DE2022490B2 - Hydraulisch betaetigbare schlagvorrichtungen - Google Patents

Description

ver- ₅₅

malischen Werkzeugen läßt sich bei hydraulischen ist, während des weiteten Kolbenvvegt.s ü e urucK. Sz ugen bei der Zuführung der gleichen Ein- flössigkcits-Einlaßöffnung durch der.KoIhen ν gangsleistung eine höhere Ausgangsleistung erzielen. 60 schlössen wird und nur noch^^^n dt ^dU^

bis jetzt bekannten, mit einem hydraulischen Druck- PulTerspe.chcr kurz vor ode. I»« C .uchu du and

i d h

in der Schlagvorrichtung eine hin und her- .>'■■,,,,I,. H.-cmkUmi l'iomems ist

gestalteten hydraulisch betätigbaren Schlagvorrichtung, die ebenfalls einen von einem Gehäuse umgebenen Zylinder und in dem Zylinder einen zwischen zwei Endstellungen hin und her bewegbaren Kolben aufweist, der jedoch zwei Arbeitsflächen als verschiebbare Begrenzungsflächen einer unteren und einer oberen Druckkammer aufweist und dessen Mantelfläche bei der Hin- und Herbewegung ebenfalls als Steuerorgan zum Öffnen bzw. Verschließen

F i g. 3 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2, der den Hammer des Gesteinsbohrers am Beginn seines Arbeitshubs zeigt;

Fig. 4 ist ein Teilschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3;

F i g. 5 zeigt in einem Teilschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 erkennt man einen verschiebbar gelagerten, insgesamt mit 1 bezeichneten Gesteinseiner Druckflüssigkeitseinlaß- bzw. -auslaßöffnung io bohrer, der auf einer Tragkonstruktion 2 beliebigei am Zylinder dient, dadurch gekennzeichnet, daß bekannter Art angeordnet ist.

jeder Druckkammer ein separater Druckflüssig- Der Gesteinsbohrer bzw. die Bohrvorrichtung 1

keits-Pufferspeicher und eine separate Druckflüssig- umfaßt ein Gehäuse 4 mit einem mittleren Abkeits-Einlaßöffnung am Zylinder zugeordnet sind, schnitt 5, durch den sich ein Längskanal 6 erstreckt, daß eine den Druckkammern gemeinsame Druck- 15 in dem eine Buchse 7 angeordnet ist, die zusammen flüssigkeits-Auslaßöffnung am Zylinder vorgesehen mit dem Gehäuse 4 einen Zylinder 8 abgrenzt. In ist und daß die Steuerung der die Druckkammern zur dem Zylinder 8 ist ein Hammer oder Kolben 10 hin-Auf- und Abbewegung des Kolbens beaufschlagen- und herbewegbar gelagert. Der Hammer 10 umfaßt den Druckflüssigkeit über am Kolbenmantel ausge- einen Abschnitt 11 von größerem Durchmesser, der bildeten Aussparungen im Verlauf der Bewegung des 20 den Zylinder 8 in 7wei Kammern 8 α und 8 b unterKolbens so erfolgt, daß in der unteren Endstellung teilt. Ein hinterer Kopf 9 verschließt das eine Ende und während eines ersten Teilstückes des Aufwärts- des Zylinders 8, und ein vorderer Kopf 12 ist auf bewegens des Kolbens nur die der unteren Druck- dem vorderen Ende der Bohrvorrichtung angeordnet, kammer zugeordnete Druckflüssigkeits-Einlaßöffnung Zwischen dem vorderen Kopf 12 und dem Gehäuse 4 geöffnet und über einige Aussparungen mit der unteren 25 ist ein Abstandshalter 13 vorgesehen. Der hintere Druckkammer und dem zugeordneten Pufferspeicher Kopf 9 und der vordere Kopf 12 sind mit dem Geverbunden ist, daß während der weiteren Aufwärts- häuse 4 durch Zuganker 14 verbunden,
bewegung beide Druckflüssigkeits-Einlaßöffnungen Ein Bohrstahl 15, der gemäß Fig. 1 an seinem

durch den Kolben verschlossen sind, wobei nur noch freien Ende einen Bohrmeißel 16 trägt, ist in dem die in der unteren Druckkammer gespeicherte Druck- 30 vorderen Kopf 12 gelagert und ragt in das vordere energie an der unteren Arbeitsfläche des Kolbens Ende des Zylinders 8 hinein, wo der sich hin- und ansteht, daß die untere Druckkammer und der zu- herbewegende Hammer 10 Schläge auf das benachgeordnete Pufferspeicher kurz vor oder bei Erreichen barte Ende des Bohrstahls ausführen kann. Ein des oberen Totpunktes des Kolbenweges über weitere Zentrierarm 17 ist gemäß Fig. 1 auf der Tragkon-Aussparungen mit der Druckflüssigkeits-Auslaß- 35 struktion 2 gelagert, um den Bohrstahl 15 zu führen, öffnung verbunden sind, und gleichzeitig oder unmit- Ferner ist eine Einrichtung zum Drehen des Bohr-

