung mit den somit erzeugten Druckmitteldruck wird der einer in der Ver Thlußkappe angeordneten, von 30 Schlagkolben an weiteren Bewegungen gehindert,
der Druckluft durchströmten Kammer, gekenn- Eine bekannte Lösung (deutsche Auslegeschrift zeichnet durch einen in der ausg& jhobenen End- 1256 597) sieht zu diesem Zweck vor, daß ein mit stellung des Bohrhammerkörpers (1) bestehenden dem Anschlußstück bewegbar verbundener Stoß-Drosselspalt (35) am druckluftaustrittsseitigen dämpierkolben am freien Ende ein Kolbenventil Ende des Anschlußstückes (3), der zwischen 35 trägt, das mit einem Ventilsitz im Zylinder des einer äußeren Einschnürung (33) des freien En- Schlagkolbens zusammen ein Nebenschlußventil bildes des Anschlußstückes (3) und der Innenwand det. Die Bohrung des Nebenschlußventils mündet in der das Anschlußstück führenden Verschluß- eine Kammer, bevorzugt die kopfceitige Kammer, kappe (2) gebildet ist. des Schlagkolbenzylinders.

4. Tieflochbohrhammer nach Anspruch 2, da- 40 Während des Normalbetriebes des Bohrlochhamdurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der mers verschließt das Kolbenventil die Bohrung des Verschlußkappe (2) in Richtung zur Steuerung Nebenschlußventils zur kopfseitigen Kammer des (5) hin hinter dem Drosselspalt (35) kegelstumpf- Schlagkolbenzylinders.

förmig erweitert ist und in der eingeschobenen Bei der abnormalen Bedingung (Leerschlag) gibt

Endstellung des Anschlußstückes (3) zusammen 45 das Kolbenventil die bis dahin gesperrte Bohrung

mit der Einschnürung (33) eine erweiterte Ring- frei, und durch diese Bohrung strömt nun ein zusätz-

kammer (32) begrenzt. liches Luftvolumen über die Druckluftsteuerung in

den Schlagkolbenzylinder.

Infolge dieses zusätalichen Luftvolumens wird der

50 Schlagkolben in eine Endstellung getrieben und

Die Erfindung betrifft druckluftbetriebene Tief- schlägt auf die Zylinderraumbegrenzung auf. Im belochbohrhämmer; dabei besteht der Hammer in dem kannten Falle wird diese Begrenzung von der Stirneinen Fall aus Zylinder, Schlagkolben, Bohrkopf, fläche der Führungsbuchse für den Schlagkolben-Verschlußkappe und einem relativ zum Bohr- schaft gebildet. In dieser Endstellung verharrt der hammerkörper axial beweglichen hohlen Anschluß- 55 Schlagkolben, bis der Normalbetrieb wieder eingeleistück für das Bohrgestänge und ist mit einer Druck- tet worden ist. Ein einzelner Schlag der Schlagkolluftventilsteuerung versehen, die einen in eine von benkante am Übergang zwischen Kolbenkopf und der Druckluft durchströmte Kammer hineinragenden Kolbenschaft auf die Buchsenstirnfläche jeweils bei Steuerkopf eines Steuerzapfens aufweist. einem Leerschlag ist kein alarmierender Anlaß, diese Bei Bohrhämmern dieser Gattung sind für die un- 60 Nebenventilschlußsteuerungsmethode zu verlassen, ter Umständen mehrfach im Verlaufe des Bohrfort- Es werden jedoch im Verlaufe eines Bohrfortschritts schritts auftretende Betriebsbedingung eines oder bzw. weiterer Bohrfortschritte mehrfach gleichartige mehrerer Leerschläge des Schlagkolbens, z.B. beim Leerschläge auftreten, und bei jedem Leerschlag Eintauchen des Bohrwerkzeuge« in einen Hohlraum trifft der Schlagkolben die Führungsbuchsenstimdes Gesteins oder beim Zurückziehen bzw. Anheben 65 fläche, bevor die Schlagkolbenbewegung danach sodes Bohrgestänges) um ein Festsetzen des Werkzeu- fort unterbrochen wirdi.

