DE2252458A1

DE2252458A1 - Steuervorrichtung fuer den vorschubantrieb einer gesteinsbohrmaschine

Info

Publication number: DE2252458A1
Application number: DE2252458A
Authority: DE
Inventors: Axel Henry Jaegerstroem
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1972-10-26
Publication date: 1973-05-10
Also published as: AT318520B; FI55245B; DE2252458C3; SE367858B; FI55245C; CH552743A; FR2158307B1; PL78634B1; FR2158307A1; JPS4856503A; IT966461B; ZA727612B; NO132845B; NO132845C; DE2252458B2; GB1380097A; JPS5143442B2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. V.Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. -Jochem

6 Prankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str.

Atlas Copco Aktiebolag
Nacka / Schweden

Steuervorrichtung für den Vorschubantrieb einer Gesteinsbohrmaschine ·

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für den Vorschubantrieb einer mit einem Druckfluidmotor für den Drehantrieb und einem in beiden Richtungen betreibbaren Druckfluidmotor für den Vorschubantrieb des Bohrstahls ausgerüsteten Gesteinsbohrmaschine, bei der am Einlaß des Vorschubmotors ein Entlastungsventil angeordnet ist, durch welches beim Überschreiten eines bestimmten Drehwiderstands am Bohrstahl der Einlaß auf einen niedrigen Druck umschaltbar ist.

Bei bekannten derartigen Steuervorrichtungen, durch welche der Vorschubantrieb bei einem bestimmten Drehwiderstand auf Rückzug umgestellt wird, ist ein Umschaltventil eingesetzt. Diese Umsteuerung arbeitet jedoch ziemlich langsam, woil die Leitungen, welche das Umschaltventil mit dpm Voreehubmotor vorbindon, bei der Umschaltung verhältnismäßig großen Druckänderungen ausgesetzt sind.

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Zur Lösung der auf die Beseitigung dieses Nachteils gerichteten Erfindungsaufgabe wird eine Steuervorrichtung der eingangs bezeichneten Art vorgeschlagen, bei welcher ein Auslaß des Vorschubmotors unter einem beim Umschalten des Einlasses auf den niedrigeren Druck den Vorschubmotor in ßiickwärtsrichtung antreibenden, erhöhten Druck gehalten ist.

Es ist bei dieser Lösung also nicht erforderlich, im Moment des Umschaltens des Vorschubmotors auf Rückwärtsantrieb erst Druckfluid zuzuführen, denn der Druck.3,legt am Auslaß des Vorschubmotors bereits an. Dieser Gegendruck ist auch nicht während der normalen Bohrarbeiten störend, denn es hat sich überraschend gezeigt, daß der für einen kurzen Rückzug zu Steuerzwecken benötigte Druck nur ungefähr 1/1o bis 1/2o des Drucks betragen kann, weicher erforderlich ist, um das Bohrgestänge aus dem Bohrloch zu ziehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 einen schematischen Schaltplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung; Fig. 2 eine Alternativ^ zur Ausführung nach Fig. 1, wobei die Abweichung auf dea in fig. I mit A umgrenzten Bereich beschränkt ist» Fig. 3 ein© weitere Kodifikation, welche das Anbohren eines Loches mit verminderter Vorschubkraft nach Richtungsumkehr gestattet; Fig. 4- eine Alternative zur Ausführung nach Fig. 3.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einer Bohrmaschine 62 mit einem mit Druckfluid betriebenen Flügelzellenmotor als Drehantrieb für einen Bohrstahl 63 sowie weiterhin mit einem nicht gezeigten Schlagmotor· Die Bohrmaschine 62 ist auf einer Lafette 64 montiert und wird durch einen mit Druckfluid betriebenen Flügelzellenmotor 4 als Vorschubmotor über

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eine Kette 65 in Richtung auf das zu bohrende Gestein und zurückgezogen. Die räumliche Beziehung zwischen den Motoren 1 und 4 und der mittels der Kette 65 bewegten Bohrmaschine 62 ist in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien 6o und 61 angedeutet. Der Drehantriebsmotor 1 hat einen Druekfluid-Einlaß 3°, der an eine Versorgungsleitung 2 angeschlossen ist. Er hat ferner einen Hauptauslaß 31 und einen Nebenauslaß 32, an welchen eine Rückführleitung 3 'für Druckfluid angeschlossen ist. Wenn Druckfluid über diese Leitung 3 statt über den Einlaß dem Motor 1 zugeführt wirdj läuft er-mit entgegengesetzter Drehrichtung wie normalerweise·

