DE2362724A1 - Schlagbohrer - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. KARL BOEHMERT- DIPL.-ING. ALÜfcAT BOSHMER7 DR.-ING. WALTER HOORMANN · DIPL-PHYS. i)R. HEiNZ GODDAR

BREMEN · FELDSTRASSE 24 -TELEFON (0421) *74044 ■ TELEX 244958 bopat d Aktenzeichen: Neuanmeldung ' PoffKh«fckonfoi Hamburg 126083

Bankkonto! Bremer Bank, Bremen, Konto 1001449 (BLZ 29080010}

Name d. Anm.i HALIFAX O)OOL GOMPAIIY ...

Unser Zeichen:· H 379 28 Bremen, denij?. Dezember 1973

HALIFAX·TOOL COMPANY LIMITED, Halifax HX3 Yorkshire (England)

Schlagbohrer

Die Erfindung "betrifft einen Schlagbohrer mi"C einem durch Strömungsmitteldruck betätigten hin- und hergehenden Bärkolben, mit welchem auf den Schaft eines zu einem mit einem Zentralrohr versehenen Bohrgehäuse begrenzt axial beweglichen Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls Schläge auszuüben sind.

Die Erfindung betrifft dabei im wesentlichen Steuermittel für einen Schlagbohrer und ist vor allem jedoch nicht ausschließlich auf die Steuerung von Schlagbohrern des sogenannten "Down~the-Hole"-Typs gerichtet, velche mit einem Strömungsmittel wie beispielsweise Druckluft betrieben werden. Die Erfindung ist jedoch auch auf andere Schlagbohrer anwendbar, bei denen die Schläge eines strömungsmittelbetätigten Hammer- bzw. Schlagmechanismus auf ein Bohrwerkzeug durch eine oder mehrere Zwischenlängen von Bohrstählen übertragen werden.

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Der pneumatisch "betätigte Down-the-Hole-Typ des Sehlagbohrers besitzt ein Gehäuse, in dem ein Bär-"bzw«. Hammerkorben durch Druckluft hin^- und herbeweglich ist, welche dem Bohrergehäuse über eine Kette von einer oder mehreren Bohrrohren zugeführt wird, die mit dem rückwärtigen Ende des Bohrergehäuses verbunden sind. Dabei gibt der Hammer- bzw. Bärkolben Stöße auf das rückwärtige Ende des Schaftes bzw. der Welle eines Bohrwerkzeuges ab, welches in einem am vorderen Ende des Bohrergehäuses angeordneten Futter derart gehalten

ist, daß es eine begrenzte Axialbewegung.zu-diesem .. _

"~durchTühren Tcann, wobei "der Aufprall des Bärkolbens auf den Werkzeugschaft nicht auf das Bohrergehäuse übertragen und somit ungenutzt vernichtet wird. Der Bärkolben wird durch die Steuerung eines Verteilerventiles hin- und herbewegt, welches Druckluft abwechselnd in vordere und hintere Zylinderräume des Bohrergehäuses leitet, wobei diese Zylinderräume außerdem Auslaßöffnungen für Abströmluft von einem Zylinderraum aufweisen, während zu dem anderen Druckluft zuströmen kann.

Bei einigen Ausgestaltungen dieser Schlagbohrer sind die Abströmöffnungen in den Wandungen des Bohrerge- -häuses angeordnet und dort bezüglich des letzteren in einer Stellung fixiert. Da im Normalfall die Arbeitsweise des Yerteilerventils durch die Bewegung des Bärkolbens nach diesen Abströmöffnungen gesteuert Tiird, besitzt der Bärkolben die Tendenz, nur dann mit -maximaler Effektivität richtungsmäßig umgekehrt zu werden, wenn sein Hub sich zwischen festen Stellungen im Bohrergehäuse erstreckt. Die Hubendstellung des

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Bärkolbens in Vorwärtsrichtung wird jedoch durch die Stelle der Berührung zwischen dem Bärkolben und dem Bohrerschaft bestimmt, so daß insbesondere wenn das Bohren in weichem oder gebrochenem Grund stattfindet, -das Bohrwerkzeug unterschiedliche Stellungen relativ zum Bohrergehäuse durch die axiale Bewegung innerhalb des Putters annehmen kann.

