DE2719002A1

DE2719002A1 - Vorrichtung und verfahren zum betrieb eines bohrhammers

Info

Publication number: DE2719002A1
Application number: DE19772719002
Authority: DE
Inventors: George Allen Hibbard; Ward Duffey Morrison
Original assignee: Joy Manufacturing Co
Current assignee: Joy Manufacturing Co
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1977-11-10
Also published as: IT1076743B; SU784805A3; AU2438877A; AU520326B2; BR7702614A; SE7704440L; YU109877A; GB1588525A; MX147859A; FR2349747A1; JPS52133001A; FI771344A; ES458572A1

Description

Auf dem Fachgebiet des Felsbohrens ist es bekannt, eine Bohranordnung mit einem fluidbetätigten Schlaghammer zu verwenden, die aus einem Linear-Schlagmotor mit ventilloser Verteilung besteht, in der ein Schlagkolben zur schnellen linearen Hin- und Herbewegung selbsterregt wird, um wiederholt auf ein Schlagteil aufzutreffen, um Felsen oder andere harte Schichten zu durchbohren.

Obwohl solche Bohrer im allgemeinen den beabsichtigten Zweck erfüllen, weisen sie nichtsdestoweniger verschiedene Mangel auf. Zum Beispiel geben solche Bohrer nicht genügend wirksame übertragung mechanischer Energie von dem Schlaghammer auf das Schlagteil. Einige bekannte Schlaghämmer sind außerordentlich empfindlich auf kleine Veränderungen in Parametern wie z.B. den Fluidversorgungsdruck oder die Fluidtemperatur oder die Lage des Schlagteilendes und sie sind für den verläßlichen alltäglichen Einsatz unpraktisch. Ein weiteres Problem bei vielen hydraulischen Schlaghämmern nach dem Stand der Technik ist die Fluid-Kavitation des Hydraulik-Fluids beim übergang von dem Zustand hohen zu dem niederen Druckes. Andere Schlaghämmer sind sehr schwierig zu starten. Weiteie Hammer sind sehr sperrig in ihrem Ausmaß und mühsam zu handhaben und sie sich außerdem außerordentlich schwierig und teuer in der Herstellung.

Diese und andere Mangel von Hammern nach dem Stand der Technik werden durch die vorliegende Erfindung vermindert, durch welche ein verbesserter und vereinfachter Hydraulik-Hammer des ventillosen oder Selbsterreger-Typs geschaffen wird.

Ganz allgemein sind die Ziele dieser Erfindung:

a) einen hydraulisch betätigten, selbsterregten Hammer von kompaktem und einfachem Aufbau zu schaffen,

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b) einen verbesserten Arbeitsablauf eines hydraulisch betätigbaren Hammers zu erzielen,

c) einen Hammer mit verbesserten und vereinfachten Anlaufeigenschaften zu schaffen,

d) einen Hammerkolben mit längerer Lebensdauer als seither üblich zu erhalten,

e) einen Hammer mit verbesserter Wirksamkeit der Aufschlagsenergieübertragung zu schaffen, und

f) einen Hammer mit verbesserten Einrichtungen zu schaffen, um Druck- und Fluidansammlungen innerhalb von Abschnitten zu verhindern, die für solche Druck- und Fluidansammlungen nicht ausgelegt sind.

Besonderes Ziel der Erfindung ist es, einen Hammer zu schaffen, in dem Steuerventxleinrichtungen betrieben werden können, um eine Bewegung des Hammerkolbens in eine Anfangshublage zu bewirken, aus der eine selbsterregte Hin- und Herbewegung des Kolbens einfach durch Einführung eines Fluidzuflusses zu dem Kolben erreicht wird.

Ein anderes besonderes Ziel der Erfindung besteht darin, einen Hammer zu schaffen, bei dem die Wirksamkeit des Betriebes gegenüber verhältnismäßig großen Änderungen der Lage des Aufschlagendes des Schlagempfangsteils unempfindlich ist.

Noch ein weiteres besonderes Ziel der Erfindung besteht darin, einen Hammer zu schaffen, bei dem die Verweilzeit, während der der Hammerkolben das Schlagelement während des Aufschlags berührt, länger ausgedehnt ist, als die entsprechende Zeit bei bekannten Hämmern.

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Ein weiteres besonderes Ziel der Erfindung besteht darin, einen Hammer zu schaffen, der Einrichtungen zum Absorbieren oder Speichern von Fluidenergie besitzt, welche mit den Seiten des Hammerkolbens in Verbindung stehen, die beim Aufwärtshub ,und denen ,die beim Abwärtshub beaufschlagt werden.

Ein weiteres besonderes Ziel dieser Erfindung besteht darin, einen Hammer zu schaffen, dessen Hammerkolben so ausgebildet ist, daß er den Fluidabfluß beeinflußt.

Ein zusätzliches Ziel der Erfindung besteht darin, einen Hammerkolben zu schaffen, der wahlweise in der Kolbenbohrung umgedreht werden kann, so daß beide Enden des Kolbens zum Aufschlag benutzt werden können. Wenn erforderlich, kann dieses Umkehren des Hammerkolbens zur wahlweisen Veränderung des Hammerarbeitsablaufes benutzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Felsbohrvorrichtung mit einer hydraulisch betätigten Hammereinrichtung, die erfindungsgemäß aufgebaut ist,

Fig. 2 einen Axialschnitt des in Fig. 1 gezeigten Bohrers nach Linie 2.-2. der Fig. 3,

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-5 der Fig. 2,

Fig. Zf einen Ausschnitt aus der Hammereinrichtung des Bohrers nach Fig. 1, in dem der Hammerkolben im finzelnen gezeigt ist, und

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Fig. 5 ein Diagramm der Beziehungen zwischen dem Druck des Hydraulik-Fluids auf den Kolbenkopf und dem Hubweg des Kolbens.