Der Vorschubmotor 4, welcher von derselben Art ist wie der Motor 1, hat einen Druckfluid-Einlaß■35» einen Hauptauslaß und einen Nebenauslaß 33· Beim Vorschubantrieb in Richtung auf das Gestein erhält der Motor 4 Druckfluid über eine Leitung 5o, ein Ventil 52, eine Leitung 5 und-ein Entlastungsventil 7» dessen Ventilkörper unter diesen Bedingungen die entgegengesetzte Stellung wie nach Fig. 1 einnimmt. Über eine Drossel im Ventil 52 und ein federbelastetes Druckbegrenzungsventil 51 wird der Nebenauslaß 33 des Motors 4 unter erhöhtem Druck gehalten. Es hat sich bei einem bestimmten Motor 4 als geeignet erwiesen, diesen Druck auf o,2 - 0,4- Atmosphären über dem atmosphärischen Druck einzustellen. Dieses Druckniveau ist überraschend niedrig, da normalerweise 3 - 4 Atü gebraucht* werden, um mit demselben Motor 4 den Bohrstahl aus dem Bohrloch zu ziehen. Dies geschieht bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Ventil 52 in die mit Bezug auf Fig. entgegengesetzte Stellung verschoben wird, wodurch dem Motor 4 Druckfluid über eine Leitung 6 und den iTebenauslaß 33 zugeführt wird. Der oben genannte, etwas erhöhte Gegendruck dient dazu, die Drehrichtung des Motors 4 umzukehren, wenn das Entlastungsventil 7 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung umschaltet. Dies bewirkt eine einstellbare Feder 8 bei einem bestimmten Druckabfall in einer Steuerleitung 14. Die Um-

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schaltung wird dadurch ausgelöst, daß ein erhöhter Drchwidcrotnnd am Bohratahl 63 als Druckabfall am Nebenauslaß 32 des Motoro 1 Gemessen wird. Der Druckabfall wird über eine kurze Verbindungsleitung 15 auf ein Entlüftungsventil 9 übertragen, dessen Ventilkörper 4o die in Fig, 1 gezeigte Stellung einnimmt, wenn der Druck in der Verbindungsleitung 15 und deren Anschluß 36 am Entlüftungsventil 9 niedriger ist als in einem Kanal 38. In diesem Fall wird das Druckfluid in der Steuerleitung 14 über ein Ventil 1o, eine Leitung 16, deren Anschluß 37 am Ventil 9» ^den Kanal 38, eine Ventilkammer 41 und einen Ventilauslaß 39 zu einem Baum hin abgeleitet, in welchem ein niedrigerer Druck herrscht als in der Verbindungsleitung 15· Auf diese Weise wird ein sehr schneller Druckabfall in der Steuerleitung 14 erzielt und damit ein schneller Richtungswechsel des Vorschubmotors 4.

Um die automatische Umsteuerung ausschalten zu können! ist ein Steuerventil 11 vorgesehen, welches in einer zur Darstellung nach Fig. 1 entgegengesetzten Stellung über eine Druckleitung 12 zugeführtes Druckfluid über eine Leitung su dem Ventil 1o durchlässt, dessen Ventilkörper auf diese Weise in die mit Bezug auf Fig. 1 entgegengesetzte Lage umgestellt wird. In dieser Schaltstellung der Ventile 11 und 1o kann der Vorschub des Bohrstahls 63 willkürlich und unabhängig von den sich auf den Drehwiderstand auswirkenden Betriebsbedingungen gesteuert werden.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach Fig· 1 könnten die Drosselstelle 53 und das federbelastete Druckbegrenzungsventil 51 auch in demselben Ventilgehäuse wie das Handsteuerventil 52 angeordnet sein. Diese Einzelteile könnten selbstverständlich auch noch an andere Stellen gelegt werden, wenn dabei nur der Zweck gewahrt bleibt, am Nebenauslaß 33 des Vorschubmotors 4 ein bestimmtes erhöhtes Druckniveau aufrecht zu erhalten. Bei einem hydraulischen··« _A. ' ·■