ges zu vermeiden, Maßnahmen und Mittel innerhalb Dieses mehrfache Aufschlagen zerstört mit der

und an der Druckluftsteuerung vorgesehen, durch die Zeit die Führungsbuchsenstirnfläche und es wird zur

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Beschädigung weiterer Hammerbauteile führen, bis stück für das Bohrgestänge sowie aus einer Druck-

dieser außer Betrieb gesetzt wird und Bauteile ausge- luftventilsteuerung mit einer in der Verschlußkappe

tauscht werden müssen. angeordneten, von der Druckluft durchströmten

Bei einem bekannten Versenkhammer nach der Kammer; dieser Hammer ist gekennzeichnet durch deutschen Auslegeschrift 1186 816 wird zu dem vor- 5 einen in der ausgeschobenen Endstellung des Bohrher genannten Zweck vorgeschlagen, bei dem aus hammerkörpers bestehenden Drosse'spalt am druck-Ventilunterteil, Tellerschieber, Ventildeckel und luftaustrittsseitigen Ende des Anschlußstückes, der Ventilbolzen bestehenden Steuerventil im Ventildek- zwischen einer äußeren Einschnürung des freien Enkel eine durchgehende Längsbohrung anzuordnen, des des Anschlußstückes und der Innenwand der .las die mit seitlich verschließbaren Eintrittskanälen ver- io Anschlußstück führenden Verschlußkappe gebildet sehen ist und die ferner durch eine koaxiale Bohrung ist. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Innendes Tellerschiebers mit dem oberen Zylinderraum für wand der Verschlußkappe zum Zwecke des ungeden Schlagkolben verbunden ist. drosselten Luftdurchlasses für den Normalbetrieb in

In der Tellerschieberbohrung ist ein federbelaste- Richtung zur Steuerung hin hinter dem Drcsselspalt

ter Ventilbolzen verschiebbar geführt angeordnet, 15 kegelstumpfförmig erweitert ist und in der eingescho-

der andererseits vom axial verschiebbar ausgebilde- benen Endstellung des Anschlußstückes zusammen

ten und angeordneten Anscblußstück des Bohrge- mit der Fläche der äußeren Einschnürung eine erwei-

stänges belastet ist. terte Ringkammer begrenzt

Während des Normalbetriebes des Bohrlochham- In einem Falle wirkt die am freien Ende des An-

mers verschließt der Ventilbolzen die seitlichen Ein- 20 Schlußstückes gebildete Kammer zusammen mit dem

trittskanäle im Ventildeckel und verhindert, daß zu- Steuerkopf eines zur Druckluftsteuerung gehörenden

sätzliche Luft durch die axiale Tellerschieberbchrung Steuerzapfens, der axial in die druckluftdurchströmte

in den oberen Zylinderraum gelangen kanr.. Kammer hineinragt. Der Steuerkopf ist im Quer-

Bei abnormaler Betriebsbedingung (Leerschlag) schnitt so bemessen, daß er in der ausjjeschobenen gibt der Ventilbolzen die axiale Bohrung im Teller- 25 Endlage inmitten der Kammerverengung (Kammerschieber frei, und durch diese Bohrung strömt nun einschnürung) angeordnet ist und einen derart gerinein zusätzliches Luftvolumen über die Druckluft- gen Spalt frei läßt, der bewirkt, daß das durch das steuerung in den Schlagkolbenzylinder. Infolge dieses hohle Anschlußstück eingeleitete Druckluftvolumen zusätzlichen Luftvolumens wird der Schlagkolben in in diesem Bereich gedrosselt wird. Diese Drosselung die untere Endlage getrieben und schlägt auf die 30 reicht aus, um den Schlagkolben in einer leicht hin-Stirnfläche der Führungsbuchse für den Schlagkol- und herschwingenden (tänzelnden) Bewegung zu haibenschaft auf. Es sind somit dieser Lösung die glei- ten. Der Schlagkolben wird auf Grund der unter und chen ungünstigen Eigenschaften zu eigen wie der über dem Schlagkopf befindlichen Luftpolster, deren vorgeschilderten. Der Nachteil der bekannten Lösun- Luftvolumen nach wie vor über die Steuerung dort gen liegt darin, daß bei der Maßnahme der zusätzlich ₃₅ hingelangen, nie an eine Endbegrenzung anschlagen, zugeführten Druckluft ein erforderliches Luftpolster Der gleiche Effekt bezüglich der Luftdrosselung unter dem Schlagkolben nicht ausreicht, ihn so abzu- kann auch erreicht werden, indem die Einschnürung fangen, daß er nicht auf die vorhandenen Führungs- am äußeren Umfang des freien Endes des Anschlußmittel aufschlägt. Stückes vorgesehen ist, das zusammen mil der Innen-