tclbar darauf von den Druckflüssigkeits-Einlaß- Stahls 15 vorgesehen, die einen eine Drehbewegung öffnungen nur die der oberen Druckkammer züge- erzeugenden, auf der Bohrvorrichtung 1 angeordneordnete Druckflüssigkeits-Einlaßöffnung geöffnet und ten Motor 20 umfaßt. Die Antriebswelle 21 des über weitere Aussparungen mit der oberen Druck- 40 Motors 20 treibt ein im vorderen Kopf 12 der Bohrkammer und dem zugeordneten Pufferspeicher ver- vorrichtung gelagertes Stirnzahnrad 22, das mit bunden ist, wobei während der weiteren nun erfol- einem Stirnzahnrad 23 kämmt, welches ein weiteres genden Abwärtsbewegung des Kolbens wieder alle Stirnzahnrad 24 antreibt, das seinerseits mit einer Druckflüssigkeits-Einlaß- und -Auslaßöffnungen Außenverzahnung 25 eines Futters 27 kämmt. Das durch den Kolben verschlossen sind und nur noch 45 Futter 27 steht in Antriebsverbindung mit

die in der oberen Druckkammer gespeicherte Druckenergie an der oberen Arbeitsfläche des Kolbens ansteht, und daß schließlich kurz vor oder bei Wiedererreichen des unteren Totpunktes des Kolben-

emer

Futterbacke 29, die mit Innenkeilbahnen versehen ist, welche Längsteile 30 auf der Außenseite des Bohrstahls 15 aufnehmen. Wenn das Futter 27 mit der Backe 29 in Drehung versetzt wird, dreht sich

weges die obere Druckkammer mit dem zugeordne- 50 somit auch der Bohrstahl 15. Ferner ist ein Halteteil ten Pufferspeicher über noch weitere Aussparungen 32 vorgesehen, durch das die Futterbacke 29 und mit der Druckflüssigkeits-Auslaßöffnung verbunden der Bohrstahl 15 im vorderen Kopf 12 der Vorrichist und gleichzeitig oder unmittelbar darauf wie- tung festgehalten werden. Außerdem ist ein Kappenderum nur die untere Druckkammer mit zugeord- teil bzw. eine Überwurfmutter 33 auf das freie Ende netem Pufferspeicher über die einigen Aussparungen 55 des vorderen Kopfes 12 aufgeschraubt, um das Halteteil 32 in seiner Lage zu halten.

Im vorderen Kopf 12 der Vorrichtung sind Luftkanäle ausgebildet, damit Druckluft zum Boden des gebohrten Lochs geleitet werden kann, um das Bohrmehl aus dem Bohrloch herauszublasen. Die Druckluft wird von einer Zuleitung 35 aus einem Kanal 36 im vorderen Kopf 12 der Vorrichtung zugeführt. Der Kanal 36 führt zu einem Ringraum 38 im vorderen Kopf der Vorrichtung. In dem Halteteil 32 sind

F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch einen Teil eines 65 mehrere radiale Kanäle 39 ausgebildet, die zu einem jesteinsbohrers mit erfindungsgemäßen Merkmalen, den Bohrstahl 15 umgebenden Ringkanal 40 führen, vobei sich der Hammer in seiner Schlagstellung Der Bohrstahl 15 weist einen Längskanal 41 und lefindet; einen radialen Kanal 42 auf, in den die Druckluft

in Verbindung mit der zugeordneten Druckflüssigkeits-Einlaßöffnung gelangt, wobei der Kolben wieder über die Arbeitsfläche nach oben beaufschlagt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im 60 Olgenden an Hand von Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt perspektivisch in einem kleinen Maßstab eine Ausfiihrungsform eines Gesteinsbohrers mit Merkmalen nach der Erfindung;

aus dem Ringkanal 40 einströmt um durch, Kanal 41 zum Boden des Bohrlochs geleitet zu

werden. _A . .. . _rc

Der mittlere Teil 5 des Gehäuses 4 ist mit mch.cren Ringkanälen verschen, die vom ^™J"^ der Vorrichtung aus in Richtung auf» hr voidues Ende fortlaufend mit 50, 51. 52, 53, 54 undI 55 bczeichnet sind. Die Buchse 7 weist zu den vermiede nen Ringkanälen in dem Gehäuseteil 5 führende radiale Kanäle auf, die vom hinteren Ende de, Vo - xo richtung aus in Richtung auf ihr vorderes Ende ort laufendi mit 70, 71, 72, 73, 74 und 75 bezcichne s,nd Die Kanäle 72,73,74 und 75 munden jeweils in einem von mehreren Ringräumen 60, 6162 undI 63. In der ersten Buchse 7 ist im hinteren Teil de-Vor !5 richtung eine zweite Buchse 78 angeordn■ die so bemessen ist, daß sie einen Teil des Hammers iu aufnehmen kann. Die Buchse 7 tragt an i^cm vor deren Ende gemäß Fig. 3 einen Abschnitt I)> \o größerer Wandstärke, der so bemessen «st, daß er den vorderen Teil des Hammers 10 aufnehmen kann Die Buchse 78 weist in einem R.ngraum 82 .nun dende radiale Kanäle 80 sowie in ^"^,^"κηΞ 83 mündende radiale Kanüle 81 aut, und die Kanäle 80 und 81 stehen in Verbindung mit den radialen Kanälen 70 und 71 in der Buchse 7 sowie mit den in dem Gehäuseteil 5 ausgebildeten Ringkanalen 50

