DE2548284C3 - Hydraulische Schlagbohrmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Schlagbohrmaschine, die beim Bohren von Sprenglöchern und Tiefbohrungen bei der Gewinnung von Bodenschätzen, beim Vortreiben von Tunnels, bei Bauarbeiten usw. ihre Anwendung finden kann.

Es ist eine hydraulische Schlagbohrmaschine zum Niederbringen von Sprenglöchern und Bohrungen bekannt, in deren Gehäuse, das Druckmittelkanäle aufweist, ein Stufenkolbenhammer in axialer Richtung beweglich angeordnet ist, der mit seinem größten Durchmesser dem Kopfteil der Maschine zugekehrt ist.

Der Stufenkolbenhammer wird in Richtung zum Kopfteil der Maschine durch eine zylindrische Feder belastet und übt unter der Einwirkung des Druckes einer Flüssigkeit eine Hin- und Herbewegung aus, indem er Arbeits- und Leerhübe vollzieht. Bei seinen Arbeitshüben schlägt der Stufenkolbenhammer auf den Werkzeugamboß, der im Kopfteil des Gehäuses der Maschine angeordnet ist. Die hydraulische Maschine weist eine auf den Stufenkolbenharnmer aufgesetzte Druckdifferenz-Stufenventilhülse auf, die sich unter gleichzeitiger Verteilung der Flüssigkeit in die in Vortriebsrichtung vor dem Kolben liegende vordere Arbeitskammer und in die Atmosphäre hin- und herbewegt. Zur Verwirklichung einer Drehung des Werkzeugs ist die Maschine mit einem Drehwerk ausgestattet, das mit einem am Amboß angebrachten Zahnrad in kraftschlüssiger Verbindung steht.

Der Stufenkolbenhammer ist in der bekannten hydraulischen Schlagbohrmaschine als ein Ganzes ausgebildet, d. h. seine beiden Stufen unterschiedlichen Durchmessers sind als ein Bauteil hergestellt, und seine kleinere Stirnfläche befindet sich stets im Endteil des Gehäuses, das immer mit einer Druckleitung in Verbindung steht. In der in Richtung der Bohrung vorderen Endstellung der Stufenventilhülse treten deren Kanäle mit denen im Gehäuse in Verbindung, mit deren Hilfe eine Verbindung des vor dem Stufenkolbenhammer liegenden Gehäuseraums, der vorderen Arbeitskammer, mit der Druckleitung hergestellt wird. Die Druckflüssigkeit tritt in die vordere Arbeitskammer ein und bewirkt den Leerhub des Stufenkolbens unter Zusammendrücken der zwischen der hinteren Stirnfläche der größeren Stufe des Stufenkolbens und einem Ringvorsprung des Gehäuses angeordneten Ringfeder. Am Ende des Leerhubes greift der Stufenkolbenhammer mit einem Außenringvorsprung in den Innenringvorsprung der Stufenventilhülse ein und reißt das Ventil vom Amboß weg, wonach die Stufenventilhülse infolge der Differenz, die zwischen d;:r GrC ?e ihrer Stirnflächen besteht, unter der Einwirkung der Flüssigkeit zurückgeht und die Auslaßkanäle öfinet. Dabei werden die Ventilkanäle von der seitlichen Zylinderwandung des Gehäuses zugedeckt, und die vordere Arbeitskammer wird von der Druckleitung getrennt, wodurch über dem Stufenkolben und in der Druckleitung ein Flüssigkeitsschlag erfolgt. Unter der Einwirkung dieses Flüssigkeitsschlages und des auf die Stirnfläche der kleineren Stufe des Kolbenhammers einwirkenden Überdrucks der Flüssigkeit sowie unter dem Angriff der sich entspannenden Zylinderfeder beginnt der Stufenkolben seinen Arbeitshub und verdrängt die Flüssigkeit aus der vorderen Arbeitskammer in die Umgebung. Am Ende dieses Arbeitshubes verstellt der Stufenkolben das Ventil, das die Auslaßkanäle verschließt, in seine vordere Endstellung und übt einen Schlag auf den Werkzeugamboß aus, der mit dem Werkzeug verbunden ist. Infolge des Abstoppens des Stufenkolbens erfolgt ein zweiter Flüssigkeitsschlag in der Rohrleitung, unter dessen Wirkung und unter der Wirkung des Überdrucks der Flüssigkeit der Stufenkolben wiederum seinen Leerhub beginnt, und der ganze Arbeitsvorgang wiederholt sich.

Ein Nachteil dieser bekannten hydraulischen Schlagbohrmaschine besteht darin, daß sie kein unabhängiges Drehwerk zur mit der Wirkung des Stufenkolbens synchronen Drehung des Bohrwerkzeugs enthält. Betreibt man die hydraulische Schlagbohrmaschine mii Öl. so können allgemein bekannte Hydraiilikmotorcn

mit hohem Drehmoment (Schaufel-, Radialkolbenmotoren u. a. m.) eingesetzt werden. Jedoch sind diese Hydraulikmotoren nicht für den Betrieb mit Wasser geeignet. Darüber hinaus ist auf diese Weise keine mit der Wirkung des Kolbenhammers der hydraulischen Schlagmaschine synchrone Drehung des Bohrers möglich.

Aus der GB-PS 8 95 870 und der DE-PS 11 75 184 sind vorzugsweise pneumatisch, aber prinzipiell auch hydraulisch betreibbare Schlagbohrmaschinen mit zwei Schlagkolben bekannt, bei denen eine direkte Verbindung zwischen der Steuerung einer Umsetzvorrichtung und der der Schlagkolben besteht.