Infolge wiederholt auftretender Aufschläge des 40 wand des Zylinders bzw. der Verschlußkappe wirkt,

Schlagkolbens werden nicht nur die Mittel der KoI- in der das Anschlußstück axial bewegbar geführt ist.

benführung beschädigt, es kann unter Umständen. Durch die vorgeschlagenen Drosselmaßnahmen

zum Reißen des Kolbenkopfes und/oder des Zy- wird bei einer Axialbewegung de? Hammers, die

lindermantels führen. Auch die harten Erschütterun- einen Leerschlag hervorrufen kennte, die Relativbe-

gen infolge des Aufschiagens des Schlagkolbens auf 45 wegung des die Steuerung enthaltenden Hammerteils

die Zwischenführung können Schäden an der Hart- und des Anschlußstückes ausgenutzt, um unmittelbar

metallbestückung des Bohrwerkzeuges herbeiführen. bei Eintritt dieser Axialbewegung den zur Steuerung

Aufgabe der Erfindung ist es, druckluftbetriebene strömenden Luftstrom zu drosseln. Die Querschnitte Tieflochbohrhammer in der Weise zu verbessern, des Drosselspaltes sind so bemessen, daß ausreidaß die geschilderten Nachteile beseitigt und insbe- _5o chende Druckluftvolumina über die Steuerung nach sondere heim vereinfachten Aufbau der Druckluft- _wj_e vor zu dem oberen und unteren Schlagkolbenzysteuerung Leerschläge des Schlagkolbens mit Sicher- Dnderraum strömeil können, die den Schlagkolben in heit verhindert werden. Zur Lösung dieser Aufgabe leicht schwingenden Bewegungen halten und die darist bei Hämmern der eingangs zitierten Gattung die über hinaus zum Ausblasen des Bohrkleins ausrei-Kammer in dem Anschlußstück angeordnet und in ₅₅ chen.

der ausgeschobenen Endstellung des Bohrhammers Für die Zeit der abnormalen Betriebsbedingung

zwischen einer inneren Einschnürung der Kammer arbeitet der Hammer mit verminderter Leistung im

am druckluftaustrittsseitigen Ende des Anschlußstük- Arbeitsrhythmus weiter. Der Schlagkolben schlägt

kes und dem Steuerkopf ein Drosselspalt gebildet. wegen des oben und unten vorhandenen ausreichen-

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind 60 den Luftpolsters nun nicht mehr auf die Zwischen-

die Kammer und der Steuerkopf derart ausgebildet führung, so daß Beschädigungen ausgeschlossen sind,

und angeordnet, daß der sich in der eingeschobenen Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

Endstellung des Anschlußstückes inmitten der Kam- Zeichnung dargestellt und erläutert. Es zeigt

mer befindende Steuerkopf eine Ringkammer be- F i g. 1 einen Tieflochbohrhammer im Längsschnitt

grenzt. 65 (normale Betriebsstellung) mit Steuerzapfen und An-

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Tiefloch- schlußstück-Hohlkammer,

bohrhammer, bestehend aus Zylinder, Schlagkolben, F i g. 2 einen Tieflochbohrhammer im Längsschnitt

Bohrkopf, Verschlußkappe und hohlem Anschluß- entsprechend F i g. 1 (gedrosselte Betriebsstellung),

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Fig. 3 eine Einzelheit eines abgewandelten Tief- nälen 22 und in den Luftverteilungsringraum 23. Inlochbohrhammers im Längsschnitt (normale Be- folge des dort aufgebauten Druckes wird das Ventiltriebsstellung) mit außen eingeschnürtem Anschluß- organ 17 vom Ventilsitz 21 abgehoben und Druckstück, luft strömt in den oberen Zylinderraum 60; der