und 51 . m Hn,

We am besten aus Fig. 3 ersichtlich. umfaW das Gehäuse 4 zwei auf seiner Außenseite angeo.dnete Akkumulatorkammern 90 und 91 als D™ck^fla,st keits-Pufierspeicher, die an ihren Enden mit 1.1 U.

s ssdbsas as <!cs Hammers 10 geleitet wird. In dem Behälter 101 J »^a _ge Rohrleitung 121 angeordnetdie dazu t Verbrauchte Druckmittel aus den beiden

kammern auf den voneinander abgewandten Seiten Karnn _{des Hammers 10 liegen}d_en Kam ^n abzufüllen. Der Auslaßbehälter 101 ist mit nur _{Q4 versehen> die das} hydraulische

<- ^ _{Druckquelle zurü}ckleitet.

_Antrieb_Skraft, durch die der Hammer 10 nach ^ ^ _{dnen Sch]ag f} ^en _{B ir}_

ο g _{wird der in d} Akkumulator

_icherten Energie und dem Strom des hydrau-8 P _Druckmittels entnommen, der durch die Zu-' ^ _Druckwe„_en.Filterbehalter 100 und

_{d R}»_{hr 110 ströml}. Die Antnebskraft zum Zuruck- ^ _{Hammers w wird der} indem Akkumu- ^ _iche,,_{en E e und} dem Strom des

_{k Ulels} entnommen, der durch die Zuleitung ^ _Druckwellen._Filterbehalter 100 und das

Eintrittsrohr 111 strömt. .

Beschreibung der Wirkungsweise der Bohr_ichu, _{sei ange}nommen, daß sich der Hammer _{anfänglich in} der in Fig 2 gezeigt en Stellu, g befindet, bei der er einen Schlag auf den Bohrstahl ^..^ ^ _hydrauliscl Druckmittel, ζ Runter _stehendes Öl, wird über die ZuIe tung 103 ^ _Behäi_ter100 zugeführt. Das Druckol strömt je ^ _{jn dem Behalter 100} angeordnete Rohr

111 und eine Öffnung 115 in dem Gehäuseteil 5 zu ^^U _{Rj kanal5S}. _Von den1 Ringkanal55i aus strömt _{Druckflüssigke}it durch die radialen Öffnungen 75 _{und den} Ringraum 63 der Buchse 7 ™ der mit 68 _e7eichneten Reihe von Schlitzen des Hammers 10.

der Hamme,. 10 mil Reihen von m UmiantatetKden verteilten ab ""i^'^Sto de'.cn Aussparungen versehen; diese ^Sc''"^zrf ™ ^ » ° Verbindung. Das Druckmitld strömt somi "" «e«> Akknmnlator 90. der mirD™"»"/^¹^ _wird, so daß Energ.e in dem Akkumulator 90 ge

5.66. 67 und 68 bezeichnet.

Hammerabschnitte

ersetzen, die sich ü

_{JQ1 steht mit d} Kammer 8

D^uckmit iauÄ Behälter 100 zu ^^π' der abgewandten Seiten der zentralen Verdickung ^ undlhn zu veranlassen, seine Rückwartsbewe

_{309 524/31fl}

2 UZ2 490 \_-_ 9 T^

gung fortzusetzen. Bei dieser weiteren Riickw^:irK r

bewegung des Hammers wird die in der Kamm i Sb !Γ ^Akk.V^^{ulator νθΓ}"" gespeicherte Enereic enthaltene Flüssigkeit zusammengedrückt Dn die TT ^VCrß^roßc? w.rd.

Kammer 8 ft mit dem Akkumulator 91 'über die ΓΠΙ^ιΓ Tn ?™.^{ÜrlsbcwegllI1}8 ^dcs ""miners Il Öffnung 92. den Ringkanal 52. die öffnung 72 und 5 KnS ΐ K " ^tinIaßöffn«»8 75 und der Aus den Rmgraum 60 in Verbindung steht, wird die den der H mm ' ^Kamm _c ^er,⁸⁶ ßciilTiicl werden, und dal Akkumulator 91 füllende hydraulische Fluss- Die S «"^Κ" Schlag auf den Bohrstahl ausübt zusammengedrückt. Während der Hammer fortfährt K mm ί Γ"⁸ ,^{Und dic} Auslassöffnung de, sich nach hinten zu bewegen, wird somit Enereic i .^ °'^ln,^{cn sldl vor dem} Zeitpunkt des Er-