Bei der Schlagbohrmaschine gemäß der GB-PS 8 95 870 ist das Steuerventil als Drehschieber ausgeführt, und während eines Arbeitszyklus erfolgt ein zweimaliger Ausstoß des Druckmittels in die Umgebung. Dadurch ergeben sich aber die Nachteile einer erhöhten Lautstärke der Maschine, sie wird kompliziert und ihr Nutzleistungskoeffizient verringert sich. Infolge der Gleichheit der Größe der Arbcits- und Lccrhubfiächen des Schlagkolbens ist außerdem der Verbrauch an Druckmittel sehr hoch. Da die Schlagbohrmaschine für das Druckmittel Preßluft ausgelegt ist, ist eine Umstellung auf andere Druckmittel, obwohl prinzipiell möglich, nicht speziell vorgesehen, und sie ist für einen Betrieb mit dem Druckmittel Wasser schlecht geeignet.

Bei der Schlagbohrmaschine gemäß der DE-PS 11 75 184 wird für den Leerhub genauso viel Druckmittel verbraucht wie für den Arbeitshub, wodurch sich zusätzlich zu dem Nachteil, daß die Maschine kompliziert aufgebaut ist, zwangsläufig der Nutzleistungskoeffizient der ganzen Maschine verschlechtert und die Geräuschbelastung steigt. Die seitlich am Maschinengehäuse angeordnete Steuervorrichtung ist ebenfalls für die Verwendung eines hydraulischen Druckmittels im praktischen Betrieb nur schlecht geeignet, da sie zu kompliziert ist.

Somit ist zur Zeit kein Drehwerk zum unabhängigen Drehen des Bohrers bekannt, das mit dem einzigen Stufenkolben einer hydraulischen Schlagbohrmaschine synchron arbeitet und den Anforderungen der Betriebes sowohl mit Öl als auch mit Wasser entspricht. Aus diesem Grunde wird das hydraulische Schlagbohren nur wenig angewandt, obwohl seine Anwendung in Erz- und Kohlenbergbaubetrieben Vorteile bietst, da in ihnen ein zentralisiertes Hochdrucknetz von Wasserleitungen zur Speisung hydraulischer Schlagmaschinen und zur nachfolgenden Staubniederschlagung meist einfacher zu errichten ist, als wenn jede Maschine mit einem sperrigen ölantrieb verbunden werden muß.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Schlagbohrmaschine mit einem einzigen Schlagkolben zu entwickeln, bei der durch ein neues Drehwerk die Drehung des Werkzeuges mit der Arbeit des Schlagkolbens synchron erfolgt, indem in ihr die Werkzeugdrehung während des Leerhubes des Kolbenhammers bewerkstelligt wird, und die in ihrem Aufbau einfach, betriebssicher und von kleinerem Gewicht als die bekannten Maschinen ist, mit der kleinstmöglichen Anzahl von Bauteilen auskommt und einen erhöhten Wirkungsgrad aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Schlagbohrmaschine zum Herstellen von Sprenglöchern und Tiefbohrungen, mit eiiiem Gehäuse, in welchem Druckmittclkanäic, ein hin- und herbeweglicher Stufenkolben, ein Amboß, eine Druckdifferenz-Stufenventilhülse zum Ableiten des Druckmittels in die vordere Arbeitskammer und in die Atmosphäre sowie ein Drehwerk für das Bohrwerkzeug angeordnet sind, j welches mit einem am Amboß angebrachten Zahnrad kraftschlüssig verbunden ist, mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmalen gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung weisen die in

to Anspruch 2 wiedergegebenen Merkmale auf.

Durch die Erfindung wird eine hydraulische Schlagbohrmaschine zur Herstellung von Sprenglöchern und Tiefbohrungen angegeben, die ein Drehwerk zum Drehen des Werkzeugs enthält, welches synchron mit der Arbeit eines einzigen Stufenkolbens arbeitet, indem eine Drehung des Werkzeugs während des Leerhubes des Stufenkolbens erfolgt, und die eine umkehrbare Drehung des Werkzeugs ermöglicht, wodurch die Leistung der Maschine infolge einer Mechanisierung des Vorganges des Losschraubens :ier Bohrstangen btiin Bohren VOn Tiefbohrungen erhöht Wird. Sie iSi in ihrem Aufbau einfach und betriebssicher, weist im Vergleich mit Maschinen derselben Zweckbestimmung ein kleineres Gewicht, eine kleinstmögliche Anzanl von Bauteile-» und einen erhöhten Wirkungsgrad auf.

Nachstehend wird die Erfindung durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine hydraulische Schlagbohrmaschine mit κι einsinniger unabhängiger Drehung des Bohrers, im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie !1-1! der Fig. 1;

Fi g. 3 eine der möglichen Varianten der Zahnradprofile im Drehwerk, das in Fi g. 1 und 2 wiedergegeben ist: J> Fig.4 eine erfindungsgemäße hydraulische Schlagbohrmaschine mit umkehrbarer, unabhängiger Drehung des Bohrers, im Längsschnitt;

Fi g. 5einen Schnitt nach der Linie V-V dur Fi g 4;

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl der F ι g. 4, in welchem die Stellung des Schiebers und des Ein'„ßhahns der Drehrichturig des Bohrwerkzeuges beim Bohren einer Tiefbohrung entspricht:

F i g. 7 die Stellung des Schiebers und Einlaßhahns, die der Drehrichtung des Bohrwerkzeuges beim Losschrau-■*> ben des Gestänges (Umkehrdrehung) entspricht, geschnitten;

F i g. 8 eine der möglichen Varianten der Ausführung des Zahnrades im in F i g. 4 und 5 wiedergegebenen Drehwerk;

"<<> Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IXIX der F i g. 8 und die Stellung der Sperrklinke bei deren Eingreifen in die Radverzahnung;

F i a- JO eine der möglichen Varianten der Anordnung

der Zylinder am in Fig. 4 und 5 wiedergegebenen

">^Γ> Drehwerk, wenn di3 Zahnprofil des Zahnrads als ein Dreieck mit unterschiedlich großen Seiten ausgeführt ist.