Die in Fig. 1 gezeigte Felsbohranordnung 10 umfaßt einen Schlagkopf oder einen Motorabschnitt 12, der koaxial mit einem vorderen Jochabschnitt 1/f in Eingriff steht. Scheibenartige hintere und vordere Kopfteile 16 und 18 liegen koaxial am hinteren Ende des Schlagkopfes 12 bzw. am vorderen Ende des Jochteils 1/f an. Die eben beschriebenen Teile der Bohreinrichtung werden durch eine Sicherungseinrichtung, z.B. durch eine Vielzahl sich in Längsrichtung erstreckender Seitenstäbe 20 fest zusammengespannt und bilden so die einheitliche Bohranordnung 10. Der Bohrer ist auf einem länglichen Nachführrahmen 22 so angebracht, daß er in beiden Richtungen nachgeschoben werden kann, während der Rahmen 22 wiederum einstellbar auf einer beweglichen Unterlage, beispielsweise einem Traktorrahmen mit einem (nicht gezeigten) Gelenkausleger angebracht ist und sie wird durch Fluidschläuche Zk₁ die mit dem Bohrer 10 in Verbindung stehen, mit bewegtem Fluid versorgt, um den Bohrer, wie unten beschrieben, zu betreiben.

Der Jochabschnitt 1Zf (Fig. 2) umfaßt ein im allgemeinen ringförmiges Jochgehäuse 28 mit einem im allgemeinen ringförmigen länglichen Futterteil 50, das beispielsweise durch Walzenlager 32 drehbar in diesem aufgenommen ist. Das Futterteil 30 weist eine Vielzahl längs des Umfanges mit Abständen versehene Zähne 34 auf, die koaxial einen

laxialen Zwischen-Außen-Umfangsabschnitt des Futters umgeben und mit einem (nicht gezeigten) Antriebsgetriebe in Eingriff stehen, das in dem Gehäuse 28 so angebracht ist, daß es das Futter 30, wie unten beschrieben, bewegen kann.

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Das Futter 30 trägt in sich koaxial ein längliches, ringförmiges, hinteres Hülsenteil 38 und ein längliches, ringförmiges Antriebsteil 40, das nach vorne an der Hülse 38 anliegt. Die Hülse 38 und das Antriebsteil 40 sind koaxial mit einer ringförmigen vorderen Hülse 46 ausgerichtet, die in einem inneren Umfangsabschnitt 48 durch eine Mutter 50 befestigt ist, die koaxial aufgeschraubt werden kann und dabei an dem vorderen Kopfteil 18 anliegt, wodurch eine längliche,im allgemeinen zylindrische Schlagstange 42, die sich koaxial innerhalb des Futterteils 30 und des vorderen Kopfteils 18 erstreckt, so gehalten wird, daß ihre axial einander gegenüberliegenden Endabschnitte in Längsrichtung gleitbar innerhalb der inneren Umfangsabschnitte 44 und 45 der Hülsen 38 bzw. 46 getragen werden. Ein außen gezähnter Zwischenabschnitt 54 der Schlagstange 42 erstreckt sich zwischen den jeweilig gestützten Endabschnitten der Stange und steht mit den gleichförmig gezähnten inneren Abschnitten 56 des Antriebsteils 40 in Eingriff, das beispielsweise bei 58 so mit dem Futter 30 verzahnt ist, daß es sich nicht gegen dieses verdreht. Demgemäß ist die Schlagstange 42 um eine Achse durch einen Drehmotor, beispielsweise durch den druckfluidbetätigten Motor 36 drehbar, der Bewegungsfluid durch (nicht gezeigte) Versorgungsleitungen erhält, um das Futter und damit die Schlagstangenanordnung über das oben erwähnte Getriebe koaxial anzutreiben.

Wie oben angedeutet, kann die Schlagstange 42 in Axialrichtung innerhalb des Futters 30 gleiten. In der äußersten hinteren Lage (Fig. 2),die durch das Anschlagen der zusammenwirkend ausgebildeten jeweiligen Endabschnitte 62 bzw. 66 des Schlagstangen-Zwischenabschnittes 54 und der Hülse 38 bestimmt werden, liegt ein hinterstes Ende oder eine Aufschlagfläche 68 der Schlagstange 42 dem vorderen Ende des Schlagkopfes 12 benachbart, um Aufschläge von diesem

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aufzunehmen. Da der oben beschriebene Jochabschnitt I4 keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet und dem Fachmann wohl bekannt ist, wird von einer weiteren Einzelbeschreibung dieses Teils abgesehen.

Der Schlagkopf 12 (Fig. 2, Fig. 3) umfaßt ein länglich ausgebildetes Teil oder einen Zylinder 72, das beispielsweise aus einem bearbeiteten Stahlgußteil bestehen kann und einen länglichen zylindrischen Mantel 74» der koaxial den Zylinder 72 starr umschließt und in Axialrichtung die gleiche Ausdehnung wie dieser besitzt. Der Schlagkopf weist eine Vielzahl von Kammern 76A bis 76D auf, die im weiteren insgesamt als die Kammern 76 bezeichnet werden und die vorzugsweise eine Vielzahl in Axialrichtung mit einem Abstand voneinander versehene und miteinander ausgerichtete ringförmige Hohlräume 78 umfassen, die sich radial von dem Außenumfang des Zylinders 72 nach innen erstrecken, wodurch ein benachbarter Innenumfang 80 des Mantels 74 die in Radialrichtung außen liegende Wand der Kammern 76 bildet. Die Kammern 76 sind in Axialrichtung durch zwischenliegende, sich in Radialrichtung nach außen erstreckende Unterteilungen 82 getrennt, die jeweils einen äußeren ringförmigen Umfang 84 aufweisen, der dichtend am Innenumfang 80 des Mantels 74 anliegt, um eine Fluidverbindung zwischen benachbarten Kammern 76 verhindern. Andere sich radial nach außen erstreckende Teilwände 82 sind den vorderen und hinteren axialen Endabschnitten des Zylinders benachbart ausgebildet, um dort dichtend an den jeweiligen axialen Endabschnitten des Umfangs 80 anzuliegen und damit die äußeren oder Endwände der Endkammern 76A bzw. 76D zu bilden.

Der Mantel 74 und der Zylinder 72 werden vorzugsweise durch einen Schrumpfpaßprozeß zusammengesetzt, und sie

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sind ursprünglich so ausgebildet, daß sie bei Raumtemperaturen einen Schrumpfsitz bilden. Zur Zusammenfügung wird der Mantel 74 erhitzt und/oder der Zylinder 72 abgekühlt, um auf thermischem Wege eine Durchmessertoleranz hervorzurufen. Nach dem Zusammenbau werden der Mantel 74 und der Zylinder 72 auf die gleiche Umgebungstemperatur gebrachtem die Maßtoleranz im Durchmesser zu verringern und einen fortlaufenden fluiddichten Flächensitz zu erzielen, wodurch die Verwendung von bekannten elastomeren Dichtteilen und dergl. unnötig ist.