dem Akkumulator 91 gespeichert. Wenn der Hirn i» w* . ^C'!^1CS ,^Schla8^{cs aus} dem gleichen Grund, au; mer seine Aufwärtsbewegung in Richtung auf seine K , η " . "π'¹'" ^{71 Ulld dic} Auslaßölinung de. in Fig. 3 gezeigte obere TotpunktstcHung fo rlSS ^ ' '^{lcr 8o} Scoflnet werden, bevor der obere Totkommen die Schlitze 65 in Fluchtung mit dem Rine Ä T'J ■ ^mrd' ^d' ^h· ^{um ein} einwandfreies und raum 83, so daß die Einlaßöffnung 71 freigelegt w d A i?-,T", ^der Vorrichtung zu gewährleisten.

Im gleichen Zeitpunkt kommen die Schlitze 67 in « ^h '.^Itsf^ie f ^der beschriebenen Art wiederholen Huchtung mit dem Ringraum 61, so daß die Kam SH V "^¹" ^Folge- ^{so daß auf d}™ Werkstück rnerS« mit der Austrittsöffnung 73 verbunden wird „If '" ^einer entsprechenden Anzahl ausgeübt Die Massenträgheit veranlaßt den Hammer, sich wei- nt A η

ter nach oben bzw. nach hinten in Richtung auf seine Rdhen 64^"^V^ ^{die Unge der Schlilze der} Totpunktstellung nach Fig. 3 zu bewegen Die Ein _2n "⁶I'^'⁶⁶'^{67 und 68} sowie die gegenseitige Iaßöffnung71 und die Auslaßöffnung 73 weaien ce- „„f 7ς" t ^{GrÖße der} Öffnungen 70,71.72,73 öffnet, btvor der Hammer seine obere Totpunkt- ZnZlJn ^"^sonderer Bedeutung. Die Einlaßstellung erreicht, da die Kammer 8 b nicht sofort ! s"⁸ } T* ^dle Verbindung zwischen der Kamunter Druck gesetzt wird, wenn der Einlaß geöffnet "7 _m- ^d,^er Auslaßöffnung 73 über die Schlitze wird, und die Kammer 8« wird nicht sofort entleert 2, «ff f™ ^{eZU genau inl} gleichen Zeitpunkt gewenn s,ch die Austrittsöffnung öffnet. Der Hammer* öffn «" ^gf^chlossen werden. Auch die Einlaß-10 benotigt eine gewisse Zeit, um seine Beweguncs- v" , !1 ^d'^{e durch die Schlitze 66} hergestellte richtung umzukehren. Das öffnen der Einlaß und S"^dun8 tischen der Kammer 8 b und der Aus-Auslaßoffnungen vor dem Zeitpunkt, in dem der 1Λ* , ⁸ ? ^mussen Unfalls nahezu gleichzeitig Hammer seine obere Totpunktstellung erreicht ge- 30 K? ^ |^eschIosse" werden. Die Verbindung wahrleistet ein zweckmäßiges, wirtschaftliches und Sf ^der _u ^Kammer8« und dem Auslaß 73 wird stabiles Arbeiten der Vorrichtung. f se Itlossen, bevor der Einlaß 75 geöffnet wird so mn !? ^Dr ₁ ^uc _J ^kfiuss'g^keit strömt jetzt aus dem Behälter /J_n ι ^S'^C 'i ^{dem Akk}"mulator90 gespeichert wer-100 durch das Rohr 110, die öffnung 116, den Rinc- «/, T: ^{Und die} Verbindung zwischen der Kammer ?ί?Γ «^{die Kanäle71}' den Ringraum 83 und die 35 FinhR7i "£^{USlaß73 wird} geschlossen, bc^or der Schlitze 65 so daß sie auf die Schulter 11 ft _wir?_t ³⁵ J "'^ ⁷¹ g^eoff"et wird, so daß in dem Akkumulator Nunmehr kehrt der Hammer 10 seine Bewegung- ⁹¹^^ncrg.^le gespeichert wird.

richtung um und wird durch den in der Kammer 8 ft ,_tP ·^{6 SchIa}g^kraft des Hammers 10 reiter zu

herrschenden Druck vorwärtsgetrieben, so daß er Tv fT' '» ^ ^Abschni« oder eine Kammer 131 des

einen Schlag auf den Bohrstahl 15 ausübt. Da de 40 fo Τι η V^{ber dem hinteren Ende} des Hammers

Akkumulator 91 mit der Kammer 8 ft übe Sk J^^^ls ^kpolster mit Luft oder einem hvdrau-

Schhtze 66, den Ringraum 60. die öffnung 72 den dS h"t ff T ^gefÜIlt· ^{Ein Kanal 130 zuni Z}-^jiühren

Kanal 52 und die Öffnung 92 in Verbindung steht J^J_nI f^ ^{Mcdiums 2U de}r Kamme; 131 ist