Die in Fig. 1. 2 und 3 dargestellte hydraulische Schlagbohrmaschine weist ein abgestuftes Gehäuse 1 «> größeren Durchmessers, das im Kopfteil der Maschine angeordnet ist, und ein Gehäuse 2 kleineren Durchmessers auf,das am Endteil der Maschine angeordnet ist.

In den Maschinengehäusen 1 und 2 ist ein Hammer in Form eines Siufenkolbens 3 mit einem Endteil kleineren *^r> Durchmessers, das eine Stirnfläche 4 besitzt, in axialer Richtung verstellbar untergebracht. Zwischen dem Stufenkolben 3 und einem den Endteil des Gehäuses 2 verschließenden Deckel 18 wird eine zylindrische

Druckfeder 5 eingesetzt, die den Stufenkolben 3 in Richtung des Kopfteils der Maschine drückt. Im (jehiiuse 1 seitens des Kopfteils der Maschine ist ein mit einer Stange 7 fest verbundener Ambofl β untergebracht, während am finde der Stange 7 ein Bohrwerk /eng befestigt ist. Heim Betrieb der Maschine schlagt der Stufenkolben 3 mit seinem dem Kopfteil der Maschine zugekehrten Vorderende auf den Amboß 6. der über die Stange 7 und das Bohrwerkzeug (nicht angedeutet) diesen Schlag auf die Bohrlochsohle übertragt.

Im Vorderteil der Maschine ist auch ein Drehwerk montiert, das zur Drehung der Stange 7 mit dem Werkzeug wahrend des Herslellens des Bohrlochs dient. Das Drehwerk enthält ein am Amboß 6 axial verschiebbar aufgesetztes Zahnrad 8 und zwei gleiche Innenräumen Hund 14 des zweiten Doppel ' lydraulikzylindcrs 9 zu verbinden, sind ähnliche Kanäle 25 und 26 vorhanden.

Im Gehäuse I ist auf dem Stufenkolben 3 eine Druckdifferenz .Stufenvcntilhülsc 33 mit einem exzentrischen Innenringvorsprung 34, Kanälen 35 und mit einer Außenringnut 36 aufgesetzt. Der Stufenkolben 3 weist in seinem Kopfteil einen Ringvorsprung 37 und im verjüngten Endteil die Stirnfläche 4 auf. Der Endteil des .Stufenkolbens 3 mit der Stirnfläche 4 ragi in den Innenraum 38 ties Deckels 18 hinein. Der Innenringvorsprung 34 der Stufenvcntilhülsc 33 liegt in bezug auf die Längsachse der Maschine exzentrisch, und sein Innendurchmesser übertrifft den des Ringvorsprungs 37 des Stufenkolben* 3 um die Spaltgröße beim l.aufsitz. Dieses Durehmcsscrverhällnis ist aus dem Grunde

I vw|l[/l_i- I Ijui UlJIIIW.jr IMlUCI 1. /-IiI » Cl CIIIItH-IIUIIf; UCI Beschreibung wird nachstehend stets nur auf einen Doppelzylinder eingegangen. )edcr Doppelzylinder 9 enthält einen Mantel 10. der durch eine zu dessen Achse querverlaufende radiale Zwischenwand 11 geteilt ist. und einen Druckdifferenz.-StöOelkolben 12, der mit seinem verjüngten Mittelteil durch die Zwischenwand 11 hindurchgeführt ist und mit dieser und dem Mantel 10 zwei Innenraui.'c 13 und 14 bildet. Die Querschnittsfläche des Innenraums 13 ist kleiner als die des Innenraums 14. und zwar Lim eine geringe Größe, die nur zum Zurückführen der leichten, klein bemessenen Stößelkolbcn 12 im Leerlauf ausreicht. Dadurch steigt der Wirkungsgrad der Maschine an. Der Stößelkolben 12 weist eine federbelastete Sperrklinke 15 auf. die während ihres Arbeitsganges in die Zähne 16 des Zahnrads 8 eingreift und somit eine Drehung des Ambosses 6 mit der Stange 7 und dem Werkzeug zusammen durchführt.

Die Gehäuse !, 2 und der Manie! 10 sind mit Deckeln 17, 18 bzw. 19 abgedeckt. Im Teil des Gehäuses 1 mit größerem Durchmesser sind Innenringnuten 20, 21 und 22 und Druckmittelkanäle 23, 24, 25, 26, 27 ausgespart. Der Kanal 26 \\\ mit pinorn Stutzen 28 verbunden in dem die Druckflüssigkeit der Maschine zugeführt wird. Die Innenringnuten 20,21 und 22 dienen als Kanäle zum Durchfluß der Flüssigkeit und verteilen in Verbindung mit den Kanälen 25, 26 und dem Stutzen 28 die Flüssigkeit während der Arbeits- bzw. Leerhübe des .Stufenkolbens 3 und des Stößelkolbens 12 im Schlag- und Drehwerk. Die Kanäle 23 und 24 sind Auslaßkanäle. Der Kanal 23 ist ein gemeinsamer Kanal für das Schlag- und Drehwerk, ν ührend der Kanal 24 nur dem Drehwerk zugeordnet ist.