Der Zylinder 72 weist einen länglichen, ringförmigen Einsatz 90 auf, der innerhalb einer gestuften koaxialen Durchgangsbohrung 92 des Zylinders sitzt und aus einem länglichen Teil oder einer Hülse 94 und einem länglichen Anschlagring 102 besteht, der koaxial innerhalb des hinteren Endabschnittes 100 der Hülse 94 angeordnet ist. Die koaxial miteinander in Verbindung stehenden Innenumfangsabschnitte des Anschlagringes 102 und der Hülse 94 bilden eine koaxiale Durchgangsöffnung 88, in der ein länglicher, gestufter zylindrischer Kolben 70 so angeordnet ist, daß er in Axialrichtung hin- und herbeweglich ist.

Die öffnung 88 hat jeweils axial mit einem Abstand voneinander versehene vordere und hintere Tragabschnitte 96 bzw. 104, die gleitend darin jeweilige axial mit einem Abstand voneinander versehene vordere und hintere Schaftabschnitte 98, 98' des Kolbens 70 unterstützen. Ein Zwischenabschnitt 106 der Bohrung 88 mit vergrößertem Durchmesser, djer sich zwischen den jeweiligen Tragabschnitten 96 und 104 erstreckt, enthält einen im allgemeinengestuften zylindrischen Zwischenoder Kopfabschnitt 108 des Kolbens 70. Den jeweiligen vorderen oder hinteren Enden des Kolbenkopfes 108 benachbart

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werden jeweils in Vorwärtshub- oder in Rückwärtshub-Richtung liegende Antriebskammern 110 bzw. 112 gebildet, indem axial voneinander getrennte ringförmige Umfangsfreiräume zwischen dem Kopf 108 und dem Öffnungsabschnitt 106 vorhanden sind. Der Kolben 70 wirkt mit der öffnung 88 so zusammen, daß das unter Druck stehendes Bewegungsfluid alternativ zu den Antriebskammern 110 bzw. 112 zugelassen oder von diesen Kammern weggeführt wird, so daß der Kolben 70, wie unten beschrieben, in Selbsterregung gerät.

Das hintere Kopfteil 16 ist durch die Seitenstäbe 20 fest an das hintere Ende des Schlagkopfes 12 angedrückt, wobei sich ein Eingriff mit axialer Druckbeaufschlagung mit passend ausgebildeten Anlageflächenabschnitten des Schlagkopfes 12 ergibt. Beispielsweise sind koaxiale Anlageringe 11 if und 116 an den nach hinten gewandten Endabschnitten des Zylinders 72 bzw. des Mantels 7h vorgesehen. Das hintere Kopfteil 16 liegt gleichfalls am hinteren Ende 118 des Anschlagringes 102 an, der wiederum einen vorderen Endabschnitt 120 besitzt, der in Axialrichtung an einer mit ihm zusammenwirkenden ringförmigen nach hinten gewandten Schulter 122 anliegt, die am Innenumfang der Hülse 9h ausgebildet ist. Die Hülse % sitzt innerhalb des hinteren Endabschnittes der Bohrung 92 durch Anlage von zusammenwirkenden Axialanlageschultern, die auf jeweiligen benachbarten Umfangsabschnitten der Hülse ,beispielsweise bei IZh, ausgebildet sind, wodurch die aufgebrachten Klemmkräfte der Seitenstäbe 20 einen festen Sitz der Einsatzanordnung 90 innerhalb der Bohrung 92 bewirken. Die Hülse 94 und der Anschlagring 102 sind darüberhinaus gegeneinander gegen Drehung gesichert, wie auch gegen den Zylinder 72., was beispielsweise durch (nicht gezeigte) Keile oder Scherstifte geschieht, die in zusammenwirkend ausgebildete Keilbahnen eingesetzt sind.

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Die Bohrvorrichtung 10 umfaßt weiter eine allgemein bei
11 angedeutete Spülfluideinrichtung, die eine Röhre 126
aufweist, die in entsprechend ausgebildeten Zuführdurchgängen sitzt, die sich koaxial innerhalb des rückwärtigen Kopfteils 16, des Kolbens 70 und der Schlagstange 42 erstrecken, und die Einrichtung weist einen Fluideinlaß 128 im rückwärtigen Kopfteil 16 auf, um Spülfluid, z.B. Luft oder Wasser,nachzuliefern, damit zerkleinertes Gestein
aus dem Bohrloch ausgespült werden kann. Eine Beschreibung der Spülfluideinrichtung 11 ist in der Deutschen
Patentanmeldung P 26 48 206.4 enthalten.

Die Bohrvorrichtung 10 hat eine Fluid-Zuführeinrichtung
zur Versorgung mit Bewegungsfluid zur Betätigung des
Kolbens 70, wie sie ia folgenden beschrieben ist.
Eine Bewegungs-Fluid-Einlaßverbindung 130 erstreckt sich in Radialrichtung durch den Mantel 74, um eine außen gelegene Bewegungs-Fluidquelle, beispielsweise eine Konstantstrompumpe 132 über eine Fluidleitung 134 mit der Kammer 76A zu verbinden, die ein genügend großes Volumen aufweist, daß sie ein Reservoir für unter Druck stehendes Bewegungsfluid bildet, um die Aufwärtshub- und Abwärtshub-Antriebskammern 110 bzw. 112 zu beliefern. Wenn Bewegungsfluid
den jeweiligen Antriebskammern 110 bzw. 112 zugeführt
wird, wird die Fluidwirkung in erster Linie durch die
Kammer 76A bestimmt, wodurch der Schlagkopf 12 nicht
direkt von der Pumpe 132 in bezug auf sofortige Fluidflußwirkung abhängt und große Druckschwankungen in der
Versorgungsleitung 134 vermieden werden. Während der
Abschnitte des Arbeitsablaufs (wie er später beschrieben wird), die eine Totzeit darstellen, da alle Fluideinlässe zu den Kammern 110 und 112 geschlossen sind, wird die
Kammer 76A für die nächste Fluideinlaßoffnung wieder durch die Pumpe 132 aufgeladen. Die Kammer 76A steht durch eine

