DE2527595C2

DE2527595C2 - Umkehrbare Schlagvorrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern durch Verdrängen und Verdichten von Erdreich

Info

Publication number: DE2527595C2
Application number: DE2527595A
Authority: DE
Inventors: Konstantin S. Gurkov; Veniamin V. Kamenskij; Vladimir V. Klima&scaron;ko; Aleksandr D. Kostylev; Boris N. Smoljanizkij; Boris V. Sudni&scaron;nikov; Vladimir M. Terin; Chajm B. Tka&ccaron;; Konstantin K. Novosibirsk Tupizyn
Original assignee: Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR; Institut Gornogo Dela Sibirskogo Otdelenija Akademii Nauk Sssr Novosibirsk
Current assignee: Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR; Institut Gornogo Dela Sibirskogo Otdelenija Akademii Nauk Sssr Novosibirsk
Priority date: 1975-07-08
Filing date: 1975-06-20
Publication date: 1982-03-18
Also published as: ATA458275A; US3995702A; FR2320396A1; FR2320396B1; AT334831B; DE2527595A1; GB1482393A

Description

vordere Radialbohrung des AuDenrohres mit dem vorderen und dem hinteren Radialkanal des Schlägers und die hintere Radialbohrung des Außenrohres nur mit dem hinteren Radialkanal des Schlägers in Verbindung setzbar sind.

Eine koaxiale Luftzuführung ist beispielsweise durch den Doppelschlauch für Werkzeuge mit Antriebe durch schwingende Luftsäulen nach der DE-PS 2 94 122 an sich bekannt, wobei dieser Doppelschlauch dazu dient, je einen der beHen Zylinderräume der Luftpumpe mit iu einem der beiden Zylinderräume des Werkzeuges zu verbinden.

Vorteilhaft sind die koaxial angeordneten Rohre des Luftverteilungsstutzens am rückwärtigen Ende mittels einer auf das äußere Rohr aufgeschraubten Mutter verbunden, durch die zugleich der Schlauch im inneren Rohr gehalten ist.

Die erfindungsgemäße umkehrbare Schlagvorrichtung läßt sich einfach und betriebssicher durch Drehen des koaxial an den Luftverteilungsstutzen herangeführten Preßluftschlauchs bewirken, und gleichzeitig wird durch die Doppelkanalausbiidung cine vergrößerte Leistungsfähigkeit erreicht

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

Fig 1 eine erfindungsgemäße umkehrbare Schlagvorrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern durch Verdrängen und Verdichten von Erdreich im Längsschnitt, F i g. 2 einen Schnitt nach Linie H-I !in Fig. 1,

Fig.3 das rückwärtige Ende eines Luftverteilungsstutzens bei welchem die koaxial angeordneten Rohre mittels einer zusätzlichen Schottwand mit den Luftauslaßkanälen verbunden sind, im Längsschnitt und v>

Fig.4 das rückwärtige Ende eines Luftverteilungsstutzens, bei welchem die die koaxial angeordneten Rohre verbindende, zusätzliche Schottwand in Form einer Mutter ausgebildet ist, die einen Schlauch am Luftverteilungsstutzen befestigt, im Längsschnitt.

Wie F i g. 1 and 2 zeigen, ist in einem im vorderen Teil in Vortriebsrichtung zugespitzten zylindrischen Gehäuse 1 ein Schläger (Schlagkolben) 2 mit an der hinteren Stirnseite offenem Hohlraum 3 sowie mit Radialkanälen 4,5 und Längskanälen angeordnet.

Der Schläger 2 teilt den Innenraum des Gehäuses 1 in eine vordere Arbeitskammer 7 und eine hintere Arbeitskammer 8, deren wechselweise Preßluft für die hin- und hergehende Bewegung des Schlägers 2 zugeführt wird, bei welcher er Schläge gegen das w Gehäuse 1 ausübt

Im rückwärtigen Ende des Gehäuses 1 ist ein Luftverteilungsstutzen 9 angeordnet, der mit seinem vorderen Teil derart in den Hohlraum 3 des Schlägers 2 eingreift, daß der Schläger 2 auf dem Stutzen 9 gleiten kann.