Im Gehäuse 2 sind Bohrungen 29 vorgesehen, die den in Vortriebsrichtung hinter dem Kolben liegenden hinteren Raum 29a innerhalb des Gehäuses 2, in dem der Flüssigkeitsdruck nicht einwirkt, mit der Atmosphäre verbinden, um in diesem hinteren Raum die Bildung eines Wasserkissens infolge des Durchsickerns von Druckflüssigkeit aus dem Inneren der Maschine durch die Dichtungsmanschetten zu vermeiden, wodurch die Bewegung des Stufenkolbens 3 bei seinem Leerlauf abgebremst würde.

Die mittlere Innenringnut 21 im Gehäuse 1 steht immer über Kanäle 25 mit dem größeren Innenraum 14 des Zylinders 9 in Verbindung, während die hintere Innenringnut 22 mittels des Kanals 2<> mit dem kleineren Innenraum 13 und über den Stutzen 28. Schlauch 30(mit gestrichelter Linie angedeutet), über die Rohrstutzenkanäle 31, 32 mit der nicht abgebildeten Druckleitung kommuniziert. Um die Innenringnuten 21 und 22 mit den .νταιιιι, «.jaunt uic

.JIUICMVCIIIIMIUI^C

Ringvorsprung 37 außerhalb der Maschine auf den verjüngten Teil des Stufenkolbcns 3 aufgesetzt werden kann und in der zusammengebauten Maschine bei deren Betrieb von diesem Teil des Stufcnkolbens 3 nicht heruntergeschoben wird, da sie mit ihrem Innenringvorsprung 34 in den Ringvorsprung 37 des Stufenkolbcns 3 eingreift.

Durch die Ausführung der Stufenventilhülse 33 mit dem exz: ·. frischen Innenringvorsprung 34 nimmt der Stufenkolben 3 am Ende seines '.eerhubsdic Ventilhülse 33 vom Amboß 6 weg mit sich mit. Die Kanäle 35 sind in der Ventilhülse 33 zum Durchgang der Druckflüssigkeit in den Kopfraum der Gehäuse I unci 2 zur Durchführung des Leerhubs des Stufenkolbens 3 vorgesehen. Der verjüngte Mittelteil des Druckdifferenz-Stößelkolbens 12 liegt im Mantel 10 in bezug auf dessen Achse exzentrisch. Diese Exzentrizität ist zur Vermeidung einer Verdrehung des Stößelkolbens 12 in seinem Mantel 10 vorgesehen. Um die Zwischenwand 11 auf den verjüngten Mittelteil des Stößelkolbens 12 aufsetzen zu können, ist diese längs ihres Durchmessers zweigeteilt ausgeführt.

Das Spülwasser zur Snüliinp des Rnhrlnrhs wird über einen Stutzen 39. den Axialkanal 40 des Ambosses 6. den Innenraum der Stange 7 und weiter durch das Werkzeug zur Bohrsohle (nicht dargestellt) zugeführt.

Der über dem Kolben des Doppelzylinders 9 liegende Raum 41 tritt mit dem Kanal 42 und durch dessen Hilfe mit der Atmosphäre in Verbindung. Im Mantel 10 des Doppelzylinders 9 sind auch Ringnuten 43, 44 und Kanäle 45, 46 vorgesehen, die zum Durchgang der Flüssigkeit in die Innenräume 13 bzw. 14 dienen.

Das Profil der Zähne 16 des Zahnrads 8 kann verschieden sein. Es kann ein gleichseitiges Dreieck wie in der Fig. 2 bilden oder in Form eines Dreiecks mit unterschiedlichen Seiten wie in Fig. 3 ausgeführt werden.

Die in Fig. 4—9 wiedergegebene hydraulische Schlagbohrmaschine mit einem umkehrbaren Drehwerk enthält ein Schlagwerk wie in F i g. 1, 2 dargestellt, während ihr Drehwerk mit zwei zusätzlichen Doppel-Hydraulikzylindern gleichen Aufbaus versehen ist. Da diese zusätzlichen Doppelzylinder gleiche Konstruktion wie die Doppelzylinder 9 aufweisen, werden bei deren Einzelteilen in der Beschreibung und den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen beibehalten und nur Indices a hinzugefügt.

Die zusätzlichen Doppel-Hydraulikzylinder 9a (F i g. 5) gleicher Ausführung werden den Doppelzylindern 9 gegenüber und auf einer Diagonale einander gegenüberliegend angeordnet. Die Mantelkörper 10a

der Doppel/ylinder 4,7 sind aus einem Stuck mil den Mantelkörpern IO der Doppel/ylinder 4 gefertigt. Das Drehwerk weist auch einen I lydraiilik/ylinder 47 (I ι g. 6) /um IEinschalten tier gepaarten I)oppel/yhnder 4 oder 4,7 auf. dessen Mantel 48 mit 11·■ m Gehäuse I der Maschine starr verbunden ist.

