DE2341150C3 - Drehschlagbohrmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehschlagbohrmaschine, insbesondere zum Herstellen von Schießlöchern. Tiefbohrungen od. dgl., mit den Merkmalen gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei einer derartigen Drehschlagbohrmaschine (US-PS 17 71 036) mit einem im Gehäuse befestigten Verteiler erfolgt der Drehantrieb des Bohrers durch einen im Gehäuse drehbar gelagerten Bohrerhalter. Ein fliegend gelagerter Schlagkolben überträgt die Schlagenergie direkt auf den Bohrer bzw. das Bohrgestänge. Ein umsteuerbarer Zahnradmotor treibt den mit dem Bohrer verbundenen Bohrerhalter über ein Zahnradgetriebe, dessen Ritzel an den Enden zweier im Gehäuse angeordneter Exzenterwellen aufgezogen sind. Der Zahnradmotor enthält ein Zentralrad, mit dem die beiden Ritzel kämmen. Durch die Exzenterwellen ist ein innenverzahntes Rad verschiebbar, welches seinerseits ein auf dem Außenumfang des Bohrerhalters ausgebil detes Mittelrad in Drehung versetzt. Diese bekannte Bohrmaschine erfordert auf Grund der vielen Einzelteile einen beträchtlichen Herstellungsaufwand und arbeitet mit einem niedrigen Wirkungsgrad, weil die Drehung vom Motor bis zum Bohrer über 15 verschiedene Reibungsflächen übertragen wird.

Bei einer anderen bekannten Drehschlagbohrmaschi ne (US-PS 1846 817), bestehend aus einem Kopf, einem Schlagwerk und einem hinteren Kopf, ist in den Kopf ein btarr mit einer Fassung und einer Schlitzmutter verbundener Bohrerhalter montiert, dessen hinteres Ende in eine im vorderen Kopf und im Schlagzylinder gehaltene Tastbuchse hineinragt Die Kolbenfläche des Schlagkolbens weist Schlitze auf, in die die starr mit dem Bohrerhalter verbundene Schlitzmutter eingreift. Der hintere Zylinderraum ist durch einen Flansch begrenzt, an dessen Rückseite Achswellen für Zahnräder ortsfest angeordnet sind, die mit einem innen gezahnten Zahnrad in Eingriff stehen. Ein auf dieses Zahnrad einwirkender Drehmotor weist einen Läufer mit Radialnuten auf, in die bewegliche Schaufeln hineinragen und die ständig gegen den Hohlraum im hinteren Kopf angedrückt sind. Durch einen Hahn und mit einem Ventileinsatz verbundene Bohrungen kann abwechselnd der hintere und vordere Zylinderraum mit Druckluft beaufschlagt werden. Über diesen Hahn wird auch das Drehwerk mit Druckluft gespeist, dessen Läufer über ein Getriebe, die Flansche, den Schlagkolben und dem Bohrerhalter mit dem Bohrgestänge verbunden ist. Die Ausbildung und Anordnung des Drehwerkes und des Bohrgestänges weist eine Vielzahl von reibenden Teilen auf, was den Wirkungsgrad erniedrigt. Der Motor läuft mit hoher Drehzahl und erfordert ein Umlaufgetriebe, durch das der Wirkungsgrad weiter verringert wird. An der Übertragung der Drehbewegung vom Läufer zum Bohrer nehmen 17 verschiedene Bauteile teil, was die Konstruktion kompliziert und verteuert. Darüber hinaus ist bei dieser bekannten Maschine der Läufer nur in einT Richtung angetrieben, was sich insbesondere beim Niederbringen von Tiefbohrungen nachteilig auswirkt, weil dadurch die Montage- und Demontage des Bohrgestänges nicht mechanisiert werden kann.

Ein anderer bekannter Bohrhammer (DT-PS 2 91 921) mit einem Schlagwerk und einem Drehwerk enthält einen Läufer mit Gelenkschaufoln, die an einer Zylinderwand eines Hohlraumes gleitend anliegen und Arbeitskammern ausbilden. Die Verdrehung des Läufers wird durch einen Schneckentrieb und Zahnräder auf den das Bohrgestänge drehfest haltenden Bohrerhalter übertragen. Durch Ersetzen des Schneckentriebes kann die Drehzahl des Bohrwerkzeuges bzw. das Drehmoment geändert werden. Diese Ausführung ist auf Grund der kinematischen Bewegungsübertragung außerordentlich aufwendig. Durch die bei Schlagwerken allgemein auftretenden Stoß- und Vibrationsbelastungen ist insbesondere der Schneckentrieb einem hohen Verschleiß unterworfen, durch den sich darüber hinaus auch noch der Wirkungsgrad des Drehwerkes verschlechtert.