η ^W1i^^dn^r Γ ^^em Eisbehälter 100 herrschende S- ^^{ahrend auf das} Werkstück ein ScMas aus-

Druck daß der Druck in dem Akkumulator91 vveS ₄₅ ^i^u' ^S0/^{aB die Kammer} "1 auch dann stets

erhöht w,rd so daß die in diesem Akkumulator TJ- _vei,ft ^bet _f ^reffenden Medium gefüllt ist, wenn Lcck-

speicherte Energiemenge weiter vergrößert wird fn „ach ? f T™ ^S°"^ten· ^We"^{n sich} ^r Hammer

^dM,^m ^^eit^^{Unkt Wird die} Kammer 8 β übei d" "_n r ^C" ^beWegt" ^{wird der} Kanal !30 verschlos-

Schhtze 67 den Ringraum 61, die öffnung 73 und 0 h ι ^T ^Rückwärtsbewegung des Hammers

den Kanal ,3 zum Zweck des Entleeren*^* der 50 ^ΪΓ 'ί ^ ™ ^der Kammer 131 enthaltene

Auslaßoffnung 122 verbunden, die zu dem Rohr 121 ST ^VerdlCi?^{tet uird}" ^We"n der Hammer beginnt.

fuhrt das m dem Druckwellen-Filterbehälter 101 auf £ K ^Vorwartsbewegung auszuführen, wird die in

der Austnttsseite angeordnet ist. Aus dem Behälter nS_r »f""¹⁶,¹"¹³¹ §^esP^ei*^erte Energie an den Han,-

wird das Druckm tte! üh^ ^;= a -., ,".^dn{-^T mer abgegeben, um Hi.» c^n^f. _f ^_n „;*

^s^^^^zsizsr ^mit

SeiuZlZl^a/^eSCh]0SSCn- ^Der AkkumZör ^f" S^^¹¹««*« ^P^ bewegt. In Ergänbleibt in Verbindung mn der Kammer 8 ft und S ί * ^ErfinduiWdankens ist zusätzlich aus die vorher in diesem Akkumulator gespeichert 60 J'^chf^gründen eine Einrichtung vorgesehen, die Energie wird jetzt dem Hammer 10 zujrffi«um Γβ f*f? ^{des Hamm}^s 10 auf lichte Flächen, die Kraft zu vergrößern, mit der der Hammer »e-en F · Jf ^SchuIter» "3 und 134. verhindert. Diese den Bohrstahl I₅ stoßt. Während der Akkumulator S?* ü^{& 1St S}° ^a™&™^ daß sie einen Teil des die in ihm gespeicherte Energie an die Kammer 2[ ti -^Hf™^{Cr wirk}enden Druckmittels während Sb abgibt, sind der Akkumulator 90 und die K- 6₅ 91 ,etw"^ItShubS, ^{deS Hammers} ™ dem Akkumulator mer Sa geschlossen, so daß die Vonvärtsbeweg?,! ^S herrtt ? ^" ^{auf der} Arbeitsseite des Hammers des Hammers 10 bewirkt, daß der Akkumulator So tion nf " ^{DrUCk We}8^en der Gefahr von Kavitam,t einem Druck beaufschlagt wird, wodurch Z in T d™ R""^ ^S?^enüb™ dem Druck zu verringern.

der den Rucknub des Hammers bewirkt. Wenn der

■■'.'■ A.W--;

Hammer eine zu große Bewegung ausführt, stellen die Schlitze 64 eine Verbindung zwischen der IZinlaßölTnung 81 und der Öffnung 80 her. Das Druckmittel strömt dann durch die radiale Öffnung 70 und den Ringkanal 50 zu einem Kanal 135, der /u dem Akkumulator 91 führt. Die Länge und der Durchmesser des Kanals 135 stellen wichtige Faktoren dar, <.!a sie so gewählt sein müssen, daß zu große Bewegungen des Hammers, Druckschwankungen und das Auftreten von Kavitationen vermieden werden.

Statt die beschriebenen Akkumulatorkammern 90 und 91 zu verwenden, kann man bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung einen in F i g. 5 dargestellten Druckverstärker verwenden. Bei dieser Anordnung ist eine Kammer 150 vorgesehen, die mit dem hydraulischen Medium gefüllt ist. Ferner ist ein Verstärkerkolben 151 vorgesehen, der einen ersten Abschnitt 152 mit einem bestimmten Durchmesser und einen zweiten Abschnitt 153 von größerem Durchmesser umfaßt. Der Zylinder, in dem der dickere Teil 153 des Kolbens 151 arbeitet, steht mit dem Zylinder 8 über einen Kanal 154 in Verbindung. Wenn der Kanal 154 mit dem Ringl.anal 54 verbunden ist, während sich der Hammer 10 nach vorn bewegt, wirkt das Druckmittel auf den Kolbenabschnitt 153, so daß der Kolbenabschnitt 152 nach unten bewegt und in der Kammer 150 ein Druck erzeugt werden. Die in der Kammer 150 gespeicherte Energie wird dem Zylinder 8 zugeführt, da der Druck in der Kammer 150 auf den dünneren Kolbenabschnitt 152 wirkt, so daß der Kolben 151 nach oben bewegt wird. Ferner kann man eine Nachfüllöffnung 155 vorsehen, damit die durch Leckverluste verringerte Flüssigkeitsmenge in der Kammer 150 ergänzt werden kann.