Wenn, wie dieses üblich ist, das Verteilerventil und die Abströmöffnungen so angeordnet sind, daß die maximale Effektivität dann gegeben ist, wenn der Bärkolben zwischen zwei Hubgrenzen arbeitet, die dann "

vorliegen, wenn das Werkzeug voll belastet und in seiher -rückwärtigsten Stellung im Bohrergehäuse ist, "bewirkt die Bewegung des Werkzeuges in Vorwärtsrichtung relativ zu dem Bohrergehäuse, daß der Hub des Bärkolbens von seiner Idealgröße abweicht und die örtliche Stellung relativ zum Bohrergehäuse sowie die Betriebsweise werden weniger effizient. Eine der Konsequenzen -dieses Abfalls der betrieblichen Wirkungsweise bzw. des Wirkungsgrades kann darin bestehen, daß der Bärkolben bei seinem Vorwärtshub zuviel Energie benötigt und einen übermäßigen Schlag auf den Bohrerschaft ausübt. Wenn dann der Bohrerschaft das Ende seiner möglichen Vorwärtsbewegung bezüglich des Bohrergehäuses erreicht, so daß zwischen dem Bohrer bzw. Bohrmeißel und dem Gehäuse eine mechanische Verbindung wirksam wird, können die Kolbenschläge auf das Gehäuse übertragen werden und diesem Schaden zufügen.

Vienn weiterhin der Schlagkolben seinen Rückweg beginnt ausgehend von einer Vorwärtsstellung unterhalb seiner idealen Vorwärtsendstellung, kann er auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, daß er über seine zulässige

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rückwärtige Endstellung im Bohrergehäuse hinausschießt und dann möglicherweise einen Schlag auf das rückwärtige Ende des rückwärtigen Zylinderraums ausübt, was den Kolben und/oder das Bohrergehäuse be-•schädigen kann.

Manchmal besitzen Down-the-Hole-Schlagbohrer dieser allgemeinen Bauweise ein Zentralrohr, mittels dessen Spülmittel zu Spülkanälen im Bohrer geleitet wird. Bei einigen Ausführungen von Schlagbohrern mit einem derartigen Zentralrohr sind die Abströmöffnungen j.n diesem angebracht, so daß die entweichende Luft zu den Spülkanälen gebracht und als Spülmittel benutzt wird. Bei bekannten Bohrern mit Zentralrohr und darin befindlichen Abströmöffnungen ist das Sohr bezüglich des Bohrergehäuses fest angeordnet, so daß dieselben betrieblichen Nachteile durch die feste Anordnung der Abströmöffnungen entstehen wie im Falle derjenigen Konstruktion, bei denen die Abströmöffnungen in.der Wandung des Bohrergehäuses angeordnet sind.

Es ist weiterhin bei Down-the-Hole-Schlagbohrern üblich, dafür Sorge zu tragen, daß der Betrieb des Bärkolbens für den Fall, daß das Bohrxirerkzeug unbelastet wird, automatisch abschaltet. Das kann beispielsweise bei einem Bohren durch gebrochenen oder verworfenen Grund der lall sein. Eine übliche Anordnung.für das Bohrergehäuse besteht darin, einen Rückstoßabsorber vorzusehen, der relativ zu dem restlichen Bohrergehäuse beweglich und mit der Kette der Bohrrohre,durch welche das unter Druck stehende Strömungsmittel zum Bohrergehäuse geleitet wird, verbunden ist. Eine Relativbewegung zwischen dem Stoßabsorber und dem Rest des Boh-

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rergehäuses wird wirksam, um ein Schließventil zu betätigen, wenn. sich, der Stoßabsorber als Folge einer Entlastung des Werkzeuges relativ von dem Rest des Bohrergehäuses fortbewegt. Bei bestimmten Sch.lagbob.rern, die derartig ausgebildet sind, ist das Schließventil in der Art eines By-pass-Ventils ausgebildet, welches öffnet, um Strömungsmittelzufluß zum Verteilerventil zu verhindern, indem der Strömungsmittelfluß den Ab- · Strömöffnungen und/oder den Spülkanälen zugeführt wird.

Ähnliche konstruktive und betriebliche Prinzipien beziehen sich auf strömungsmittelbetätigte Schlagbohrer anderer Bauarten als des Down-the-Hole-Typs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde., die bekannten Schlagbohrer unter Vermeidung ihrer Nachteile zu verbesse-rn, und insbesondere verbesserte Steuermittel für einen Schlagbohrer mit einem durch Strömungsmitteldruck betätigten hin- und hergehenden Bär- bzw. Schlagkolben zu schaffen, der Schläge auf das Ende eines Bohrer- bzw. Bohrmeißelschaftes oder Bohrstahlschaftes ausübt, welcher in einem Bohrergehäuse begrenzt axial drehbar ist, wobei insbesondere die vorstehend diskutierten Fachteile einer festen Anordnung der Abströmbzw. Auslaßöffnungen vermieden sind, und bei dem die Bauweise des Absperrventils sowie dessen Arbeitsweise vereinfacht ist.