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Vielzahl von über den Umfang verteilten und sich im allgemeinen radial erstreckenden Bohrungen 134 mit einem Einlaßring 136 für den Abwärtshub in Verbindung, der sich in Radialrichtung außerhalb eines Bohrungsabschnittes 1O/f,in Axialrichtung hinter dem Bohrungsabschnitt 106 gelegen, befindet. Die radialen Bohrungen 134 sind jeweils durch eine Vielzahl sich in Axialrichtung erstreckender Durchgänge 138 im Zylinder 72. angeschnitten, die wiederum über eine andere Vielzahl sich radial erstreckender Bohrungen 140 mit einem Einlaßring 142 für den Aufwärtshub in Verbindung stehen, der sich in Radialrichtung außerhalb des Bohrungsabschnittes 96, axial vor dem Bohrungsabschnitt 106 gelegen, befindet, wodurch eine Fluidverbindung zwischen der Kammer 76A und den jeweiligen Einlaßringen 136 und 142 fortwährend besteht. Gleicherweise sind die Ringkammern 76B und 76D in dauernder Fluidverbindung mit den Antriebskammern 112, 110 für den Abwärts- bzw. Aufwärtshub. Diese Verbindung besteht über in Axialrichtung mit einem Abstand voneinander versehene Vielzahlen von in Umfangsrichtung verteilten und im allgemeinen sich radial erstreckenden Bohrungen 144 bzw. 146. Auf diese Weise sind Fluidenergiespeicher jeweils für den Abwärts- und den Aufwärtshub geschaffen, um Fluiddruckenergie, wie weiter unten beschrieben, zu speichern und freizugeben,und die restliche Kammer 76C steht über eine gleichartig angeordnete Vielzahl sich radial erstreckender Bohrungen I48 mit einem Austrittsring 150 in Verbindung, der sich radial außerhalb des Bohrungsabschnitts 106 zwischen dessen axialen Endabschnitten erstreckt. Das Volumen der Kammern 110 und 112 und der zugeordneten Kammern 76D und 76B ist durch die Bewegung des Kolbens 70 in die Kammern 110 bzw. 112 hinein und aus diesen heraus veränderlich. Der Prozentsatz der Volumenveränderungen ist ziemlich gering, er

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liegt beispielsweise im Bereich von unter 1 % bis annähernd 5 % wegen der begrenzten Kompressibilität von Hydraulik-Fluiden. Die Begrenzung des Prozentsatzes der Volumenänderung kann in Abhängigkeit von dem jeweils benutzten Fluid geändert werden. Die jeweiligen Vielzahlen von Radialbohrungen 14A, 1 if6 und 1/+8 sind in Umfangsrichtung zwischen den axialen Durchgängen 138 (Fig. 3) verteilt angeordnet, damit der beschriebene richtige Fluiddurchfluß erhalten wird.

Vorzugsweise sind alle jeweiligen Vielzahlen von sich in Radialrichtung erstreckenden Bohrungen 144, 146 und 1 /f8 gleichmäßig um den Umfang des Zylinders 72 verteilt, damit der Fluiddurchfluß durch diese Bohrungen zu der öffnung 88 und von ihr weg keine Seitenbelastung oder keine Torsionsbelastung auf den Kolben 70 ergibt. Demzufolge kann der Kolben 70 leicht durch einen von außen aufgebrachten Drehimpuls gedreht werden, der z.B. durch die sich drehende Schlagstange 42 während ihrer Berührung mit dem Kolben 70 beim Auftreffen übertragen wird. Eine Drehung des Kolbens 70 innerhalb der Einsatzanordnung 90 ergibt durch Drehung entstehende Viskose-Scherkräfte, die einen hydrodynamischen Schmierfilm zwischen den sich gegeneinander drehenden Elementen hervorrufen, wodurch die Wirksamkeit der Kolbenschmierung verbessert und Verschleiß und Reibung während des Hin- und Hergehens des Kolbens verringert wird. Zusätzlich läßt die beschriebene Abwesenheit von Torsions- und Seitenbelastungen auf den Kolben 70 die Kolbendrehung während der Abschnitte des Arbeitsablaufs zwischen dem Auftreffen des Kolbens auf die Schlagstange weiter andauern. In dem Ausmaß, in dem der Kolben gemeinsam mit der Schlagstange 42 sich bei jedem Aufschlag dreht, wird der Verschleißfaktor, der zu der Relativdrehung zwischen den aufeinander aufschla-

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genden Teilen während der Berührung zugeordnet werden kann, herabgesetzt. Eine Abstrom-Auslaßverbindung 152 steht in Radialrichtung durch den Mantel 7k hindurch mit der Abstromkammer 76C in Verbindung und ist mit einer Fluidleitung 1 5*f verbunden, wodurch Abstromfluid zu einem Fluidbehälter 156 zurückgeführt werden kann.

Da der Kolben 70 (Fig. 4) symmetrisch zur mittleren Querebene P-P ist, wird im folgenden nur die Hälfte des dargestellten Kolbens^und zwar die den Aufwärtshub bestimmende Hälfte, beschrieben. Die andere Kolbenhälfte, d.h. die Abwärtshub-Halfte ist das Spiegelbild der Aufwärtshub-Hälfte. Die Hinweiszeichen, die sich auf die Abwärtshubhälfte beziehen, sind mit einem Apostroph versehen, und stimmen mit den nachher beschriebenen Teilen der Aufwärtshub-Hälfte des Kolbens 70 überein. Der Kopfabschnitt 108 des Kolbens 70 umfaßt einen mittleren, sich axial am weitesten nach außen erstreckenden ring-

sich
förmigen Steg 158, der/m Axialrichtung innerhalb des Bohrungsabschnittes 106 gleitend bewegt, wobei er mit dem Abstromring 150 so zusammenwirkt, daß er eine Art Ventilwirkung während des Hin- und Hergehens des Kolbens erzeugt. Ein Steg 162 ist so ausgebildet, daß er den Endabschnitt 160 mit dem größeren Durchmesser, der jedoch kleiner als der Durchmesser des Steges 158 ist, benachbart dem axialen Ende des Steges 158 aufweist, und sich in Radialrichtung von dort aus längs seiner axialen Erstreckung verjüngt und zwar mit einem Verjüngungswinkel in bezug auf die Mittellängsachse des Kolbens 70, die im Bereich von etwa 5° bis etwa 15°, vorzugsweise bei 10° liegt, damit die Strömungsbeeinflussung des Rückstromfluids durch gleichmäßiges Ansteigen des Rückflusses von unter Druck stehendem Fluid