Im I .,.lkchrdrehwerk besit/t jeder zusätzliche Doppel/s linder 9;) einen Mantel 10,7. welcher durch eine zu seiner Achse quer verlaufende radiale Zwischenwand 11,7 geleilt ist. und einen Druckdiffercnz-Stoßelkolbeti 12,7, der einen durch these Zwischenwand II.) hindurchgehenden, verjüngten Mittelteil aufweist und zwischen der Wand und dem Mantel 10.7 zwei Innenraume 13,7 und 14,7 bildet. Die Querschnittsfläche des Innenratims 13;/ ist kleiner als beim Innenraum 14;i. Der Stößelkolben 12;) endet mit einer federbelasteten Sperrklinke 15,7. die in die Zähne 16 des Zahnrades 8 wahrend cies i.eerhubs des .StöiSeikoibcns Ϊ2.7 eingreift, welcher somit eine umkehrbare Drehung des Ambosses 6 mit der Stange 7 und dem Werkzeug.

Im Mantel 48 (I" i g. b) des Hydraulikzylinders 47, der von einer Seite mil einer Mutter 49 geschlossen ist. sind Kanäle 50, 51 vorgesehen, die über Kanäle 50;) (F-" i g. 4) h/w. 51.) (Fig. 4. 6) mit den Innenringnuten 21, 22 kommunizieren, sowie Kanäle 52, 53 (I ig. b) ausgespart, die über Kanäle 52.) bzw. 53.7 mit den größeren Innenräumen 14 (Fig. 5) eines Paars der auf der Diagonale liegenden Doppclzyhndcr 9 in Verbindung stehen, sowie Kanäle 54, 55 (F" i g. 6), die über die Kanäle 54.) L/w. 55;) mit den größeren Innenräumen I4;i (Fig. 5) des anderen Paars der auf der Diagonale liegenden Doppclzylinder 9.) verbunden sind. Die obengenannten Kanäle 50, 50.7, 51, 51,7. 52, 52;). 53, 53.7, 54, 54;) und 55, 55a sind zum Durchgang der Flüssigkeit in die größeren Innenraume 14 und 14a der entsprechenden Doppelzylinder 9 und 9;) angeordnet. Zum Durchgang der Flüssigkeit in die entsprechenden kleineren Innenräume der Doppelzylinder 9 und 9a (F ig. 5) sind Kanäle 26 und 26a (Fi g. b) vorgesehen, die über die Innenringnuten 22 (Fig. 4, 6) de kleineren i„ -A ii...jd./r;„ c\ a— 7..i;_n.i.„,^_n,i;„ ml.

Stoßelkolben 12,7 der Doppel/ylinder 9,7 in Hetrieb zu set/eti. Bei der Arbeit des eisten Paars der Stößelkolben 12 der Doppel/ylinder 9 wird das Zahnrad 8 mit dem Amboß 6 und der Stange 7 in einer Richtung, in Ii g. 5 gegen den I Ihr/eigcrsinn. und während der Arbeil des anderen Paars der Stößelkolben 12;) der Doppel/ylinder 9,7 in entgegengesetzter Richtung, in Fig. 5 im Uhrzeigersinn gedreht, d.h. es wird eine Umkehrung der Drehung ermöglicht.

In den einen der Totpunkte seiner Bewegung, bei dem die Stößelkolben 12 in Aktion sind, gelangt der Schieber mittels der Druckfeder 64 (F ig. 6) und in den am¹ ren (F i g. 7). bei welchem die Stößelkolben 12.) arbeiten, mit Hilfe des liinlaßhahns 58, der Druckflüssigkeit an die dem durch die Feder 64 belasteten Stirnende gegenüberliegende Stirnfläche des Schiebers 63 leitet. Dabei schiebt die Druckflüssigkeit den Schieber 63 in den anderen Totpunkt (F 1 g. 7) zurück und drückt somii die Feder 64 zusammen.

In entspannter Stellung der Sehieberfedcr 64. wie dies aus F i g. 6 zu ersehen ist. wird die Ringnut 65 mittels der Kanäle 52, 52.7 bzw. 53, 53;) mit dem größeren Innenraum 14 jedes auf der Diagonale einander gegenüberliegenden Doppelzylinders 9 und über die Kanäle 50, 50.) (F ig. 4) mit der Innenringnut 21 des Gehäuses 1 in Verbindung gesetzt, die abwechselnd mit dem Auslaßkanal 23 der Maschine in Verbindung tritt. Die mittlere Ringnut 66(Fi g. 6) kommuniziert über die Kanäle 51, 51;) mit der Innenringnut 22 des Gehäuses I und ferner über den Kanal 28, den Schlauch 30 (F i g. 4). die Rohrstutzen 31,32. den Schlauch 62. die Verteilungskanäle 59 des Einlaßhahns 58 mit der Druckleitung (nicht dargestellt) und ist durch die Kanäle 54, 54;) bzw. 55, 55;) (F- ig. 6) mit dem größeren Innenraiim 14,7 der beiden auf der Diagonale liegenden Doppel/ylinder 9.) verbunden.

Wie dies aus F" i g. 4 und b hervorgeht, stehen die kleineren Innenraume 13, 13;) der entsprechenden Doppelzylinder 9 und 9a bei jeder Stellung des Schiebers 63 mittels der Kanäle 26, 26,7. 22, 28, des ^hc

RnKri'hil7Pn

.Kor rlfn

der Druckleitung verbinden.