F i g. 4 eine Einzelheit eines Tieflochbohrhammers 5 Schlagkolben 7 führt einen Schlaghub aus. Vor Beengemäß F i g. 3 im Längsschnitt (gedrosselte Betriebs- digung des Schlaghubes wird das Ventilorgan 17 Umstellung), gesteuert und Druckluft gelangt nun über die Ring-

Der Tieflochbohrhammer besteht im wesentlichen räume 18, 15 und die Kanäle 14 in die Zuleitungsaas einem zylinderförmigen Körper 1, in dessen Ver- kanäle 19 zum unteren Zylinderraum 6 u, so daß schlußkappe 2 ein Anschlußstück 3 für das teilweise io nach abgesperrter Zuleitung zum oberen Zylinderdargestelite Bohrgestänge 4 gleitend angeordnet ist, raum der Rückhub des Schlagkolbens beginnt bis zur der Druckluftsteuerung 5 mit dem daran anschließen- erneuten Umsteuerung.

den Zylinder6, dem Schlagkolben? sowie der Bohr- Für den Fall, daß eine Relatiwerschiebung in

krone 8 mit dem Werkzeug 9. Achsrichtung zwischen Hammer und Bohrgestänge

Die Bohrkrone 8 ist axial beweglich, jedoch dreh- 15 eintritt, z. B. infolge Zurückziehens des Gestänges

starr in einem mit dem Körper 1 verschraubten Harn- oder Durchstoßens eines Gesteinhohlraumes, bewe-

merunterteil 10 geführt angeordnet. Der Schlagkol- gen sich Anschlußstück 3 und Steuerzapfen 26 der

benschaft 11 ist in einer Zwischenführung in Form Druckluftsteuerung 5 relativ zueinander mit der FoI-

einer im Körper 1 befestigten Führungsbuchse 12 gewirkung, daß die bis dahin frei durchströmte Kam-

axialbeweglich angeordnet. 10 merverengung 29 durch den Kopf 27 des Steuerzap-

Die Druckluftsteuerung 5 besteht aus einem Unter- fens 26 so weit ausgefüllt wird, daß nur noch ein teil 13 und einem Oberteil 20. Das Unterteil 13 weist Drosselspalt 30 verbleibt (vgl. F i g. 2). z. B. radial angeordnete Luftverzweigungskanäle 14 Das nun durch Drosseleffekt geminderte Druckauf, die an einen gemeinsamen Ringraum 15 auge- luftvolumen strömt über die Steuerung 5 nach wie schlossen sind, und eine zentrale Axialbohrung 16, in as vor zu dem unteren und oberen Zylinderraum 60/6 u der das Steuerventilorgan 17 axialbeweglich geführt und bewirkt, daß der Schlagkolben eine tänzelnde ist, dessen Teller sich im Ringraum 18 befindet. An Bewegung innerhalb des Zylinders 6 ausführt, ohne die Steuerungskanäle 14 schließen sich d^:e Luftzu- daß er auf die Stirnfläche der Zwischenführung 12 führungskanäle 19 im Zylinder 6 an. aufschlägt.

Das Steueroberteil 20 weist den Ventilsitz 21 und 30 Erst wenn die Drosselwirkung durch eine Ver-

die Luftdurchtrittskanäle 22 auf. Steuerunter- und Schiebebewegung des Anschlußstückes 3 zum Steuer-

-oberteil bilden gemeinsam einen Luftverteilungs- zapfen 26 hin (eingeschobene Lage) wieder aufgeho-

ringrautn 23. ben wird, arbeitet der Bohrlochhammer im Normal-

Das Anschlußstück 3 ist als eine Art hohle Mit- betrieb weiter.

nehmerwelle ausgebildet, das axialbeweglich, jedoch 35 Nach F i g. 3 und 4 ist das ebenfalls den Druckluftdrehstarr im Zylinderverschluß 2 angeordnet ist. Das durchlaß erlaubende und als hohle Mitnehmerwelle nach außen herausgeführte Ende 3 α ist mit dem Ge- ausgebildete Anschlußstück 3 mit schrägen, radial stängeanschlußstück 4 verschraubt. Durch das An- gerichteten Durchlaßkanälen 34 versehen, und das schlußstück wird die Druckluft der Steuerung 5 züge- freie Ende des Anschlußstückes 4 (äußere Einschnüleitet. 40 rung 33) ist außen um einen geringen Betrag im