Aus der vorstehenden beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung eine Bohrvorrichtung vorsieht, die der erwähnten Aufgabenstellung entspricht. Genauer

ίο gesagt sieht die Erfindung ein neuartiges Schlagwerkzeug vor, das ausschließlich mit Hilfe eines hydraulischen Druckmittels betrieben werden kann. Hierbei wird die Zusammendrückbarkeit des hydraulischen Mediums ausgenutzt, um die Wirkung eines Gcsteins-

bohrcrs zu erhöhen. Die Antriebsenergie wird sowohl einem Druckmittelstrom, der durch eine äußere Quelle, z. B. eine Pumpe, erzeugt wird, als auch in den Akkumulatoren 90 und 91 gespeicherter Energie entnommen. Die Länge der Einlaßrohre 110 und 111, die den Filterbchälter 100 mit dem Arbeitszylinder 8 verbinden, und die Länge der Austrittsleitung 121, die den Arbeitszylinder^r8 mit dem Austrittsbehälter 101 verbindet, müssen auf die Abmessungen des Bohrers und der Behälter 100 und 101 sowie den Betriebsdruck der Bohrvorrichtung abgestimmt sein. Druckschwankungen und Kavitatior werden gemäß der Erfindung dadurch ausgeschaltet daß Druckwellen-Filterbehälter 100 und 101 vor großen Abmessungen vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch betätigbare Schlagvorrichtung mit einem einen Zylinder umgebenden Gehäuse und einem in dem Zylinder zwischen zwei Endstellungen hin- und herbewegbaren Kolben, der wenigstens eine Arbeitsfläche als verschiebbare Begrenzungsfläche einer Druckkammer aufweist und dessen Mantelfläche bei der Hin- und Herbewegung als Steuerorgan zum Öffnen bzw. Verschließen einer Druckflüssigkeits-Einlaß- bzw. -Auslaßöffnung am Zylinder dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (8 α bzw. 8 b) mit einem Druckflüssigkeits-Pufferspeicher (90 bzw. 91) verbunden ist, daß von einer Endstellung des Kolbens (10) aus während eines ersten Teilstückes des Kolbenweges die Druckflüssigkeits-Einlaßöffnung (115 bzw. 116) über Aussparungen (68 bzw. 65) am Kolben (10) mit der Druckkammer (8 α bzw. 8 b) und mit dem Druckflüssigkeits-Pufferspeicher (90 bzw. 91) verbunden ist, während des weiteren Kolbenweges die Druckflüssigkeits-Einlaßöffnung (115 bzw. 116) durch den Kolben (10) verschlossen wird und nur noch die in der Druckkammer (8 a bzw. 8 b) gespeicherte Druckenergie an der Arbeitsfläche"(llfl bzw. lib) des Kolbens (10) ansteht und die Druckkammer (8 α bzw. 8 b) und der Pufferspeicher (90 bzw. 91) kurz vor oder bei Erreichen der anderen Endstellung des Kolbens (10) über weitere Aussparungen (67 bzw. 66) am Kolben (10) mit der Druckflüssigkeits-Auslaßöffnung (122) verbunden sind.

2. Schlagvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (11 a bzw. 11 b) am Kolben (10) durch eine umlaufende, abgesetzte Schulter und die Aussparungen (68 bzw. 65; 67 bzw. 66) durch in Längsrichtung auf festgelegten Abstand angeordnete Reihen von über den Kolbenumfang verteilten schlitzartigen Vertiefungen gebildet sind.