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Zentralrohr der Axialbewegung des Schaftes mindestens in begrenztem Ausmaß folien kann und Auslässe aufweist, die zur Steuerung der hin- und hergehenden Bewegung des Bärkolbens mit dem Bärko!--

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"ben zugeordneten Zylinderräumen in Verbindung steilen und zusammenwirken.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann das Zentralrohr mit einer-in dem Schaft des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls ausgebildeten Abströmleitung verbunden sein, wobei .diese Abströmleitung wiederum mit einer Verkzeugspulleitung in Verbindung stehen kann. Statt dessen kann die Abströmleitung -auch mit einem geeigneten Ströaiungsmittelauslaß verbunden sein. --■' ·■ -

Ba di-e Auslässe in dem Zentralrohr mit dem Bärkolben -zusammenwirken, um dessen Hin- und Herbewegung zu steuern, wird der Hub des Bärkolbens in dem Bohrergehäuse durch die Stellung des Zentralrohres relativ zum Bohrergehäuse bestimmt. Da weiterhin das Zentralrohr der Axialbewegung des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls relativ zum Bohrergehäuse folgt, ist es deshalb möglich, die Anordnung für den Bärkolben derart vorzunehmen, daß er mit maximaler Effektivität arbeitet und im wesentlichen denselben Stoß auf den Schaft des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls ausübt, wie es der Fall sein kann, mindestens über einen wesentlichen Teil des möglichen Bewegungsabschnittes des Schaftes relativ zum Bohrergehäuse.

Die Bewegung des Zentralrohres mit dem Schaft des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls relativ zu dem Bohrergehäuse kann auch geeignet sein, d&s A'osperr-

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ventil für das zum Bärkolben strömende Strömungsmittel zu steuern. So kann in Ausgestaltung der Erfindung bei Vorwärtsbewegung des Zentralrohres mit dem Bohrer bzw. Bohrmeißel oder Bohrstahl um ein bestimmtes Maß das Absperrventil in Tätigkeit treten, indem es einen By-pass zum Bärkolben freigibt, indem es das Strömungsmittel zum Auslaß oder aber zu Spülkanälen leitet. " ' '

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist am rückwärtigen Ende des Zentralrohres eine rohrförmige _Bi?jGhs e jvor ge sehen, die -mit einem befestigten Zapfen in derart zusammenarbeitet, daß der Zwischenraum zwischen dem Zapfen und der in der Buchse vorhandenen Bohrung entsprechend der Längsstellung des Rohres innerhalb des Bohrergehäuses variiert, wobei der dieses rückwärtige Ende des Rohres und den Zapfen umgebende Raum mit dem bezüglich des Bärkolbens stromaufwärtigen Strömungsmittel in Verbindung steht, so daß das Strömungsmittel in wachsendem Ausmaße in die Bohrung des Zentralrohres umzuleiten ist, die demgemäß als By-pass für den Bärkolben wirkt, wenn sich das Zentralrohr vorwärtsbewegt. Bei geeigneter Ausgestaltung dieser Buchse und des mit ihr zusammenwirkenden Zapfens kann mithin erreicht werden, daß die Öffnung dieses Bärkolben-By-pass progressiv wirkt, wenn sich das Zentralrohr vorwärtsbewegt, wobei die verfügbare Kraft bzw. Energie zur Betätigung des Bärkolbens progressiv vermindert wird, wenn der Schaft des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls sich relativ zu dem Bohrergehäuse in eine Stellung vorwärtsbewegt, in welcher der By-pass in einem Aus-

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maße geöffnet ist, der zu wenig verfügbare Kraft bzw. Energie vorhanden sein läßt, um den Betrieb des Bärkolbens fortzusetzen.

Das Zentralrohr kann derart angeordnet sein, daß es der gesamten mögliche'n Bewegung des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls folgt oder es kann eine geringere Beweglichkeit als letztere haben, wobei dann eine Totgangverbindung zwischen dem Rohr und dem Schaft des Bohrers oder Stahls vorhanden ist, die gestattet, daß sich der Schaft in dem Bohrergehäuse mehr vorwärts- __bewegt als das Rohr. Mit dieser Anordnung kaiin die ' ' Extrabewegung des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls bei völliger Entlastung verglichen mit der maximal möglichen Vorwärtsbewegung des Zentralrohres, so arrangiert sein, daß Abflußöffnungen in dem Rohr freigegeben werden, durch welche Feuchtmittelansammlungen innerhalb des vorderen Zylinderraums abfließen können.