Der Luftverteilungsstutzen 9 besitzt ein äußeres Rohr 10 und ein inneres Rohr 11, die koaxial angeordnet sind und mittels eines Verschlußstopfens 12 in ihrem vorderen Teil und mittels einer Muffe 13 in ihrem mittleren Teil verbunden sind=

Der zusammengebaute Luftverteilungsstutzen 9 weist einen durchgehenden zentralen Längskanal 14, einen Ringkanal 15 sowie durch die Muffe 13 verlaufende Radialkanäle 16 und Längskanäle 17 auf. Außerdem sind to Radialbohrungen i& im äußeren Rohr 10 des Stutzens 9 vorhanden, die zum Einlassen von Luft in die Arbeitskammern und zum Ablassen derselben in die Atmosphäre dienen.

Der Luftverteilungsstutzen 9 ist mit seinem rückwärtigen Ende mittels eines Gewindes 19 in einer Mutter 20 angeordnet, die über einen Stoßdämpfer 21 mit einer in das rückwärtige Ende des Gehäuses 1 eingeschraubten Mutter 22 verbunden ist.

Am inneren Rohr 11 des Stutzens 9 ist mit Hilfe einer Mutter 23 ein Preßluftschlauch befestigt, welcher die Vorrichtung mit einer (nicht dargestellten) Preßluftquelle verbindet.

An der Mutter 23 ist ein elastisches Ventil 25 angeordnet, das die Vorrichtung vor dem Eindringen von Bodenteilchen durch die Auslaßkanäle in ihr Inneres schützt

Wenn die Quersteifigkeit des Luftverteilungsstutzens erhöht werden soll, wird in dessen rückwärtigem Ende an der Mutter 23 eine zusätzliche Schottwand 26 (Fig.3) vorgesehen, welche die Rohre 10 und 11 starr miteinander verbindet. In diesem Fall ist der ringförmige Längskanal 15 mittels Kanälen 27 in der Schottwand

26 mit der Atmosphäre verbunden.

Zur Erhöhung der Festigkeit des Lufiverteilungsstutzens und zur Vereinfachung seiner Konstruktion durch Reduzieren der Anzahl seiner Teile sowie auch zur Vergrößerung der Durchgangsquerschnitte der Kanäle

27 zwecks Verbesserung des Luftauslassens sind die koaxial angeordneten Rohre 10 und 11 des Luftverteilungsstutzens mittels einer Mutter 23a (Fig.4) miteinander verbunden, die so ausgeführt ist, daß sie außer der Befestigung des Schlauchs 24 am inneren Rohr 11 gleichzeitig die Funktion einer Schottwand erfüllt, die die koaxial angeordneten Rohre 10 und 11 verbindet, als hinterer Begrenzer 28 der axialen Verschiebung des Luftverteilungsstutzens dient und Kanäle 27 besitzt, welche den Ringkanal 15 mit der Atmosphäre verbinden. Zu diesem Zweck ist die Mutter 23a so ausgeführt, daß sie auf das Gewinde 19 des äußeren Rohrs 10 des Luftverteilungsstutzens aufgeschraubt werden kann.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise.

Beim Anschluß der Vorrichtung an der Preßluftquelle steh;der Hohlraum 3 des Schlägers 2 fortwährend unter Druck. Durch den Preßluftschlauch 24 und den Längskanal 14 des Luftverteilungsstiitzens 9 gelangt Luft in den Hohlraum 3.

Bei der in F i g. 1 gezeigten gegenseitigen Anordnung der Einzelteile, wo der Schläger 2 sich in der in Richtung der Bohrlochbildung vorderen Endstellung befindet und der am Rohr 10 (Fig. 1, 3) oder an der Mutter 23a (Fig.4) angeordnete Begrenzer 28 mit der Mutter 20 Kontakt hat, gelangt Preßluft aus dem Hohlraum 3 durch die Kanäle 4,6 in die vordere Arbeitskammer 7.