Im Mantel 48 (Fig. 6) ist auch ein Stutzen 56 vorgesehen, der über einen (mit einer strichpunktierten Linie angedeuteten) Schlauch 57 und über einen F.inlaßhahn 58 mit der Druckleitung verbunden ist. wobei der F.inlaßhahn Verteilungskanäle 59 und 60 besitzt und in einem Hahngehäuse 61 untergebracht ist. Das Gehäuse 61 des Einlaßhahns 58 ist über einen Schlauch 62 (durch eine strichpunktierte Linie angedcutet) mit dem Stutzen 32 (Fig. 4) und weiter über den Stutzen 31, den Schlauch 30 (durch eine strichpunktierte Linie angedeutet) mit dem Rohrstutzen 28 verbunden. Im Mantel 48 (F i g. 6) des Hydraulikzylinders 47 ist noch ein seitlich durch eine Feder 64 belasteter Schieber 63 in axialer Richtung verstellbar angeordnet. Der Schieber 63 weist drei Außenringnuten 65, 66 und 67 auf. die als Kanäle dienen, von denen die Ringnuten 65 und 67 miteinander über Kanäle 68 kommunizieren, die im Schieberkörper 63 ausgespart sind.

Der Schieber 63 ist dazu vorgesehen, in dem einen in Fig. 6 dargestellten Totpunkt seiner Bewegung ein Paar diagonal liegender Stößelkolben 12 der Doppelzylinder 9 711 betätigen und das andere Paar Stößelkolben 12a der Doppeizylinder 9a außer Betrieb zu setzen sowie im anderen Totpunkt, der in F i g. 7 wiedergegeben wird, das erste Paar Stößelkolben 12 der Doppelzylinder 9 auszuschalten und das andere Paar 62 und die Kanäle 59 des Einlaßhahns 58 mit der Druckleitung in Verbindung. Die Wirkungsrichtung der Druckflüssigkeit ist in F i g. 4 und 6 durch Pfeile

4") angedeutet.

Die Wirkungsweise der hydraulischen Schlagbohrmaschine mit einem Drehwerk wird nacheinander für die jeweilige Ausführungsform beschrieben. Zunächst wird der Betrieb der Maschine mit einer Drehung des Bohrgestänges in nur einer Richtung wie in F i g. 1,2 und danach die Arbeitsweise der Maschine, bei der eine Drehung des Bohrgestänges in beiden Richtungen möglich ist(Fi g. 4 — 7), beschrieben.

Als Anfangsstellung wird die Stellung der Schlagbohrmaschine gewählt, die in Fig. 1 und 2 wiedergegeben ist. In dieser Stellung der Maschine ist die Stufenventilhülse 33 an den Amboß 6 fest angedrückt, und die Flüssigkeit kann aus der Arbeitskammer vor dem Stufenkolben nicht nach außen herausfließen.

Dabei stehen die Bohrungen 35 der Stufenventilhülse 33 genau der Innenringnut 22 gegenüber, wodurch die vordere Arbeitskammer der Gehäuse 1, 2 über die Druckmittelkanäle 35, 23, 26, 28. den Schlauch 30. die Stutzen 31, 32 und durch den an den Stutzen 32 angeschlossenen, nicht abgebildeten Schlauch mit der Druckleitung verbunden ist. Mit der Druckleitung ist gleichzeitig der kleinere Innenraum 13 jedes Doppelzylinders 9 über die Kanäle 26 verbunden. Die

Druckflüssigkeit ίιίΐί ;i»s der Druckleitung (oder der Pumpe) über den Stul/en 32 in die hintere Kammer )8 und über den Stut/en JI. Schlauch 10. Stut/en 28. die Kiitiiile 22, 15 in die vordere Arbeitskammer in den Gehäusen I, 2 und durch die Kanäle 26, 45,45 in jeden Innenraiim 13 des Arbeitshubs der Stöljelkolben 12, I2;i. Die Druckflüssigkeit schiebt den Stufenkolben i in Richtung des F.ndtcils der Maschine (nach rechts in der Zeichnung) zurück, da die Größe der Stirnflachen der durch die Flüssigkeit umströmten linden unterschiedlich ist (die Flache des Kopfstirnendes übertrifft die des hinteren Stirnendes), während die durch den Druck nicht ausgeglichene Differenzfläche im Ringzwischenraum 29;/ des Gehäuses 2 liegt, der über die Bohrungen 29 mit der Atmosphäre kommuniziert.

Gleichzeitig mit diesem beschriebenen Leerlauf des Stufenkolbens 3 vollziehen die Stößelkolben 12 ihren

7nilrn»nnn i r% unler Druckwirkung der abgeführten Flüssigkeit entgegeneilende Stuienvenlilhülse M. nimmt sie mil sich mil. schlägt auf ilen Amboß, tier über die Bohrstiinge 7 mit dem Werkzeug verbunden ist. drückt die Slufenventil ^r> hülse 3J an den Amboß 6 (diese Stellung ist in Fig. I dargestellt) an. wodurch die Verdrängung der llüssigkeil aus der vorderen Arbeitskammer heraus nach außen aufhört, und die Flüssigkeilssäule in den Zufuhrschläiichen wird erneut angehallen, was einen

H) neuen hydraulischen Schlag hervorruft, der infolge eines /usammenfalls der Bohrungen }5 in dem in Richtung zum Werkzeug vorderen Totpunkt der Slufenventilhülse 13 mit der Innenringnut 22 über diese Bohrung 35 in die vordere Arbeitskammer übertragen wird.