Die Verwendung der Abluft aus dem Drehwerk als Druckluft in dem Schlagwerk stört den Betriebsrhythmus beider Werke, weil der Dreh- bzw. Umsetzwiderstand des Bohrwerkzeuges eine variable Größe ist, die von mehreren Faktoren, z. B. den mechanischen Eigenschaften des Gebirges, Krümmung des Bohrloches, Intensität der Spülung usw., abhängt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehschlagbohrmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die

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ein konstruktiv einfaches Drehwerk besitzt, betriebssicher ist, ein vergleichsweise geringes Gesamtgewicht und nur eine geringe Anzahl von Bauteilen aufweist und die eine reversierbare Drehbewegung des Bohrgestän ges und damit die Mechanisierung des Gestängeeinbauesund -Ziehen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Die Umkehr der Drehrichtung kann auf besoi.ders einfache Weise durch eine Weiterbildung der erfin- dungsgemälk-ii Drehschlagbohrmaschine gemäß dem Anspruch 2 erreicht werden.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert; darin zeigt ,

Fig. 1 die erfindungsgemäße Schlagbohrmaschine in einem Längsschnitt,

Fig. 2einen Schnitt nach der Linie 11-11 der Fi g. 1, Fig. 3einen Schnitt nach der Linie 111-1 Ii der F i g. 2,

Fig.4 die Baugruppe A der Fig. 2 (die Läufererhebung und das Verschlußstück in größerem Maßstab),

Fig. 5 die Baugruppe ßder Fig. 1 (die Hahnstcllung während der reversierbaren Rotation),

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl der F i g. 4 (Schnitt durch die Schaufel aus Textolit der L.iufererhebung).

Die in F i g. 1 bis 6 dargestellte Bohrmaschine verfügt über ein Schlagwerk 1 (Fig. 1), welches ein Gehäuse 2 mit einer zylindrischen Innenbohrung hat, in der ein die Atmosphäre austritt.

Der Ständer 9 weist ferner Kanäle 32, 33 (F i g. 1, 4) auf, die ständig mit entsprechenden Kanälen 34, 35 (Fig. 1) im Verteilergehäuse 12 und im Kopf 7 verbunden sind.

Zur Änderung der Strömungsrichtung der Druckluft und Abluft zu den Arbeits- und Leerlaufräumen dient ein Hahn 36.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Stellung des Hahnes 36 sind die Kanäle 34 des Verteilergehäuses 12 über eine Eindrehung 37, eine Bohrung 38, eine Luftleitung 39 und eine Nut 40 des Hahnes 36 an eine Druckluftleitung 41 angeschlossen.

Die Kanäle 35 des Kopfes 7 sind über eine Eindrehung 42, eine Bohrung 43, eine Luftleitung 44, eine Nut 45 und eine Bohrung 46 im Hahn 36 mit der Atmosphäre verbunden. In dieser Stellung rotiert der Läufer 10 während des Bohrbetriebs im Uhrzeigersinn.

Um den Läufer 10 gegen den Uhrzeigersinn rotieren zu lassen, wird der Hahn 36 so verdreht, daß seine Nut 45 die Luftleitung 44 mit der Druckluftleitung 41 und die Nut 40 die Luftleitung 39 mit der Bohrung 46 des Hahnes 36 (mit der Atmosphäre) verbinde. In diesem Fall sind die Arbeitsräume 26, 27 und 28 mit der Atmosphäre verbunden, d. h. sie werden zu Leerlaufräumen, wahrend die Leerlaufräume 29, 30 und 31 an die Druckluftleitung 41 angeschlossen sind und so /u Arbeitsräumen werden.

Die Abdichtung der luftzuführenden Kanüle 32 und 34

Luftverteiler 3 und ein Schlagkolben 4 angeordnet sind, 30 (F i g. 1) erfolgt durch eine Stange 47 des Schlagkolbens

wobei der letztere unter Einwirkung der Druckluft hin- und hergeht und am Ende des Arbeitshubes Schläge auf ein Bohrgestänge 5 ausübt, welches in einem an einem vorderen Kopf 7 der Schlagbohrmaschine angebrachten Gestängehalter 6 aufgenommen ist.

Die Schlagbohrmaschine besitzt ein Drehwerk 8 (Fig. 2) aus einem zylinderförmig ausgebildeten Ständer 9 (Fi g. 1, 2) und einem im Ständer 9 angeordneten Läufer 10. Der Ständer 9 stützt sich über Ansätze 11 am Gehäuse t2 des an seiner Rückseite angeordneten Luftverteilers 3 und über vordere Ansätze 13 auf der Mantelfläche des vor ihm liegenden Kopfes 7 ab.