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zu der Rückstromleitung erzeugt wird, während sich der Rückstromring 150 öffnet. Der Steg 162 vermindert dadurch die Möglichkeit, daß unerwünschte Fluid-Kavitation auftritt, die eine Folge eines ungesteuerten Druckabfalls des rückströmenden Fluids sein kann. Zusätzlich fördert die Verjüngung des Steges 162 nicht turbulenten Rückfluß des unter Druck stehenden Fluids aus den jeweiligen Antriebskammern 110, 112 zur Rückstromleitung, wenn der Kolben 108 sich wechselweise in eine der Kammern 110, 112 bewegt, während der Kolben hin und her geht, wodurch das innerhalb der Kammern 110 und 112 befindliche Fluid die Kolbenbewegung in diese Kammern weniger verzögert.

Axial mit einem Abstand von dem äußeren axialen Ende des Steges 162 versehen, befindet sich ein ringförmiger Steg 166, der mit einem ringförmigen Hohlraum 168 zusammenwirkt, welcher den Hohlraumabschnitten 106 und 96 benachbart ausgebildet ist, um ein Fluidpolster zu bilden, falls der Kolben bei seinem Hin- und Hergehen weiter als normal vordringt. In Axialrichtung zwischen den axial benachbarten Enden der Stege 162 und 166 erstreckt sich ein Zwischenabschnitt 16^f, der mit gleichmäßigem oder sich verjüngendem Durchmesser ausgebildet sein kann, je nachdem, wie die jeweiligen Durchmesser der durch diesen Abschnitt verbundenen Stegabschnitte 162 und 166 ausgebildet sind. Der Steg 166 erstreckt sich axial nach außen, um dem Stößelabschnitt 98 benachbart zu enden. Eine sich radial nach innen erstreckende, ringförmige Einlaßnut 170 ist auf dem Stößelabschnitt 98 zwischen seinen axialen Enden ausgebildet, um das Fluideinlassen während des Hin- und Hergehens des Kolbens zu steuern oder zu beeinflussen, wobei eine Zusammenwirkung mit dem Einlaßring 1^2 erfolgt. Der axial nach innen (oder nach hinten) von der Nut 170 aus gelegene Stößelabschnitt dient in erster Linie als Ein-

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laßventilsitz in Zusammenwirkung mit dem jeweiligen Abschnitt des Hohlraumes 96. Der außerhalb (oder nach vorne) von der Nut 170 gelegene Stößelabschnitt 98 wirkt mit dem Rest des Hohlraumabschnittes 96 zusammen und ergibt eine Gleitführung des Kolbens 70 innerhalb des Hohlraumes 88. Da der Kolben 70, wie beschrieben, symmetrisch ausgeführt ist, kann die Bohrvorrichtung 10 so zusammengebaut werden, daß jedes Ende des Kolbens nach vorne gerichtet ist, wodurch eine Verlängerung der Kolbenlebensdauer erreicht werden kann, indem der Kolben 70 gedreht wird, wenn das Aufschlagende des Kolbens nach längerer Betriebszeit Verschleißerscheinungen zeigt.Zu diesem Zweck sind die Hohlraumabschnitte 10*f und 96 so eingerichtet, daß sie an gleichen axialen Längsabschnitten der jeweiligen Kolbenstößel 98, 98' angreifen und damit sicherstellen, daß sich ein symmetrisches Verschleißen der jeweiligen Kolbenstößelabschnitte ergibt. Das bedeutet, daß die Axiallängen der Hohlraumabschnitte 104 und 96 in bezug auf den Kolbenhub so ausgelegt sind, daß sie sicherstellen, daß die jeweiligen axial einander gegenüberliegenden Stößel-Endabschnitte 13, 15 der jeweiligen Stößel 98, 98' niemals an den jeweiligen Bohrungsabschnitten 96, 10^ während der Hin- und Herbewegung des Kolbens anliegen (Fig. 2). Die Endabschnitte 13, 15 haben nach längerem Gebrauch einen etwas größeren Durchmesser als die gleitend geführten Stößelabschnitte 98, 98', die einem meßbaren Verschleiß unterworfen sind, und symmetrisch angeordnete ringförmige Kanten (nicht gezeigt) haben sich aus diesem Grund entwickelt, womit der Kolben 70 auch nach ausgedehntem Gebrauch in seinem Hohlraum umgedreht werden kann, ohne daß die Ringkanten und die axial außen gelegenen Abschnitte der Hohlräume 10/f, 96 zu einem Klemmen führen.