3. Hydraulisch betätigbare Schlagvorrichtung mit einem einen Zylinder umgebenden Gehäuse und einem in dem Zylinder zwischen zwei End-Stellungen hin- und herbewegbaren Kolben, der zwei Arbeitsflächen als verschiebbare Begrenzungsflächen einer unteren und einer oberen Druckkammer aufweist und dessen Mantelfläche bei der Hin- und Herbewegung als Steuerorgan zum Öffnen bzw. Verschließen einer Druckflüssigkeits-Einlaß- bzw. -Auslaßöffnung am Zylinder dient, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckkammer (8 a, 8 b) ein separater Druckfiüssigkeits-Pufferspeicher (90, 91) und eine separate Druckflüssigkeits-Einlaßöffnung (115, 116) am Zylinder (8) zugeordnet sind, daß eint den Druckkammern gemeinsame Druckflüssigkeits-Auslaßöffnung (122) am Zylinder (8) vorgesehen ist und daß die Steuerung der die Druckkammern zur Auf- und Abbewegung des Kolbens (10) beaufschlagenden Druckflüssigkeit über am Kolbonmantel ausgebildeten Aussparungen (65 bis r>8) im Verlauf der Bewegung des Kolbens (10) so erfolgt, daß in der linieren Endslellung und \v..ihrend eines ersten Teilstückes des Aufwärtsbcwegcns des Kolbens (10) nur die der unteren Druckkammer zugeordnete Driickfiüssiqkeils-Einlaßöffnun«(115) geöffnet und über einige Aussparuneen°(68) mit der unteren Druckkammer (8 a) und" dem zugeordneten Pufferspeiche.-(90) verbunden ist, daß während der weiteren Aufwärtsbewegung beide Druckflüssigkeits-Einlaßöffnungen (ϊΐδΓΐΙο) durch den Kolben (10) verschlossen sind', wobei nur noch die in der unteren Druckkammer (8 a) gespeicherte Druckenergie an der unteren Arbeitsfläche (11 α) des Kolbens (10) ansteht, daß die untere Druckkammer (8 a) und der zugeordnete Pufferspeicher (90) kurz vor oder bei Erreichen des oberen Totpunktes des Kolbenweges über weitere Aussparungen (67) mit der Druckflüssigkeits-Auslaßöffnung (122) verbunden sind, und gleichzeitig oder unmittelbar darauf von den Druckflüssigkeits-Einlaßöffnungen nur die der oberen Druckkammer (8 b) zugeordnete Druckflüssigkeits-Einlaßöffnung (116) geöffnet und über weitere Aussparungen (65) mit der oberen Druckkammer (8 b) und dem zugeordneten Pufferspeicher (91) verbunden ist, wobei während der weiteren nun erfolgenden Abwärtsbewegung des Kolbens wieder alle Druckflüssigkeits-Ein- und -Auslaßöffnungen durch den Kolben verschlossen sind und nur noch die in der oberen Druckkammer (8 b) gespeicherte Druckenergie an der oberen Arbeitsfläche (11 b) des Kolbens (10) ansteht, und daß schließlich kurz vor oder bei Wiedererreichen des unteren Totpunktes des Kolbenweges die obere Druckkammer (8 b) mit dem zugeordneten Pufferspeicher (91) über noch weitere Aussparungen (66) mit der Druckflüssigkeits-Auslaßöffnung (122) verbunden ist und gleichzeitig oder unmittelbar darauf wiederum nur die untere Druckkammer (8 a) mit zugeordnetem Pufferspeicher (90) über die einigen Aussparungen (68) in Verbindung mit der zugeordneten Druckflüssigkeits-Einlaßöffnung (115) gelangt, wobei der Kolben (10) wieder über die Arbeitsfläche (8 a) nach oben beaufschlagt wird.

4. Schlagvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) mit einer Endfläche, vorzugsweise mit der oberen Stirnfläche, gegen ein Druckpolster (131) arbeitet, das beim Arbeitshub die Kolbenkraft verstärkt und beim Rückholhub komprimiert wird.

5. Schlagvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des Aufschiagens des Kolbens (10) gegen eine Begrenzungskante (133) oder -fläche und von Kavitation eine Einrichtung vorgesehen ist, durch die bei Erreichen einer bestimmten Kolbenstellung ein zu großer Druckunterschied zwischen der Arbeitsfläche und der RückhubHäche des Kolbens verhindert wird.

6. Schlagvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr und die Abführung von Druckflüssigkeit zu und von den Druckkammern (8 a, 8/;) bzw. den Pufferspeichern (')(>. 91) über an der Zylindcrinncnflächc ausgebidcte Ringnuten (82, 83,61.63) erfolgt und daß die Druckkammern ebenfalls durch eine oder mehrere umlaufende Aussparungen an der Zylinderinnenfläche gebildet sind.

7. Schlagvorrichtung nach Anspruch fi. da-

durch gekennzeichnet, daß die Ringnuten bzw. gehende Bewegung eines Bauteils vorzugsweise eines

die Druckkammern über in einer "eingesetzten Kolbens hervorgerufen wird. Die Verwendung eines

Buchse (7) ausgebildete Radialkanäle (70 bis 75) solchen Ventils führt jedoch zu einer ziemlich kom-

mii weiteren, auf der an die Außenfläche der plizierten Konstruktion. So beschreibt etwa die üeut-

Buchse angrenzenden Innenfläche des Gehäu- 5 sehen Auslegeschrift 1 243 949 einen hydrauliscn

«« (4) ausgebildeten Ringkanälen (50 bis 55) betätigbaren Oberdruckkammer, der über eme sepa-

Lmmunizieren. rate Ventilsteuereinheit betätigt wird und dem zur

S Schlagvorrichtung nach Anspruch 7, da- Steuerung des Rückholhubs in Abhängigkeit von aer

durch oekennzeichneCdaß die Druckflüssigkeits- Stärke des Arbeitshubs eine besondere Darnpr.erein-