Unter der Wirkung des Preßluftdrucks in der Kammer 7 vollzieht der Schläger 2 den Rückgang (in Richtung der Mutter 22), indem er den durch den Luftdruck im Hohlraum 3 und die Verdichtung der Luft in der hinteren Kammer 8 erzeugten Widerstand überwindet. Nachdem die Kanäle 4 des Schlägers 2 durch das Rohr 10 überdeckt sind, bewegt sich der Schläger 2 unter Ausdehnung der Luft in der vorderen Arbeitskammer 7, Bei der Vereinigung der Radialkanäle 4 des Schlägers und der Radialbohrungen 18 des Luftverteilungsstutzens tritt Luft aus tier vorderen Arbeitskammer 7 in die Atmosphäre durch die Kanäle bzw. Radialbohrungen 4,18,17 und 15 (Fig. I)oder die Kanäle bzw. Radialbohrungen 4, 18, 17, 15 und 27 (F i g. 3.4) aus. Das elastische Ventil 25 wird dabei unter Einwirkung der ausgelassenen Luft geöffnet.

Bei der weiteren Bewegung des Schlägers 2 nach der Seite der Mutter 22 hin werden die Radialkanäle 5 des Schlägers 2 und die radial verlaufenden Kanäle 16 des Luftverteilungsstutzens miteinander verbunden. Die Preßluft gelangt durch die Kanäle 14, 16 und 5 in die hintere Arbeitskammer 8. und der Schläger 2 bleibt in einem gewissen Abstand von der Stirnfläche der Mutter 22 stehen.

Unter der Wirkung des Preßluftdruckes in der hinteren Kammer 8 und im Hohlraum 3 vollzieht der Schläger 2 die Vorwärtsbewegung. Nach der Trennung der Kanäle 5 und 16 hört die Zufuhr von Preßluft in die Kammer 8 auf und der Schläger bewegt sich nach vorn unter der Wirkung des konstanten Drucks im f Inhlraum 3 und der Ausdehnung der Luft in der Kammer 8.

Am finde der Vorwärtsbewegung übt der Schläger 2 mit seiner vorderen Stirnfläche einen Schlag gegen das Gehäuse I aus. Vor dem Schlag wird die hintere Arbeitskammer 8 mit der Atmosphäre über die Kanäle b/w. Kadialbohrungen 5, 18, 17, 15, Tl verbunden, was der Lage der Vorrichtungsteile entspricht, die in F i g. 1 gezeigt ist. Dann wiederholt sich der Zyklus.

Das Gehäuse 1 dringt unter der Einwirkung der Schläge mit seinem zugespitzten Teil in den Boden ein. F.ine Verschiebung der Vorrichtung unter der Wirkung der Rückstoßkraft, die am Gehäuse 1 bei Beschleunigung des Schlägers angreift und nach der der Nutzbewegung entgegengesetzten Seite gerichtet ist. wird durch die Reibungskraft zwischen dem Gehäuse I und dem Boden verhindert.

Die Bewegungsumkehr der Vorrichtung zwecks Rückführung derselben aus dem Bohrloch wird durch Verschiebung des Luftverteilungsstutzens 9 in die hintere Endstellung durch Herausschrauben desselben

ί aus der Mutter 20 bis zur Berührung des vorderen Begrenzers 29 am Stutz.en 9 mit der Mutter 20 erreicht. Hierbei wird über den Schlauch 24 ein Drehmoment vom Bohrlochmund aus, welcher vorher von der Preßluftquelle gelrennt worden ist. übertragen.