Die Bohrvorrichtung 10 weist eine Abströmeinrichtung

172 (Fig. 2 und 3) auf, die in Verbindung mit Ring-Wisch-

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Dichtungen 174 arbeitet, welche die Kolbenstößelabschnitte 98, 98' zwischen den axialen Enden der jeweiligen Öffnungsabschnitte 96 und 104 umgeben. Eine begrenzte Leckmenge von Fluid, die an den Wischdichtungen 174 vorbeileckt, sammelt sich allmählich den Kolbenendabschnitten benachbart, beispielsweise in dem Hohlraum 176 ,und solche Hohlräume wie 176 sind deshalb vorteilhafterweise entlüftet, um solche Fluidansammlungen zu verhindern. Im Zusammenhang mit jeder Dichtung 174 ist ein ringförmiger Leckfluid-Hohlraum 178 in den beiden Hohlraumabschnitten 96 und IO4 axial nach innen von der jeweiligen Dichtung I74 ausgebildet, um Leckfluid, das in Axialrichtung längs des Umfangs der Stößelabschnitte 98, 98' aus den jeweiligen Kammern 110 und 112 austritt, zu sammeln. Solches Leckfluid wird von jedem der Ringhohlräume 178 über einen oder mehrere, sich im allgemeinen radial erstreckende Durchgänge 180 zu einem sich axial erstreckenden Durchgang 182 im Zylinder 72 geleitet. Der Durchgang 1982 steht mit einem ringförmigen Leckfluid-Hohlraum 184 in Verbindung, der sich radial nach innen und nach außen vom Tragring II4 zwischen dem Zylinder 72 und dem hinteren Kopfteil 16 erstreckt und mindestens einen sich radial erstreckenden Schlitz 186 aufweist, der in Radialrichtung über den Ring II4 zwischen den radial innen und den radial außen gelegenen Abschnitten eine Verbindung herstellt. Der Hohlraum 184 ist von dem radial nach innen benachbarten Hohlraum 176 durch die Flächendichtung 118 zwischen dem hinteren Kopfteil 16 und dem Anschlagring 102 abgetrennt. Eine Abflußverbindung 188 ist in dem hinteren Kopfteil 16 zur Verbindung einer Fluid-Abflußleitung 190 vom Behälter 1% zu dem Hohlraum 184 vorgesehen, wodurch ein Abflußweg für das Fluid besteht, um Fluiddruck abzubauen und Leckfluid von den axial innen gelegenen Seiten der Dichtungen 174 abzuleiten.

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Im allgemeinen könnte das Leckfluid in der Bohrvorrichtung 10 gefährlich hohe Drücke in dieser Vorrichtung z.B. am hinteren Kopfteil 16 erzeugen und dadurch katastrophale Zerstörungen der vorderen oder hinteren Kopfteile 18, 16 oder der Seitenstäbe 20 herbeiführen. Die Anbringung des Hohlraumes 184 in dem Abflußweg, wie es beschrieben wurde, verhindert jeden Druckaufbau in dieser Abflußleitung, da der Hohlraum 184 zu dem Behälter 56 als Teil der Schlaggehäuse-Abflußeinrichtung 172 entlüftet ist. Eineähnliche Vorsichtsmaßnahme kann benutzt werden, um einen Druckaufbau in dem Jochgehäuse 28 oder zwischen den Teilen des Zylinders 72 und des Hoches 1 Zf zu verhindern.

Der radiale Abflußdurchgang 180, der mit dem vorderen Abflußringraum 178 in Verbindung steht, weist auch einen in Längsrichtung verlängerten ringförmigen Hohlraum 192 auf, der in Radialrichtung zwischen dem Einsatz 94 und dem Zylinder 72 gebildet ist und in dem Fluid sich ansammeln kann, das dann verschiedene Abschnitte der Bohrvorrichtung schmiert. Zum Beispiel ist ein Netz aus Durchgängen 194 (Fig. 2) vorhanden,d«ß mit dem Ringraum 192 durch den Zylinder 72., das Jochgehäuse 28 und das vordere Kopfteil 18 in Verbindung steht, um Leckfluidmengen von dem Ringraum 192 zur Schmierung der sich gegeneinander drehenden vorderen Endabschnitte des Futters 30 und des vorderen Kopfteils 18 zu liefern.

Ein Vierwegeventil 196 mit Mittelstellung offen ist zwischen die Fluidleitungen 134 und 154 zwischen der Bohrvorrichtung 10, der Pumpe 132 und dem Behälter 156 eingesetzt, um den Fluß des Bewegungsfluids zu der Bohrvorrichtung zu steuern. Das Ventil 196 kann wahlweise in

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eine Stellung A gebracht werden, bei dem die Pumpe 132 mit dem Einlaß 130 und der Rückstromauslaß 152 mit dem Behälter 156 verbunden ist, oder in eine Stellung C, in der die Pumpe 132 mit dem Rückstromauslaß 152 und der Einlaß 130 mit dem Behälter 156 verbunden ist, wie es nachfolgend beschrieben wird. Das Ventil 196 weist zusätzlich eine dritte Stellung B auf (die nicht notwendigerweise zwischen den Stellungen A und C sein muß), in der das Bewegungsfluid frei von der Pumpe 132 zu allen öffnungen des Ventils 196 und zurück zum Behälter 156 fließen kann, um den Fluiddruck in den Einlaß- und den Rückstromkammern 76A bzw. 76C auszugleichen. Die Stellung B ergibt eine Neutral- oder Schwimmstellung, die beispielsweise zum Ausspülen von Luft oder Verunreinigungen aus dem Fluid in der Bohrvorrichtung 10 dient.

Der Betrieb der Bohrvorrichtung 10 ist in Fig. 5 mittels der Beziehungen des Fluiddruckes in den Antriebskammern 110 und 112 zu dem Kolbenhub bei seiner Hin- und Herbewegung aufgetragen. V/enn sich der Kolben 70 innerhalb der öffnung 88 hin- und herbewegt, stellen die in Aufwärtshubuind in ^Abwärtshub-gelegenen Einlaßnuten 170, 170' wechselweise eine Verbindung der jeweiligen Einlaßringräume 1/f2, 136 mit den jeweiligen in Aufwärtshub- und Abwärtshub-Richtung gelegenen Kammern 110 und 112 her und verbinden sie mit den zugeordneten Speichern 76D und 76B (die von jetzt an als "Aufwärtshub-Seite" und "Abwärtshub-Seite" bezeichnet werdenViamit auf die DifferentLalflächen eingewirkt wird, die durch den Durchmesserunterschied zwischen dem Steg 158 und den jeweiligen Stößeln 98, 98' gebildet sind. Gleicherweise verbindet während des Hin- und Herganges des Kolbens der Steg 158 wechselweise die axial einander entgegengesetzt liegenden Endabschnitte des Abfluß-Ringraumes I50 mit den in

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Aufwärtshub-Richtung und in Abwärtshub-Richtung liegenden Seiten des Kolbens 70, um zwischendurch das unter Druck stehende Fluid von diesen Seiten abzuleiten. Zur Klarheit der Darstellung ist der Kolbenhubmaßstab in Fig. 5 sehr weit über den tatsächlichen Hub des Kolbens der beschriebenen Ausihrung ausgedehnt, die nur in der Größenordnung von 20,3 mm (= 5/8") liegt. Darüberhinaus können die dargestellten Druckwertbereiche in großem Umfang abgewandelt werden, und die Darstellung ist nur als Beispiel, nicht als eine Beschränkung der beschriebenen Erfindung zu werten.