Die Auspufflöcher im Zylinder 6 sind mit 24 und Durchmesser kleiner bemessen als die das Anschluß-

die zur Bohrkrone führenden Luftleitungskanäle sind stück umgebende Innenwand der Verschlußkappe 2

mit 25 bezeichnet. Diese Kappe wiederum weist am direkt der Steue-

Nach F i g. 1 und 2 ist das Oberteil 20 der Druck- rung 5 zugewandten Ende eine kegelstumpfförmig er-

luftsteuerung 5 mit einem bevorzugt zentral angeord- 45 weiterte Innenwand 31 auf.

neten Steuerzapfen 26 versehen, dessen Kopf 27 in Die F i g. 3 zeigt die Normalstellung des Anschluß

das hohle Anschlußstück 3 hineinragt. Stückes 3 zur Verschlußkappe 2 und zur ?'euerung 5

Das freie, nicht eingespannte Ende des Anschluß- In dieser Stellung strömt die Druckluft über den ver Stückes 3 ist innen als erweiterte Kammer 28 ausge- hältnismäßig weiten vorhandenen Ringraum 32 zi

bildet, die durch einen Innenkragen 29 eingeschnürt 50 den Kanälen 22 der Druckluftsteuerung 5.

ausgebildet ist In der in Pfeflrichtung ausgeschobe- Für den Fall, daß eine axiale Relafiwerschiebunj

nen Lage des Hammers und des Anschlußstückes bil- zwischen Hammer und Bohrgestänge eintritt, bewe

den Kammereinschnürung 29 und Steuerkopf 27 gen sich AnschluBstück 3 und Verschlußkappe 2 re

einen Drosselspalt 30 (vgl.Fig. 2). lativ zueinander mit der Folgewirkung, daß der bi

Während des normalen Schlagbohrbetriebes des 55 dahin frei durchströmte Ringraum 32 — nun Zi Tieflochhammers strömt die dem Anschlußstück 3 einem Drosselspalt zurückgebildet — durchström

angeführte Druckluft durch die Kammer 28 um den wird (Fig.4) und das durch Drosselung gemindert

in etwa Mitte Kammer sich befindenden Steuerzap- Druckluftvolumen zur Steuerung 5 strömt und di

fenkopf 27 herum, dem dadurch gebildeten verhält- gleiche tänzelnde Schlagkolbenbewegung herbeiführl

nismäßig großen Ringiraum zwischen Kammerwand &> die mit der Steuennaßnahme des Steuerzapfens ic

und Steuerkopf und gelangt ungedrosselt zu den Ka- Hohlraum des Anschlußstückes herbeigeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

eine sofortige Unterbrechung der Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens herbeigeführt wird, wobei je-

1. Druckluftbetriebener Tieflochbohrhammer, doch Druckluft nach wie vor in das Bohrloch geblabestehend aus Zylinder, Schlagkolben, Bohrkopf, cen wird, die zum Ausbringen des Bobrkleins benutze Verschlußkappe und einem relativ zum Bohr- 5 wird.

hammerkörper axial beweglichen bohlen An- Ein bekanntes Schlagbohrgerät (deutsche Auslege-

schlußstück für das Bohrgestänge sowie mit einer schrift 1097 920) weist ein angetriebenes zylindri-

Druckluftventilsteuerung, die einen in eine von sches Gehäuse auf, das ein eingestecktes Bohrwerk-

der Druckluft durchströmte Kammer hineinra- zeug mit Hilfe von Führungsrollen in Drehrichtung

gendcn Steuerkopf eines Steuerzapfens aufweist, to mitnimmt. Das Bohrwerkzeug empfängt Scfiläge

dadurch gekennzeichnet, daß die eines von Druckluft beaufschlagten Kolbens. Ein an

Kammer (28) in dem Anschlußstück (3) angeord- der vorderen Stirnseite des Schlagkolbens angeordne-

net und in der ausgeschobenen Endstellung des tes Ventil steuert einen Durchströmkanal zur vorde-

Bohrhammers zwischen eineir inneren Einschnü- ren Kolbenstirnseite. Das Ventil arbeitet mit einem