Der Nockenflächen 14 aufweisende Läufer 10(Fi g. 2, 4) ist im Ständer 9 so angeordnet, daß seine Nocken 15 an der Zylinderwand des Ständers 9 entlanglaufen und seine beiden Stitnflächen 16, 17 (Fig. 3) zwischen den Stirnwänden des Kopfes 7 und des Luftverteilergehäuses 12 gehalten sind und dadurch vier Freiräume 18 begrenzen. Zur Abdichtung der Freiräume 18 an den Berührungsstellcn zwischen den Nocken 15 und der zylindrischen Innenfläche des Ständers ·, sind die Nocken 15 mit abgefederten Schaufeln 19 (Fig.6) versehen.

Am Läufer sind Ringflächen 20 und 21 (Fig. 3) ausgebildet, die sich mit entsprechenden Schullerflächen am Kopf 7 und am Verteilergehäuse 12 Gleitlager bilden.

Im Ständer 9 sind Nuten 22 (F i g. 4) eingearbeitet, in denen als rechtwinklige Streifen ausgebildete abgefederte Verschlußstücke 23 (Fig. 3. 4) im Gleitsitz angeordnet sind, die mit ihrer abgerundeten Oberflache an der Nockenfläche 14 (Fig. 2, 4) des Läufers anliegen und mit ihren Seitenflächen 24 und 25 (F i g. 3) an den ihnen zugewandten Stirnflächen des Verteilergehäuses 12 und des Kopfes 7 gleiten. Die Verschlußstücke 23 teilen die vier Räume 18 in drei mit Druckluft beaufschlagte Arbeitsräume 26, 27, 28 (F i g. 2, 4) und in drei Leerlaufräume 29,30,31, aus welchen die Abluft in 4, die im Gleitsitz in die jeweilige Bohrung des Verteilergehäuses 12 eintritt. Die Abdichtung der die Luft ableitenden Kanäle 33 und 35 erfolgt durch eine zylindrische Oberfläche 48 des Bohrgestänges 5. die mit der Innenfläche des Kopfes 7 im Gleitsitz zusammenwirkt.

Der Kopf 7 trägt den Bohrerhalter 6 (Fig. 1), der gegen axiale Verschiebung durch einen Feststeller 49 gesichert wird, welcher an einer Achse 50 eines Ansatzes 51 am Kopf 7 angelenkt ist. Das Schlagwerk 1. das Drehwerk 8 und der Kopf 7 sind miteinander durch Spannschrauben 52 verbunden.

Nach Einschaltung der Drehschlagbohrmaschine beginnt der Schlagkolben 4 unter der Einwirkung der aus dem Luftverteiler 3 (Fig. 1) kommenden Druckluft hin- und hergehende Bewegungen auszuführen. Am Ende des Arbeitshubes schlägt der Schlagkolben 4 auf das Ende des Bohrgestänges 5, das gegen Herausfallen aus dem Kopf 7 durch den Bohrerhalter 6 gesichert ist. Ein Aufschrauben des Bohrerhalt^rs 6 111 seiner Arbeitslage wird durch den Feststeller 49 verhindert, der am Ansatz 51 des Kopfes 7 sitzt.

Aus der Druckluftleitung 41 gelangt die Druckluft über die Nut 40 des Hahnes 36, die Luftleitung 39, de Bohrung 38 des Luftverteiiergehäuses 12, die Eindrehung 37, die Kanäle 34 des L'iftverteilergehäuses 12 und die Kanäle 32 des Ständers in die Arbeitsräume 26, und 28 des Drehwerkes 8 und füllt diese. Dabei übt sie einen gleichen Druck auf die abgefederten Verschlußs.jcke 23 und die Nockenerhebungen 15 des Läufers aus. Unter Einwirkung der Druckluft beginnt sich der Läufer 10 im Uhrzeigersinn (der Drehsinti ist in F i g. mit einem Pfeil markiert) im Arbei'sraum des Ständers zu drehen. Die mit der Nockenfläche 14 des Läufers zusammenwirkenden abgefederten Verschlußstückc führen eine hin- und hergehende radiale Bewegung in den Nuten 22 des Ständers 9 aus und überwinden dabei den Widerstand der Federn 53 (F i g. 4).