Die Erfindung und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Die Zeichnung zeigt eine typische Ausgestaltung der Erfindung für einen pneumatisch betätigten Schlagbohrer des Down-the-Hole-Typs, wobei die Zeichnung einen teilweise schematischen Axialschnitt durch einen solchen Bohrer zeigt.

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Der in der Zeichnung dargestellte Bohrer besitzt ein Gehäuse 1, in welches ein Innenrohr 2 eingepaßt ist, in welchem ein Bärkolben 3 hin- und herbeweglich angeordnet ist. An seinem vorderen Endabschnitt ist das Bohrergehäuse 1 mit einem abnehmbaren bzw. auswechselbaren Futter 4- ausgerüstet, welches die Welle 5 eines Bohrers bzw. Bohrmeißels 6 hält und mit.Spülkanälen 7 für Spülmittel versehen ist, die mit einer von einer zentrischen Bohrung 8 in der Welle 5 gebildeten Austrittsleitung verbunden sind. Die Welle 5 "ist mit einer Eeilverzahnung 9 versehen, die.mit . einer entsprechenden Keilverzahnung im Futter 4 im Eingriff steht, so daß ein Drehmoment zwischen dem Futter und dem Bohrer übertragen werden kann, wobei der letztere begrenzt axial innerhalb des Futters beweglich ist. An seinem rückwärtigen Ende besitzt die Welle 5 eine unterbrochene Umfangsrippe 10, die von den Endabschnitten der Keilzähne 9 gebildet wird, welche an der Yorderseite dieser Rippe 10 über einen Abschnitt entsprechend hinterdreht sind, um einen kreisringförmigen Längenabschnitt der Welle 5 zu bilden. Ein die Kerbverzahnung diametral zurückhaltender Hing 11 umgibt diesen Abschnitt der Welle 5, wobei er um diesen Wellenabschnitt herum angeordnet und dort in das Gehäuse 1 eingesetzt ist, um so in Stellung gehalten zu werden und die axiale Beweglichkeit des Bohrers bzw. Bohrmeißels 6 im Futter 4 durch Anschlag an den rückwärtigen Enden der Kerbzähne 9 oder der Sippe 10 zu begrenzen«

Am rückwärtigen Ende des Innenrohres 2 ist eiue Verteilerventileinrichtung 12 angeordnet, die an ihrer Vorder-

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seite mit; Einlassen 13 für einen rückwärtigen Zylinder- raura versehen ist, der von dem hinter dem Kolben 3 liegenden Inneren des Innenrohres 2 gebildet wird. Bas Ventil 12 "besitzt außerdem Querkanäle 14, welche mit Längsnuten 15 in Verbindung stehen, die wiederum mit einem Verdichtungsraum 16 zwischen der Innenwandung des Gehäuses 1 und einem in geeigneter Weise hinterdreliten Abschnitt des Innenrohres 2 verbunden sind, wobei der Verdichtungsraum 16 zu nahe dem vorderen Endabschnitt des Innenrohres 2 gelegenen Einlassen 17 führt. Der vordere Endabschnitt des Kolbens 3 besitzt einen verminderten Durchmesser, so daß die Einlasse 17 im Innenrohr 2 normalerweise in offener Verbindung zu einem vorderen Zylinderraum stehen, der von dem vor dem Kolben 3 liegenden Abschnitt des Innenrohres 2 und der Rückseite des Futters 4 gebildet wird.

Die Mickseite der Verteilerventileinrichtung 12 besitzt einen Lufteinlaß TO', der zu. einer Ringkammer 19 führt, welche eine ringförmige Ventilplatte 20 umgibt, die zwischen der dargestellten Vorwärtsstel™ lung, in welcher sie eine Verbindung zwischen der Kammer 19 und den Querkanälen 14 (und somit mit den Einlassen 17 des vorderen Zylinderraums) herstellt, und einer rückwärtigen Stellung, in welcher sie eine Verbindung zwischen der Kammer 19 und den Einlassen 13 des rückwärtigen Zylinderraums herstellt, beweglich ist* Die Ventilscheibe 20 wird durch Druckwechsel zwischen zwei Stellungen zwischen dem vorderen und dem hinteren Zylinderraum hin- und herbewegt, was durch

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die Stellung des Korbens 3 im Innenrohr 2 bestimmt wird.