Die Bohrvorrichtung 10 gehört zum ventillosen oderselbsterregenden Typ, in dem die Nuten 170 und 170¹ und der Steg 158 des Kolbens 70 mit jeweiligen Ringräumen 142, 136 und 150 zusammenwirken, um das Bewegungsfluid zu den Aufwärtshub- bzw. Abwärtshub-Seiten des Kolbens hin oder von diesen Seiten weg zu leiten, je nach der Lage des Kolbens 70 während seines Hubs. Die jeweiligen Einlaß- und Auslaßöffnungen,die auf diese Weise gebildet werden, ergeben eine Durchflußgeschwindigkeitssteuerung des Fluids über einen fortlaufenden Bereich von einem voll offenen Zustand bis zu einem voll geschlossenen Zustand, wie es in Fig. /f durch kontinuierlich veränderliche Durchflußwiderstände B₁ bis R angedeutet ist. Wegen des Umfangsspiels zwischen dem Kolben 70 und der öffnung 88 in der Nähe der jeweiligen Einlaß- und Auslaßöffnungen wird ein gewisses Maß von Durchfluß des Fluids auch dann ermöglicht, wenn die öffnungen "geschlossen" sind, wie es bei R- beispielsweise der Fall ist.

Eine ausgeglichene oder Gleichgewichtslage des Kolbens, wie sie als an der AüfwÄrtehufc-Seite der Mittelhublage (Fig. Zf) dargestellt ist, wird dann für den Kolben 70

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gebildet, wenn die Aufwärtshub- und die Abwärtshub-Seite des Kolbenkopfes 108 entgegengesetzt gleichen Kräften des Bewegungsfluids unterworfen sind. Mit den angezeigten Durchflußwiderständen ausgedrückt,wird die Gleichgewichtslage des Kolbens 70 als die Lage definiert, bei der R, durch Rp = R^ durch R, ist. Das heißt, das Verhältnis des Einlaßdruckabfalls zum Auslaßdruckabfall auf der Abwärtshub-Seite des Kolbenkopfes 108 ist gleich dem Verhältnis des Einlaßdruckabfalles zum Auslaßdruckabfall an der Aufwärtshub-Seite. Mit anderen Worten ist der Gesamtdruckabfall von der Einlaßkammer 76A zur Auslaßkammer 76C gleicherweise zwischen den jeweiligen Einlaßöffnungen sowohl auf der Aufwärtshub- als auch auf der Abwärtshub-Seite des Kolbens aufgeteilt. Da der gesamte Druckabfall von der Kammer 76A zur Kammer 76C für jeden Weg zwischen den Kammern gleich ist und da der Druckabfall zwischen den jeweiligen Einlaß- und Auslaßöffnungen auf beiden Seiten, d.h. der Aufwärtshub- und der Abwärtshub-Seite des Kolbenkopfes 108 gleich aufgeteilt ist, ist bei der ausgeglichenen Kolbenlage die auf beide Seiten des Kolbenkopfes 108 einwirkende Netto-Druckkraft gleich. Es besteht keine allgemeine Forderung für Gleichheit zwischen den Durchflußwiderständen R. bis R, beim Kolbengleichgewicht, solang die genannten Verhältnisse stimmen. Wird z.B. hypothetisch angenommen, daß R^ größer als R. und R, größer als R- in der Kolbengleichgewichtslage ist, so folgt, daß R, + R, größer als R. + Rp ist (daß also der Gesamtdurchflußwiderstand von der Einlaßkammer 76A zurAuslaßkammer 76C auf der Abwärtshub-Seite größer als auf der Aufwärtshub-Seite ist) und deshalb ein größerer Anteil des Gesamtdurchflusses des Fluids von der Einlaßkammer zur Auslaßkammer über die Aufwärtshub-Seiten geht. Nichtsdestoweniger wirken gleiche Netto-Effektivdruckkräfte auf

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beide Seiten dec Kolbenkopfes 108 ein, solang der Kolben 70 in der Gleichgewichtslage bleibt, so daß R₁:R_ = R^:3, ist, obwohl die Durchflußmengen verschieden sind, und der Kolben 70 wird so weder in Aufwärtshub- noch in Abwärtshub-Richtung durch die Fluiddruckkraft gedruckt.

Die oben beschriebene Beziehung der Durchflußwiderstände hängt nicht von den jeweiligen Abmessungen oder von der Form des Kolbens 70 und der Einsatzanordnung 90 ab. Im allgemeinen können die verschiedenen Stege, die einen Verschluß der Öffnungen bewirken, die Nutbreiten, die Umfangsspielgrößen, die Größen der Öffnungen, die Verjüngungswinkel usw. verändert werden, um die beschriebenen Verhältnisse der Durchflußwiderstände zu erreichen, und eine geeignete Kolbengleichgewichtslage zu definieren.

Die zusätzliche Forderung, daß in der Gleichgewichtslage R, nicht gleich Rp sein soll, ergibt, wie hiernach beschrieben, ein erleichtertes Anlassen des Bohrers. Für die Anlaßbetätigung versorgt die Pumpe 132 die volle Durchflußrate in der neutralen Stellung, wobei das Ventil 196 in der Lage B ist und Fluid frei von der Pumpe 132 durch das Ventil 196 zurück zum Behälter 156 und zusätzlich sowohl zur Einlaß- wie zur Auslaßkammer 76A bzw. 76C fließt, so daß alle Durchflußwege für das Fluid geflutet werden und sich in der gesamten Bohrvorrichtung ein gleicher Fluiddruck einstellt. Damit der Kolben seine Hin- und Herbewegung beginnt, wird das Ventil 196 von der Lage B in die Lage A oder in die Lage C gebracht, damit ein Bewegungsfluidstrom durch die Bohrvorrichtung 10 geleitet wird. In der Stellung A wird die Kammer 76A durch die Pumpe 132 unter Druck gesetzt und die Kammer 76C wird zum Behälter 156 hin entlüftet, wodurch der Kolben 70, der im allgemeinen nicht an der oben definierten Gleich-