Ein- und -Auslaßöffnungen (115,116 bzw. 122) io heit zugeordnet ist. Wird das Druckmittel dui cn ein

sowie die mit den Druckkammern (8 α, 8 b) ver- Ventil gesteuert, so besteht aber die Gefahr daß in

bundenen Pufferspeicher (90,91) jeweils in einen den Eintritts- und Austrittsleitungen Druckwellen

solchen Ringkanal münden. auftreten. Solche Druckwellen können zu uner-

9 Schlagvorrichtung nach einem der vorste- wünschten Instabilitäten im Bewegungsablaut cies henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 15 Ventilorgans und des Hammers sowie zu Energieverzur Verhinderung von Instabilität durch Druck- lusten und zu Kavitation in den Einlaß- und_ ausculsationen in der Druckflüssigkeit die Zufuhr trittsleitungen wie auch im Arbeitszylinder tunren. bzw auch die Abfuhr der Druckflüssigkeit zu Diese Schwierigkeiten werden gewöhnlich aui cue den Druckeinlaßöffnungen und von der Druck- geringe Zusammendrückbarkeit des Arbeitsmitteis auslaßöffnung über einen Druckpufferspeicher 20 zurückgeführt. ,. Π00 bzw 101) von einer Dnickflüssiskeits-Zu- Es wurden bereits Versuche unternommen, die leitun« (103) bzw. zu einer Druckflüssiskeits- Zusammendrückbarkeit von Flüssigkeiten dazu aus-Abführieitung(104) erfolgt. zunutzen, in einer Bohrvorrichtung die gewünschte

10 Schlagvorrichtung nach einem der vorste- Bewegung eines Bauteils herbeizuführen. Bei soiuiui henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 25 Vorrichtungen benutzt man häufig eine binncniunt,, die Drucknüssigkeits-Pufferspeicher(90.91) mit die dazu dient, den Hammer, der ζ B. einen Bccinem Druckverstärker, insbesondere einem Dif- standteil eines Gesteinsbohrers bilde, in eine mn

SV (1) ü id i Flüikit füllte ^™^™£^l

cinem Druckverstärker, insbesondere eine standteil

SaVkolben (151), ausgerüstet sind. einer Flüssigkeit gefüllte ^™^™£

wodurch die Flüssigkeit in der Kammer unter 30 oesetzt wird. Dann wird der Hammer freigegeben,

woraufhin er durch die in der Kammer gespeicherte

Ener-ie vorwärtsgetrieben wird. Derartige Anordnungen haben sich jedoch bis jetzt nicht in jeder

Die Erfindung betrifft zum einen eine hydraulisch Beziehung bewährt, da vor allem der Wirkungsgrad hetäti"bare Schlagvorrichtung mit einem einen Zylin- 35 zu klein ist. . _H

S umgebenden Gehäuse und einem in dem Zylinder Der Erfindung liegt damit die: A»^f£* "J^

zwischen zwei Endstellungen hin und her beweg- mit Hilfe einer Druckflüssigkeit zu-^* "*- baren Kolben, der wenigstens eine Arbeitsfläche als Schlagwerkzeuge zu schaffen die m Vergle.ch m. verschiebbare Begrenzungsfläche einer Druckkammer den bis jetzt bekannten Schlagwei ^kf ^eVS^en ,f"^ _1U weist und desL Mantelfläche bei der Hin- und 40 Gattung mit höherem Wirkungsgrad arbei en,und ta Herbewegung als Steuerorgan zum Öffnen bzw. Ver- denen geringere Druckschwankungen in den Lintr tte

"hSeifdier Druckflüssfgkcits-Einlaß- bzw. -Aus- _und Anleitungen ^^^ΐ^

i hdlchen Druckmittel ^™.DDa

hSeifdier DruckflüssfgkcitsEinlaß bzw. Aus _und Anleitung ^ laßöffnung am Zylinder dient. mit einem hydraulischen

Bei den bis jetzt bekannten Schlagwerkzeugen der Gesteinsbohrer geschaffen ^werd^ : „

Art, auf die sich die Erfindung bezieht, wird nur eine 45 komplizierten Ventile in den EmtiitU- »^ld

inzige Energiequelle benutzt Die benötigte Energie ,eitungen "f^oder ^^S

Art, auf die sich die Erfindung bezieht, p

einzige Energiequelle benutzt. Die benötigte Energie ,eitungen "f^oder .^^

wird entweder in Form eine. Druckmittelstroms zu- benötigt werden, so daß sieh das zu

ocführt. der z. B. durch eine Pumpe oder einen Ver- besonders für mobilen Einsatz g dichter erzeugt wird, oder die Energie ist in einem Die Erfindung ,st be, eme. ^^^

Akkumulator oder Sammler gespeichert, dem sie 50 baren Schlagvorrichtung de e ngangs

nach Sedarf entnommen wird. Bei diesen beiden be- Gattung dadurch 8^e^"ⁿ^Si^^