Der Kolben 3 und das Ventil 12 sind beide rund bzw. ringförmig ausgebildet. Ein zentrales Rohr 21 erstreckt sich sowohl durch den Kolben 3 als auch durch das Ventil 12, so daß sich die beiden Teile relativ zueinander axial bewegen können. Der vordere Endabschnitt des Rohres 21 ist in eine am rückwärtigen Ende der zentralen Bohrung 8 des Werkzeuges 6

-eingebrachte Einsenkung eingepaßt und besitzt eine

Anzahl von Abflußbohrungen 22, die sich'normaler-

weise innerhalb der Bohrung 8 befinden, wie dieses in

-der Zeichnung dargestellt ist.

Das Zentralrohr 21 besteht bevorzugt aus einem Kunststoff hoher Elastizität, niedriger Reibung und geringer Dichte. Es besitzt zwei Satz Auslässe 23 und 24, welche mit dem vorderen Zylinderraum bzw. dem hinteren ^Zylinderraum in Verbindung stehen, wenn der Kolben 3 eine geeignete Stellung einnimmt.

Die Arbeitsweise der dargestellten Verteilerventileinrichtung 12 und ihre Steuerung durch Bewegung des Kolbens 3 relativ zu den Auslässen 23, 24 sind bekannt. In der dargestellten Stellung bedeckt der Kolben 3 mithin die vorderen Auslässe 23, wobei die Ventilplatte 20 der Einrichtung 12 durch die Einlasse 17 Druckluft in den vorderen Zylinderraum leitet. Auf diese Weise wird der Kolben 3 veranlaßt, sich in rückwärtiger Richtung zu bewegen. Indem er dieses tut, macht er die Auslässe 23 frei und bedeckt die Auslässe 24. Dieses hat zum Ergebnis, daß der rückwärtige Zylinderraum abge-

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dichtet wird, so daß der sich bewegende Kolben die eingeschlossene Luft verdichtet, während die in dem vorderen zylindrischen Raum befindliche Luft in das Zentralrohr 21 entweichen und auf diese Weise den •Druck im vorderen Zylinderraum vermindern kann. Da sich die Bewegung des Kolbens 3 fortsetzt, steigt der Druck an den Einlassen 13 der Ventileinrichtung 12 über denjenigen an den Querkanälen 14' an und'ruft eine rückwärtige Bewegung der Ventilplatte 20 hervor. Damit werden die Einlasse 17 von der Versorgung mit Druckluft abgeschnitten. Statt dessen wird die Druckluft, über die Einlasse 13 zum ,rückwärtigen Zylinderraum geleitet, xirobei der Kolben 3 angehalten und sodann in Vorwärtsrichtung angetrieben wird. In entsprechender Weise deckt der sich vorwärtsbewegende Kolben 3 sodann die Auslässe 23 ab und gibt die Auslässe 24- frei, wodurch die Druckverhältnisse in den .Zylinderräumen umgekehrt werden und die Ventilplatte 20 in ihre Vorwärtsstellung zurückkehrt, um sodann den beschriebenen Arbeitskreislauf zu wiederholen, wenn der Kolben 3 durch Anschlag am rückwärtigen Ende der Welle 5 des Werkzeuges 6 angehalten wird.

Die aus den Zylinderräumen durch die Auslässe 23 und 24- in das Zentralrohr 21 entweichende Luft strömt zur zentralen Bohrung 8 und sodann zu den Spülkanälen 7 des Bohrers bzw. Bohrmeißels 6, wo sie als Spülmittel wirkt und dabei dazu beiträgt, das Bohrgut aus der Bohrung fortzubringen, und wobei sie gleichzeitig die Schneidkanten des Werkzeuges 6 kühlt.

Es dürfte aus der vorhergehenden Beschreibung des Arbeitskreislaufes des Kolbens 3 verständlich sein, daß

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es die Bewegung des Kolbens 3 relativ zu den Auslässen 23 und 24- ist, welche die Druckveränderungen zwischen dem vorderen und hinteren Zylinderraum bewirkt, um · die Ventilplatte 20 der Yerteilerventileinrichtung 12 -zu betätigen. Demgemäß sind die Auslässe 23 und 24-bezüglich der Länge des Zentralrohres 21 derart angeordnet, daß - wenn das vordere Ende der letzteren in seiner vollen Länge in der Ansenkung der Bohrung 8 ■ sitzt - der Kolben seine Richtung mit maximaler Abgabeeffizienz am Ende jedes Vorwärtshubes wechselt, und daß sich eine hinreichend große Blasiritensi-tät —zum .rückwärtigen Ende .der -Werkzeugwelle 5 ergibt.