^|r> Durch die Kraft des hydraulischen Schlages und de· Oberdrucks der Flüssigkeit wird der Stufenkolben 5 zurückgeführt, während die Slößclkolben 12 ihren

das Zahnrad 8 eingreifenden Sperrklinkcn 15 dieses Zahnrad mit dem Amboß 6 und dem Bohrgestänge 7 mit dem Werkzeug in Richtung gegen den Uhrzeigersinn in l'ig. 2 um einen gewählten Winkel drehen. Dabei wird die Flüssigkeit durch die größere Stufe des Stößclkolbens 12 über die Kanäle 46, 44, 25, 21, 36, 24 und 23 aus dem Innenraiim 14 in die Atmosphäre verdrängt.

Nachdem der Stufenkolben 3 seinen vorgeschriebenen Weg hinter sich hat und die Feder 5 zusammengedrückt hat, stößt er mit seinem Ringvorsprung 37 an den exzentrischen Innenringvorsprung 34 der Stufenventilhülse 33 und nimmt die Ventilhülse 33 vom Amboß 6 weg mit, wodurch er den Ringspall zwischen dem Amboß 6 und dem Gehäuse 1 für das Ausfließen der Flüssigkeit aus der vorderen Arbeitskammer freigibt. Darauf bewegt sich die Ventilhülse 33 aufgrund ihrer Form und weil ein durch den Druck nicht ausgeglichener Ringzwischenraum 27,7 im Gehäuse 1 vorgesehen ist, der über die Bohrungen 27 mil der Atmosphäre verbunden ist, von selbst zum Endteil der Maschine. Bei dieser Bewegung der Stufenventilhülse 33 verschieben sich dessen Bohrungen bezüglich der Innenringnut 22 und bleiben verschlösse,... die Außenrinpnut 36 der Stufenventilhülse 33 verbindet die Innenringnuten 21 und 22 miteinander, während die Verbindung zwischen den Innenringnuten 20 und 21 aufgehoben wird, da sich die Außenringnut 36 in Richtung des Endteils der Maschine zurückbewegt. Die Druckflüssigkeit strömt über die Druckmittelkanäle 22, 36, 21, 25, 26, 43, 45, 44 und 46 in die Innenräume 13 und 14 der Doppel-Hydraulikzylinder hinein, wodurch infolge einer vorhandenen größeren Querschnittsfläche im Innenraum 14 im Vergleich zum Innenraiim 13 die Stößelkolben 12 unter dem Flüssigkeitsdruck aus jedem Innenraum !4 in Richtung vom Zahnrad 8 weg zurücklaufen, wobei ihre Sperrklinken 15 außer Eingriff mit dem Zahnrad 8 treten, das in dieser Zeit unter der Wirkung der axialen Vorschubkraft unbeweglich bleibt. Der Stufenkolben 3 wird angehalten, auch die Flüssigkeitssäule im Schlauch über dem Stufenkolben 3 bewegt sich nicht weiter und es erfolgt ein hydraulischer Schlag.

Unter der Einwirkung des hydraulischen Schlages und des Überdrucks der Flüssigkeit auf die Stirnfläche 4 sowie der sich entspannenden Feder 5 wird der Stufenkolben 3 nach vorn beschleunigt (in der Zeichnung nach links) und verdrängt dabei die Flüssigkeit aus der vorderen Arbeitskammer über den sich öffnenden Ringspalt zwischen dem Gehäuse 1 und dem Arrhoß 6 und ferner durch den Auslaßkanal 23 nach außen. Dabei trifft der Stufenkolben 3 die ihm

Sperrklinken 15 das Zahnrad 8 um einen vorgeschriebenen Winkel drehen, und der Vorgang wiederholt sich.

Beim Vorhandensein eines zusätzlichen Paars der Doppelzylinder 9a und des Hydraulikzylinders 47, die durch Kanäle und Innenräume der Gehäuse 1, 2 der Maschine, wie dies oben beschrieben und in F i g. 4 bis 7 gezeigt ist, kann die Drehung des Bohrgestänges 7 umkehrbar, d. h. sowohl in einer als auch in der entgegengesetzten Richtung erfolgen.

In der hydraulischen Schlagbohrmaschine mit dem genannten Umkehrdrehwerk füllt die Druckflüssigkeit bei der ihre entspannte Stellung einnehmenden Schiebefeder 64 (Fig. 6) immer beide Innenräume 13.7 und 14.7 aus, und infolge des bestehenden Unterschiedes der Querschnittsflächen der erwähnten Innenräume 13.7 und 14,7 werden die Stößelkolben 12,7 durch die Druckflüssigkeit in Richtung vom Zahnrad 8 weg weggedrückt, während an der Arbeit bei der Verstellung der Stufenventilhülse 33 die Stößelkolbcn 12 synchron teilnehmen, indem sie dabei mittels der Sperrklinken 15 das Zahnrad 8 mit dem Amboß und der Bohrstange 7 (in F i g. 5 gegen den Uhrzeigersinn) während dr', Leerhubs des Stufenkolbens 3 drehen.