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Vorschubmotor kann es z.B. zweckmäßig sein, die Drossel und das federbelastete Druckbegrenzungsventil 51 in der Nähe des Entlastungsventils 7 zu installieren, so daß eine besondere Leitung für die Bückführung der hydraulischen Flüssigkeit vom Entlastungsventil zum !Flüssigkeitsvorrat bei der druckgesteuerten Richtungsumkehr entfallen kann. Hierbei werden drei bei einem bestimmten Druck Öffnende Ventil benutzt. Das eine liegt parallel zum Druckbegrenzungsventil 51 > hat aber eine umgekehrte Öffnungsrichtung. Die beiden anderen Ventile verbinden den Ventilauslaß des Entlastungsventils 7 mit den Leitungen 5 und 6. Es ist weiterhin möglich, die Drossel 53 durch einen an den Nebenauslaß 33 des Vorschubmotors 4· angeschlossenen Druckspeicher zu ersetzen.

Bei dem Ausfühfungsbeispiel nach Fig. 2 dient statt eines Flügelzellenmotors 4 ein Kraftzylinder 7o als Vorschubmotor.

Die Steuervorrichtungen nach Fig. 3 und 4 zeigen Möglichkeiten, um das Anbohren von Löchern mit verminderter Vorschubkraft zu erreichen. Ein solches langsameres Anbohren ist oft angebracht, um die Gefahr zu vermeiden, daß der Bohrstahl nach dem ersten Umschalten des Entlastungsventils 7 erneut festklemmt. Das Anbohren mit verminderter Vorschubkraft ist jedoch nicht nur nach der Richtungsumkehr, sondern auch in Verbindung mit anderen Steuervorrichtungen oftmals zweckmäßig. Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist in ,die Steuerleitung 14 des Entlastungsventils 7 eine einstellbare Drossel 81'und parallel dazu ein Druckbegrenzungsventil 8o gelegt worden. Durch die Drossel 81 wird ein verhältnismäßig langsamer Druckanstieg am Druckfluid-Einlaß 35 des Vorschubmotors 4 erreicht, wenn der Drehwiderstand am Bohrstahl 63 abnimmt und sich dabei der Druck in der Steuerlaitung 14 erhöht. Da sich die Geschwindigkeit, mit welcher der Druck am Einlaß 35 ansteigt, danach richtet, wie schnell sich der Druck in der Steuerleitung zwischen der Drossel 81 und dem Entlastungsventil 7 erhöhb,

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kann die Schnelligkeit der Druckänderungen am Einlaß 35 zum Teil mittels der Drossel 81 und zum Teil durch die Wahl des Rauminhalts desjenigen Teils der Steuerleitung 14 beeinflusst werden, welcher sich zwischen der Drossel 81 und dem Entlastungsventil 7 befindet. Das Ventil 8o hat den Zweck, bei einem Druckabfall in der Steuerleitung 14 einen Bypass für die Drossel 81 zu bilden, worüber der Druckabfall sehr schnell an das Entlastungsventil 7 weitergeleitet wird·

Bei der alternativen Ausführungsform nach 3?ig. 4 sind eino einstellbare Drossel 91 und ein parallel geschaltetes Bückschlagventil 9o in der Druckfluid-Versorgungsleitung 5 Vorschubmotors 4 angeordnet.

Pat entansprüche

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Claims

Patentansprüche

i« Steuervorrichtung für den Vorschubantrieb einer mit einem Druckfluidmotor für den Drehantrieb und einem in beiden Richtungen betreibbaren Druckfluidmotor für den Vorschubantrieb des Bohrstahls ausgerüsteten Gesteinsbohrmaschine, bei der am Einlaß des Vorschubmotors ein Entlastungsventil angeordnet ist, durch welches beim Überschreiten eines bestimmten Drehwiderstands am Bohrstahl der Einlaß auf einen niedrigen Druck umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaß (33) des Vorsehubmotors (4-) unter einem beim Umschalten des Einlasses (35) auf den niedrigen Druck den Vorschubmotor (4) in Rückwärtsrichtung antreibenden, erhöhten Druck gehalten ist*

2· Steuervorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h, g e k e η η ζ e~ich.net, daß der Auslaß (33) äes , Vorschubmotors (4·) über eine Bros sei (53) iai-tr de^eeen Einlaß (5o» 5) iß Verbindung »steht und an ein Druckbegrenzungsventil (51) angeschlossen ist*

5·~ Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß der durch das Druckbegrenzungsventil (51) aufrecht erhaltene, erhöhte Druck weniger als 1/1ö des für den normalen Rückzug des BohrStahls (63) erforderlichen ■ Drucks beträgt.

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