Da das Rohr 21 bezüglich der Ventileinrichtung 12 axial beweglich ist, kann es der Bewegung des Werkzeuges 6 aus der in der Zeichnung dargestellten Stellung in die endgültige Vorwärtsstellung des Werkzeuges folgen, in welcher die Rippe 10 mit dem Ring 11 in Eingriff kommt. Demgemäß wird während der Vorwärtsbewegung des Werkzeuges 6 relativ zum Bohrergehäuse 1 das Verhältnis der Auslässe 23, 24 zu dem Schlagende der Werkzeugwelle 5 aufrechterhalten, wobei der Hub des Kolbens 3 zur Stellung der Welle 5 in die richtige Beziehung gebracht wird, um die Arbeitsweise mit größtem Wirkungsgrad aufrechtzuerhalten.

Da sich das Werkzeug 6 jedoch relativ zum Bohrergehäuse 1 vorwärtsbewegt und dem Kolben gestattet, seinen Hub zwischen entsprechend fortgeschrittenen Stellungen im Gehäuse durchzuführen, verschiebt sich die" Endstellung des Vorwärtshubes relativ zu den Einlassen 17" im Innenrohr 2. Wenn demgemäß die Endstellung des Vorwärtshubes

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vorrückt, werden die Einlasse 17 in einem fortschreitend anwachsendem Ausmaße vom vorderen Endabschnitt des Kolbens in dieser Hubendstellung überdeckt. Dieses hat zur Folge, daß im vorderen Ende der Bohrung in steigendem Ausmaße Luft eingeschlossen wird, da der Kolben sich seiner Hubendstellung nähert und demgemäß ein Luftkissen erzeugt, welches einen Teil der Kolbenenergie absorbiertbnd den Schlag der Welle 5 vermindert. Die Ge- ■ fahr, daß der Bohrer bzw. Bohrmeißel bis ans Ende seiner zulässigen Vorwärtsbewegung im Futter bewegt wird, ist auf diese Weise erheblich reduziert. ...

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist die mögliche -Axialbewegung des Rohres 21 geringer als die Bewegung, die der Bohrer bzw. Bohi'meißel 6 ausführen kann. Der Unterschied zwischen den gestatteten Axialbewegungen des Werkzeuges 6 einerseits und des Rohres 21 andererseits ist derart, daß, wenn beide sich bis zum jeweils größtmöglichen Ausmaß vorwärtsbewegt haben, das Rohr 21 aus der Bohrung 8 in der Welle 5 bis zu einem Maß herausgezogen ist, welches ausreicht, die Abflußbohrungen 22 im Rohr 21 gerade freizugeben. Eine derartige Relativstellung der Teile würde normalerweise nur dann erzielt werden, wenn das Bohrergehäuse 1 im wesentlichen vertikal angeordnet und an seinem oberen (rückwärtigen) Ende aufgehängt wäre. In dieser Stellung würde jegliche Flüssigkeit im vorderen Zylinderraum aus diesem durch die Abflußbohrungen 22 und die Bohrung 8 sowie die Kanäle 7 abfließen können.

Um sicherzustellen, daß das Zentralrohr 21 innerhalb des gestatteten BewegungsSpielraums des Rohres 21 jeg-

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licher Vorwärtsbewegung der Werkzeiigwelle 5 folgt, ist das rückwärtige Ende des Rohres 21 mit einer Buchse 25 versehen. Die Buchse 25 ist ebenfalls in geeigneter Weise aus Kunststoff hergestellt. Sie besitzt eine Rückseite 26, die dem Druckluftvorrat in einer Ringkammer 27 ausgesetzt ist, welche in Strömungsrichtung der Verteilerventileinrichtung 12 angeordnet ist. Da die Vorderseite der Buchse 25 normalerweise lediglich dem annähernd atmosphärischen Druck innerhalb des Rohres 21 ausgesetzt ist, ist demgemäß eine auf die Buchse 25 wirkende Druckdifferenz vorhanden, „die dazu tendiert, das Rohr 21 innerhalb des Bohrergehäuses 1 vorwärts zu bewegen, und demgemäß dazu tendiert, das vorwärtige Ende des Rohres 21 in der Ansenkbohrung des rückwärtigen Endes der Werkzeugwelle 5 zu halten.

Die Buchse 25 bildet auch einen Teil einer Absperreinrichtung, welche einen Zapfen 28 aufweist, der "sich -von einem ringförmigen Tragkreuz 29 aus nach vorwärts erstreckt, wobei das Tragkreuz 29 in einer Einlaßleitung 30 einer Anschlußkupplung 31 angeordnet ist, die am rückwärtigen Ende des Bohrergehäuses Λ befestigt ist, und an der ein den Bohrer mit Druckluft versorgendes Rohr geeigneter Ausbildung angeschlossen ist.