ίο Beim Rückwärtsgang erfolgt die Luftverteilung genauso wie bei der Vorwärtsbewegung.

ledoch führt die Verschiebung des Luftvcrtcilungsstutzens 9 in die hintere (indslellung dazu, daß die Preßluft aus dem Hohlraum 3 über die Kanäle 4,6 früher

!Ί in die vordere Arbeitskammer gelangt. Deshalb wird der Schläger 2. der nicht dazugekommen ist. gegen den vorderen Teil des Gehäuses 1 zu schlagen, abgebremst und beginnt dann, sich in umgekehrter Richtung zu bewegen. Während der rückläufigen Bewegung des

2D Schlagers 2 werden die Kanäle 4 des Schlägers unii u'ie Radialbohrung 18 des Luftverteilungssützens sowie die Kanäle 5 des Schlägers und die Kanäle 16 des Luftverleilungsstutzens später vereinigt. Deshalb erfolgt das Auslassen der Luft aus der Arbeitskammer 7

_n und das Einlassen der Preßluft in die Arbeitskammer 8 später und der Schläger 2, der nicht rechtzeitig abgebremst wird, versetz.t der Stirnfläche der Mutter 22 einen Schlag, wodurch die Vorrichtung sich in umgeke.üter Richtung bewegt und aus dem Bohrloch

jn zurückkehrt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!.Umkehrbare Schlagvorrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern durch Verdrängen und Verdichten von Erdreich, mit einem in Vortriebsrichtung zugespitzten zylindrischen Gehäuse, in welchem ein Schläger angeordnet ist, der den Innenraum des Gehäuses in eine vordere und eine hintere Arbeitskammer unterteilt, eine hin- und hergehende Bewegung unter der Einwirkung von den Arbeitskammern periodisch zugeführter Preßluft vollführt und dabei Schläge gegen das Gehäuse der Vorrichtung ausübt sowie Radialkanäle für die Luftführung bei seiner Hin- und Herbewegung und einen an der hinteren Stirnseite offenen Hohlraum besitzt in den ein im Gehäuse zur Bewegungsumkehr der Vorrichtung vorgesehener, mittels eines Gewindes relativ zum Gehäuse axial verschiebbar angeordneter Luftverteilungsstutzen eingreift, der zwei Längsfcaaäle aufweist, von denen der eine ein durchgehender Kanal, der über einen Schlauch mit einer Preßluftquelle ständig verbunden und zur periodischen Zufuhr von Luft an die Arbeitskammern vorgesehen ist, und der andere ein in eine Radialbohrung ausmündender Kanal sind, der zum Luftaustritt aus den Arbeitskan.mern in die Atmosphäre vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schläger (2) für die Luftführung bei seiner Hin- und Herbewegung einen der vorderen Arbeitskammer (7) und mit axialem Abstand rückwärts davon einen der hinteren Arbeitskammer (8) zugeordnete Radialkanal (4, 5) aufweist und die beiden LS.ngskanäle des Luftverteilungsstutzens (9) in zwei koa: IaI angeoidneten Rohren (10, 11) ausgebildet sind, die einen den Längskanal für die Abluft darstellenden Ringkanal

(15) einschließen, in den vorderseitig ein Verschlußstopfen (12) und rückwärts davon eine Muffe (13) eingesetzt sind, zwischen denen die Radialbohrung (18) angeordnet ist, in weiche der Abluftkanal des Luftverteilungsstutzens (9) ausmündet, und von denen die Muffe (13) einen sie axial durchsetzenden Längskanal (17) und einen radial verlaufenden Kanal