Bei der auf die Ganggröße des Schiebers 63 zusammengedrückten Schiebefeder 64 (in F i g. 7 wiedergegeben), deren Zusammendrücken durch Drehung am Einlaßhahn 58 um 90° gegen den Uhrzeigersinn und durch nachfolgende Einwirkung der Druckflüssigkeit über die Kanäle 59, den Schlauch 57, Rohrstutzen 56 am Schieber 63 erfolgt, stehen die Randringnuten 65, 67 des Schiebers 63, die miteinander über die Kanäle 68 verbunden sind, durch die Kanäle 5ia, 22, 28, den Schlauch 30, die Rohrstutzen 31.32, durch den Schlauch 62 und die Kanäle 59 des Einlaßhahns 58(Fi g. 4 und 7) mit der Druckleitung in Verbindung und über die Kanäle 52, 52a bzw. 53, 53a (Fig. 6) mit den größeren Innenräumen 14 der auf der Diagonale entgegengesetzt liegenden Doppelzylinder 9, während die mittlere Ringnut 66 des Schiebers 63 durch die Kanäle 54, 54,·,·, 55, 55a mit den entsprechenden größeren Innenräumen 14a des zweiten Paars der Stößelkolben 12a und über die Kanäle 50, 50a mit der Innenringnut 21 des Gehäuses 1 kommuniziert, die abwechselnd mit dem Aus'aßkanal 23 der Maschine in Verbindung tritt. Die Wirkungsrichtung der Druckflüssigkeit ist in F i g. 7 lurch Pfeile angedeutet. Infolgedessen wird das zweite Paar Stößelkolben 12a mit seinen Sperrklinken 15a synchron mit der Bewegung der Stufenventilhülse 33 betätigt, während das erste Paar der StößelkolDen 12 in der Richtung vom Zahnrad 8 weg weggeführt bleibt.

Dabei erfolgt die Drehung dieses Zahnrads mit dem Amboß β Kp.cl dem Bohrgestänge 7 in der entgegengesetzten Richtung (in I' i g. 5 im Uhrzeigersinn).

Die umgekehrte Drehung des Bohrgestänges wird bei dessen Losschrauben gebraucht.

Die erfindungsgemäße hydraulische Schlagbohrmaschine sowohl mit einsinniger als auch mit umkehrbarer Drehung des Bohrwerkzeuges kann auch ohne l-'eder oder ein anderes elastisches F.lemcnt zwischen dem Stufenkolben 3 und dem Deekel 18 des Gehäuses 2 erfolgreich arbeiten, obwohl sich der Wirkungsgrad in

diesem TaIIe verkleinert.

In I'i g. 8 und 9 ist eine der möglichen Ausführungen des Zahnrads 8 im Drehwerk mit der Sperrklinke mit dem Kadzahn 16 wiedergegeben, der in Form eines Dreiecks mit unterschiedlichen Seiten profiliert ist.

Tig. IO gibt eine der möglichen Varianten der Anordnung der Doppelzylinder 9, 9;; des umkehrbaren Drehwerks wieder, die in F i g. 4, 5 dargestellt sind, wenn das Profil des Zahns 16 des Zahnrads 8 als Dreieck mit unterschiedlichen Seiten ausgeführt ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Schlagbohrmaschine zum Herstellen von Sprenglöchern und Tiefbohrungen, mit einem Gehäuse, in welchem Druckmittelkanäle, ein hin- und herbeweglicher Stufenkolben, ein Amboß, eine Druckdifferenz-Stufenventilhülse zum Ableiten des Druckmittels in die vordere Arbeitskammer und in die Atmosphäre sowie ein Drehwerk für das Bohrwerkzeug angeordnet sind, welches mit einem am Amboß angebrachten Zahnrad kraftschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehwerk zumindest einen im Kopfteil des Gehäuses (1) angeordneten, aus zwei Zylindern unterschiedlichen Durchmessers bestehenden, durch eine radiale Zwischenwand (11) quergeteilten Doppel-Hydraulikzylinder (9) mit einem Stößelkolben (12) aufweist, der eine abgefederte Sperrklinke (15) trägt und mit der Zwischenwand (11) und eiern Mantel (10) Jss Doppelzylinders (9) zwei Innenräume (13; 14) begrenzt, von denen der als Arbeitshubraum vorgesehene Innenraum (13) einen kleineren Durchmesser aufweist als der als Leerhubraum vorgesehene Innenraum (14), daß die Stufenventilhülse (33) eine Außenringnut (36) aufweist und daß das Gehäuse (1) im Bereich der Stufenventilhülse (33) mit drei Innenringnuten (20; 21; 22), an welche jeweils Druckmittelkanäle (23 bis 27) anschließen, versehen ist, von denen die vordere Ringnut (20) mit der Atmosphäre, die mittlere Ringnut (21) ständig mit dem Inn-nraum (14) größeren Durchmessers und die rückwärtige Ringnut i22) mit dem Innenraum (13) kleineren Durchmessers des Doppelzylinders (9) und mii der Druckmittelzuleitung in Verbindung stehen, wobei der Stößelkolben (12) durch die Hin- und Herbewegung der Stufenventilhülse (33) wechselseitig beaufschlagbar und das Zahnrad (8) des Drehwerks beim Leerhub des Slufenkolbens (3) über die Sperrklinke (15) durch den Stößelkolben (12) kraftschlüssig gegen Drehung gehalten ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein weiterer Doppel-Hydraulikzylinder (9a) vorgesehen ist, welcher analog zum anderen Doppelzylinder (9) an die Innenringnuten (20; 21; 22) des Gehäuses (1) angeschlossen, jedoch gegenüber diesem entgegengesetzt angeordnet ist, wobei die Doppelzylinder (9; 9a) hydraulisch mit einem zusätzlichen Hydraulikzylinder (47) verbunden sind, der gleichfalls an die Innenringnuten (20; 21; 22) des Gehäuses (1) angeschlossen und auf abwechselndes Ein- und Ausschalten der Doppelzylinder (9,9a^einstellbar ist.