Der Zapfen 28 ist zylindrisch, während die Buchse 25 eine Bohrung aufweist, deren Vorderteil 32 zur Anpassung an den Zapfen 28 zylindrisch ist und deren rückwärtiger Teil 33 kegelig ausgestaltet ist.

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Wie "bereits weiter oben ausgeführt ist, ist das Werkzeug 6 in der Zeichnung in seiner weitesten Rückwärtsstellung dargestellt. Demgemäß zeigt die Zeichnung auch das Rohr 21 in seiner äußersten Rückwärtsstel- _lung. In dieser Stellung des Rohres 21 "befindet sich der Zapfen 28 passend" in dem zylindrischen Bohrungsteil 32 der Buchse 25 und dichtet die Bohrung gegen den Druckluftvorrat in der Kammer 27 ab. Wenn sich ■· jedoch das Rohr 21 mit dem Werkzeug 6 relativ zum Bohrergehäuse 1 bewegt, wird die Buchse 25 fortschreitend vom Zapfen 28 abgezogen bis die Spitze des. Zapfens 28 beginnt, in den kegeligen Abschnitt 33 der Inder"'" Buchse 25 befindlichen Bohrung einzutreten. Zu diesem -Zeitpunkt besteht ein Strömungsweg für Druckluft aus •der Kammer 27 zum Rohr 21, so daß ein Teil der dem Bohrer zugeführten Luft die Ventileinrichtung 12 und die Zylinderräume, in denen der Bärkolben 3 arbeitet, im Nebenschluß umströmt und dabei die Kraft vermindert, die vorhanden ist, um den Betrieb des Bärkolbens 3 -aufrechtzuerhalten.

Obwohl mithin der Fortschritt des Zentralrohres 21 mit dem Bohrwerkzeug 6 das gegenseitige Verhältnis der Auslässe 23, 24- zu dem Schlagende der Werkzeugwelle 5 aufrechterhält und so gex-rährleistet, daß der Bärkolben relativ zu dem Schlagende des Werkzeuges mit maximaler Effizienz arbeitet, um den größten nutzen aus der für den Kolben vorhandenen Kraft bzw. Energie des Strömungsmittels zu ziehen, wird die am Bärkolben verfügbare Kraft fortschreitend reduziert, da das Werkzeug 6 und das Rohr 21 bei ihrer möglichen Vorwärtsbewegung bezüglich des Bohrergehäuses 1 gemeinsam bis unterhalb

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einer gewählten Position fortschreiten bis schließlich soviel Luft den Bärkolben über den By-pass umströmt hat und zum Rohr 21 geflossen ist, daß die auf den Bärkolben wirkende verbleibende Kraft soweit gesunken ist, daß sie nicht mehr ausreicht, den Betrieb aufrechtzuerhalten. Demgemäß werden beim Bohren mit dem dargestellten Bohrer, wenn sich das Bohrwerkzeug 6 relativ zu dem Bohrergehäuse 1 beispielsweise aufgrund eines stoßweisen bzw. unterbrochenen Entladens, die auftreten kann, wenn in weichem oder brüchigem Grund gebohrt wird, vorwärtsbewegt, die der Werkzeugwelle erteilten Stöße vermindert und die der Bohrung. 8 zusätzlich zugeführte Luft wird als Spülmittel verwendet, wie dieses unter diesen Umständen wünschenswert ist. Durchbricht das Bohrwerkzeug 6 beispielsweise eine Verwerfung und bewegt sich daher in seine äußerste Vorwärtsstellung, so wird die Kolbenoperation unterbrochen bis sich das Bohrergehäuse in entsprechender Weise in dem Bohrloch vorwärtsbewegt hat und die normale Ladung auf dem Bohr-. werkzeug wieder vorliegt, wogegen während der Unterbrechung der Eolbenoperation der Druckluftvorrat zur Spülung des Bohrloches benutzt wird und dabei verhindert, daß das Bohrwerkzeug durch angehäuften Bohrschutt blockiert wird.