(16) aufweist, welcher innenseitig über eine Radialbohrung im Innenrohr (11) mit dem zentralen, an den Preßluftschlauch (24) angeschlossenen Längskanal (14) und außenseitig mit einer hinter der radialen Ausmündungsbohrung (18) liegenden Radialbohrung im äußeren der beiden koaxialen Rohre (10) des Luftverteilungsstutzens (9) in Verbindung steht, wobei die vordere Radialbohrung (18) des Außenrohres (10) mit dem vorderen und dem hinteren Radialkanal (4, 5) des Schlägers (2) und die hintere Radialbohrung des Außenrohres (10) nur mit dem hinteren Radialkanal (5) des Schlägers (2) in Verbindung setzbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxial angeordneten Rohre (10, 11) des Luftverteilungsstutzens (9) am rückwärtigen Ende mittels einer auf das äußere Rohr (10) aufgeschraubten Mutler (23a) verbunden sind, durch die zusätzlich der Schlauch (24) am inneren Rohr(l 1) gehalten ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine umkehrbare Schlagvorrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern durch Verdrängen und Verdichten von Erdreich, mit einem in Vortriebsrichtung zugespitzten zylindrischen Gehäuse, in welchem ein Schläger angeordnet ist, der den Innenraum des Gehäuses in eine vordere und eine hintere Arbeitskammer unterteilt, eine hin- und hergehende Bewegung unter der Einwirkung von den Arbeitskammern periodisch zugeführter Preßluft vollführt und dabei Schläge gegen das Gehäuse der Vorrichtung ausübt sowie Radialkanäle für die Luftführung bei seiner Hin- und Herbewegung und einen an der hinteren Stirnseite offenen Hohlraum besitzt, in den ein im Gehäuse zur Bewegungsumkehr der Vorrichtung

is vorgesehener, mittels eines Gewindes relaiiv zum Gehäuse axial verschiebbar angeordneter Luftverteilungsstutzen eingreift, der zwei Längskanäle aufweist, von denen der eine ein durchgehender Kanal, der über einen Schlauch mit einer Preßluftquelle ständig verbunden und zur periodischen Zufuhr von Luft an die Arbeitskamrnern vorgesehen ist, und der andere ein in eine Radialbohrung ausmündender Kanal sind, der zum Luftaustritt aus den Arbeitskammern in die Atmosphäre vorgesehen ist.

Aus der DE-AS 20 09 133 ist eine umkehrbare Schlagvorrichtung dieser Art bekannt, bei der durch die Verwendung axial nebeneinander liegender Luftführungskanäle im Luftverteilungsstutzen gegenüber der Ausführung mit nur einem zentralen Kanal, wie sie

jo beispielsweise aus der US-PS 37 56 328 bekannt ist, eine größere Leistungsfähigkeit unter Einhaltung derselben Außenmaße erzielt wird. Die Herstellung des Luftverteilungsstutzens mit axial nebeneinander angeordneten Kanälen ist jedoch aufwendig, und das Umsteuern von

J5 Vorwärtsgang auf Rückwärtsgang ist dadurch erschwert, daß der mit dem Preßluftschlauch verbundene Stutzen am Ende eines der Kanäle in bezug auf die Achse des Stutzens versetzt ist, auf der die Trennwand der beiden Kanäle liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabt zugrunde, durch Abänderung der Konstruktion des Luftverteilungsstutzens eine umkehrbare Schlagvorrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern durch Verdrängen und Verdichten von Erdreich anzugeben, die es gestattet, die Zuverlässigkeit der Bewegungsumkehr der Vorrichtung bei einfachem Aufbau zu erhöhen.

Dies wird bei einer Schlagvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Schläger für Hie Luftführung bei seiner Hin- und

so Herbewegung einen der vorderen Arbeitskammer und mit axialem Abstand rückwärts davon einen der hinteren Arbeitskammer zugeordneten Radialkanal aufweist und die beiden Längskanäle des Luftverteilungsstutzens in zwei koaxial angeordneten Rohren ausgebildet sind, die einen den Längskanal für die Abluft darstellenden Ringkanal einschließen, in den vorseitig ein Verschlußstopfen und rückwärts davon eine Muffe eingesetzt sind, zwischen denen die Radialbohrung angeordnet ist, in welche der Abluftkanal des Luftverteilungsstutzens ausmündet, und von denen die Muffe einen sie axial durchsetzenden Längskanal und einen radial verlaufenden Kanal aufweist, welcher innenseitig über eine Radialbohrung im Innenrohr mit dem zentralen, an den Preßluftschlauch angeschlossenen

h5 Längskanal und außenseitig mit einer hinter der radialen Aiismündungsbohrung liegenden Radialbohrung im äußeren der beiden koaxialen Rohre des Luftverteilungssiutzens in Verbindung steht, wobei die