Wenn eine Nocke 15 des Läufers 10 und ein Verschlußstück 23 übereinanderliegen, ist letzteres vollständig in seiner Nut 22 eingeschoben und die von diesem Verschlußstück begrcinzten benachbarten Arbeits- bzw. Leerlaufräume verschwinden. In diesem Augenblick dreht sich der Läufer 10 unter der Einwirkung der Druckluft in den zwei übriggebliebenen Arbeitsräumen weiter. Die Drehung des Läufers 10 wird auf das Bohrgestänge 5 übertragen, das in die Bohrung des Läufers 10 eingesteckt ist.

Aus den Leerlaufräumen 29,30,31 des Drehwerkes 8 wird die Abluft über die Kanäle 33 des Ständers 9 und die Kanäle 35 des Kopfes 7, die Eindrehung 42 und die Bohrung 43, die Luftleitung 44, die Nut 45 und die Bohrung 46 des Hahnes 36 in die Atmosphäre abgelassen.

Zur Umkehr der Drehriclhtung ist der Hahn 36 (Fig.5) so zu drehen, daß die Luftleitung 44 mit der Druckluftleitung 41 durch die Nut 45 und die Luftleitung 39 mit der Bohrung 46 des Huhnes 36 über die Nut 40 verbunden wird. Hierbei strömt die Druckluft aus der Druckluftleitung 41 über die Nut 45, die Luftleitung 44, die Bohrung 43 des Kopfes 7, die Eindrehung 42, den Kanal 35 und den Kanal 33 des Ständers 9 in die

S Leerlaufräume 29,30 und 31 des Drehwerkes 8 und läßt den Läufer 10 und das damit durch ein Verbindungsstück gekoppelte Bohrgestänge 5 gegen den Uhrzeigersinn rotieren. Die Arbeitsräume 26,27 und 28 sind übe? die Kanäle 32 des Ständers 9, die Kanäle 34 des Verteilergehäuses 12, die Eindrehung 37, die Bohrung 38, die Luftleitung 39 (F i g. 5), die Nut 40 des Hahnes 31: und die Bohrung 46 des Hahnes 36 mit der Atmosphäre verbunden.

Die Regelung der Drehgeschwindigkeit des Läufen kann nach einem beliebigen bekannten Verfahren beispielsweise unter Anwendung einer an der Druck luftzufuhrleitung bzw. dem Hahn selbst angebautci: Drossel (nicht gezeigt) erfolgen. Hierbei ist die Drosse· unterschiedlich ausführbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drehschlagbohrmaschine mit einem Schlag-

~ werk, welches ein Gehäuse mit einer zylindrischen Längsbohrung aufweist, in welcher ein Schlagkolben und ein Druckluftverteiler angeordnet sind, einem vor dem Schlagwerk befindlichen Kopf mit einem koaxial zum Schlagkolben angebrachten Bohrerhalter, und mit einem Drehwerk, das als Druckluftmo- tor ausgebildet ist und aus einem zylindrischen Ständer $owie einem mit Nocken und Nockenflächen versehenen Läufer besteht, dessen Nockenerhebungen längs des Ständers verlaufen und an der zylindrischen Innenfläche des Ständers anliegen, wobei Freiräume zwischen dem Ständer und dem Läufer gebildet sind, denen Druckluft zuführende und Abluft ableitende Kanäle zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Nuten

(22) des Ständers (9) abgefederte Verschlußstücke

(23) vorgesehen sind, welche an die Nockenflächen (14) des Läufers (10) anliegen und die Freiräume (18) zwischen Ständer (9) und Läufer (10) in Arbeitsräume (26, 27, 28) und Leerlaufräume (29, 30, 31) unterteilen, deren Anzahl jeweils um ein Paar geringer ist, als die Gesamtzahl der Freiräume beträgt, wobei jeder Arbeitsraum (26, 27, 28) an die die Druckluft zuzuführenden Kanäle (32) und jeder Leerlaufraum (29, 30, 31) an die die Abluft abführenden Kanäle (33) angeschlossen ist.

2. Drehschlagbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Arbeitsräumen (26,27,28) Druckluft zuführenden Kanäle (32) sowie die die Abluft aus den Leerlaufräumen (29, 30, 31) ableitenden Kanäle (33) an einen mit einer Druckluftleitung (41) und der Atmosphäre verbundenen Hahn (36) angeschlossen sind, durch dessen Umschaltung die Kanäle (33) der Leerlaufräume (29, 30, 31) mit der Druckluftleitung (41) und die Kanäle (32) der Arbeitsräume (26, 27, 28) mit der Atmosphäre verbindbar sind, wobei die Leerlaufräume (29,30,31) als Arbeitsräume und die Arbeitsräume (26, 27, 28) als Leerlaufräume ausgebildet sind und der Läufer (10) und der mit diesem gekoppelte Bohrer (5) in entgegengesetzter Drehrichtung antreibbar sind.