In der Einlaßleitung 30 ist bevorzugt ein Rückschlagventil angeordnet, um den Luftdruck innerhalb des Bohrergehäuses und der Zylinderräume jenseits des Ventils aufrechtzuerhalten, wenn keine Druckluft dem Bohrer zugeführt wird, beispielsweise wenn ein Bohrrohr an das Bohrgestänge angefügt wird, welches mit der Inschlußkupplung 31 verbunden ist, um so den Rück-

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fluß ύοώ. Wasser und/oder anderem Bohrgut zu verhindern oder zu vermindern. Ein derartiges Rückschlagventil ist insbesondere wünschenswert bei Ausgestaltungen, bei denen das Zentralrohr 22 nicht mit Entwässerungs-Ibohrmigen 22 versehen ist und der ganzen möglichen Vorwärtsbewegung der Werkzeugwelle 5 im Futter 4 folgen kann- Bei der dargestellten Ausbildung ist das Rückschlagventil zwischen dem ringförmigen Tragkreuz' 29 ' "und der Leitung 31 angeordnet. Es weist eine Buchse auf* die in einen vergrößerten Teil der Leitung 30 eingepaßt ist, und besitzt an seinem strömungsauf- __weri;Igen {rückw art igen) ,Ende einen Flansch 35 mit einem Durchlaß 36, der an der stromungsabwertxgen "Seite des Flansches 35 "von einem ringförmigen "Ventilsitz 37 umgeben 1st. Ein Ventil 38 mit einem rohrförmigen Schaft 39 ist an einem Zapfen 40 an der Rückseite des Tragkreuzes 29 geführt und wird von einer Feder 41 In Hückwärtsrichtung beaufschlagt, um so den Durchlaß 36 zu schließen, wenn ein Druck auf das Ventil 39 wirkt, der nicht ausreicht, um die Kraft der Feder 41 zu überwinden.

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Claims (8)

Ansprüche

1. Schlagt) ohr er mit einem durch Strömungsmitteldruck "betätigten hin- und hergehenden Bärkolben, mit welchem auf den Schaft eines zu einem mit einem Zentralrohr versehenen Bohrergehäuse begrenzt axial beweglichen Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls .Schläge ....

—auszuüben sind, -dadurch -gekennzeichnet, äaß "das Zentralrohr (21) der Axialbewegung des Schaftes (5) mindestens in begrenztem Ausmaß folgen kann und Auslässe (23, 24) aufweist, die zur Steuerung der hin- und hergehenden Bewegung des Bärkolbens (3) mit dem Bärkolben (3) zugeordneten Zylinderräumen in Verbin-" dung stehen und zusammenwirken.

2. Schlagbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (21) mit einer in dem Schaft

(5) des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls

(6) ausgebildeten Abströmleitung (8) sowie mit einem Spülkanal (7) verbunden ist.

3. Schlagbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Bewegung des Zentralrohres (21) ein Absperrventil (12) für den zum Bärkolben (3)

• führenden Strömungsmittelvorrat zu steuern ist.

4. Schlagbohrer nach Anspruch' 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärtsbewegung des Zentralrohres (21)

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um ein vorgegebenes Maß das Ventil (12) derart betätigt, daß die Strömungsmittelzufuhr den Bärkolben (3) umgeht und zu dem Abströmauslaß (8) oder Spülkanälen (7) führt.

5. Schlagbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am rückwärtigen Ende des

Zentralrohres (21) eine rohrförmige Buchse (25) vorge

sehen ist, welche mit einem befestigten Zapfen (28) derart zusammenwirkt, daß der Zwischenraum zwischen dem Zapfen (28) und der Bohrung der Buchse (25) entsprechend'

.der Längsstellung des Rohres (21) innerhalb des Bohrergehäuses (1) variiert, wobei der das rückwärtige Ende des Rohres (21) und den Zapfen (28) umgebende Raum mit dem stromaufwärts des Bärkolbens (3) vorhandenen Strömungsmittel in Verbindung steht, so daß das Strömungsmittel in anwachsendem Ausmaß der Bohrung des Zentralrohres (21) zuströmt, wenn sich das Zentralrohr (21) vorwärt sbewe gt.

6. Schlagbohrer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (21) mit dem Schaft (5) des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls (6) in. Totgangverbindung steht und in der Lage ist der möglichen Bewegung des Schaftes (5) relativ zu dem Bohrergehäuse (1) nur teilweise zu folgen.

7« Schlagbohrer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Schaftes (5) des Bohrers bzw. Bohrmeißels oder Bohrstahls (6) relativ zum Bohrergehäuse (1) auf eine Entlastung des Werkzeuges (6) eine Relativbewegung zwischen dem Schaft (5) und dem Zentral-

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rohr (21) hervorruft, um in dem Zentralrohr (21) befindliche Abflußbohrungen (22) freizumachen.

8. Schlagbohrer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuströmleitung (30) für das Strömungsmittel ein Rückschlagventil (34- bis 4-1) vorhanden ist..

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