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gewichtslage ist, in die Gleichgewichtslage durch den Druckkraftunterschied zwischen Einlaß- und Auslaßseite gedrängt wird, illrd beispielsweise angenommen, daß der Kolben 70 anfangs in Aufwärtshub-Richtung von seiner Gleichgewichtslage entfernt ist und das Ventil 196 in der Stellung A ist, so folgt daraus, daß R₁ und R, größer (d.h. die öffnungen weiter geschlossen) und R_ und R, geringer (d.h. die öffnungen weiter geöffnet) sind als in der Gleichgewichtslage des Kolbens 70. Demzufolge ist also R₁: Rp größer als R-,: R, ( Der Anteil des gesamten Druckabfalls am Einlaß der Aufwärtshub-Seite übersteigt den Anteil des gesamten Druckabfalls über den Einlaß der Abwärtshub-Seite) und dadurch ergibt sich ein unausgeglichener Netto-Fluid-Druckkraftanteil, der auf die Abwärtshub-Seite wirkt und den Kolben 70 in Abwärtshub-Richtung gegen seine Gleichgewichtslage hin drückt, ^ine gleichartige Überlegung trifft zu, wenn der Kolben 70 anfangs abwärts von seiner Gleichgewichtslage gelegen ist, wobei dann R₁: R₂ kleiner als R,: R, ist und ein unausgeglichener Fluid-Druckkraftanteil auf die Aufwärtshub-Seite einwirkt und den Kolben 70 in die Gleichgewichtslage drückt. In beiden Fällen nähern sich die Verhältnisse R₁: Rp und R,: R, bei Annäherung des Kolbens an die Gleichgewichtslage den gleichen Werten und die unausgeglichene Netto-Druckkraftkomponente, die das Fluid auf den Kolbenkopf 108 ausübt, nähert sich dem Wert Null.

Aus den eben angestellten Überlegungen geht hervor, daß der Kolben 70 bei einem überschreiten seiner Gleichgewichtslage von beiden Richtungen unter der Wirkung eines unausgeglichenen Fluiddruckkraftanteils eine entgegengesetzt gerichtete Fluiddruckkraftkomponente erzeugt, die den Kolben 70 in seine Gleichgewichtslage zurückdrückt.

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Ein solches wiederholtes Überfahren der Gleichgewichtslage abwechselnd in Aufwärts- und in Abwärtshub-Richtung bildet die normale selbsterregte Arbeitsweise des Kolbens. Deshalb nird der Kolben 70,unmittelbar nachdea das Ventil 196 in die Stellung A gebracht wurde, mit selbsterregtem Hin- und Hergehen beginnen, in welchem Fall die Bohrvorrichtung angelassen ist, oder er oird in der Gleichgewichtslage verharren. Wenn dies geschieht, kann ein Anlassen des Bohrers dadurch bewirkt werden, daß das Ventil 196 in die Stellung C gebracht wird, wobei dann die Auslaßkamoer 76C unter Druck gesetzt wird, und die Einlaßkammer ?6A mit dem Behälter 1% verbunden wird. Wenn Rp und R, in der Gleichgewichtslage, wie oben erwähnt, nicht gleich sind (in diesem Fall ist R- größer als R₀), so wird der Anfangsdruckstoß von der Kammer 76C her einfach die Aufwärtshub-Seite des Kolbenkopfes 108 unter Druck setzen und den Kolben 70 weiter in Aufwärtshub-Richtung weg von der Gleichgewichtslage drücken.

Wenn die Kammer 76C unter Druck steht und die Kammer 76A entlastet ist, gilt immer noch die Bedingung R.: R- = R^: R, bei der Gleichgewichtslage des Kolbens. In diesem Fall ist es jedoch ein sehr unsicheres Gleichgewicht, bei dem jede Abweichung des Kolbens 70 von der Gleichgewichtslage eine unausgeglichene Nettofluiddruckkraftkomponente in der Richtung der Abweichung ergibt, die mit ansteigender Abweichung den Kolben weiter vom Gleichgewicht wegdrückt. Demgemäß ergibt bei einer Stellung C des Ventils 196 der Anfangsdruckstoß von der Kammer 76C eine Verschiebung des Kolbens 70 in Aufwärtshub-Richtung, womit R.: Rp zunimmt und R^: R, abnimmt und es entwickelt sich auf diese Weise eine unausgeglichene Fluiddruckkomponente auf der Aufwärtshub-Seite, die den Kolben von der Gleichgewichtslage

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wegdrückt. Wenn der Kolben 70 von der Gleichgewichtslage abweicht, wird die in Aufwärtshub-Richtung wirkende Fluiddruckkomponente immer größer und zwingt den Kolben 70 in die voll ausgefahrene Hublage, in der R« : Rp sehr viel größer ist als R-,: R, . Wird dann das Ventil 196 in die Stellung A zurückgebracht, so wirkt eine große unausgeglichene Fluiddruckkomponente auf die Abwärtshub-Seite des Kolbens 70 und drückt diesen zur ^uleichgewichtslage hin und an dieser vorbei, wodurch eine selbsterregte Kolbenbewegung, wie oben beschrieben, erreicht ist.

V/enn die Kolbenbewegung einmal gestartet ist, setzt der Kolben 70 sein selbsterregtes Hin- und Hergehen nach dem in Fig. 5 beschriebenen Zyklus fort. Der Kolben 70 beginnt seinen Abwärtshub von der voll ausgefahrenen Lage 200 (linke Begrenzung der Fig. 5)» während die Abwärtshub-Seite voll gegen die Einlaßkammer 76A geöffnet ist und nahezu einen Druck in der Größe des Spitzeneinlaßdruckes, beispielsweise 172,^. bar (= 2.500 psi) aufweist. Die Aufwärtshub-Seite ist voll zur Auslaßkammer 76C hin geöffnet und weist den Auslaß-Rückdruck, beispielsweise die am Punkt 202 gezeigten 13,8 bar (= 200 psi) auf. Der Auslaß-Rückdruck wird durch die verschiedenen Durchflußwiderstände zwischen der Ringkammer 150 und dem Behälter 156, beispielsweise die wechselnden Querschnittsformen der Auslaßdurchgänge 1^8, die Länge der Fluidleitung 15if usw. verursacht. Der Auslaß-Rückdruck verhütet im Zusammenhang mit der vorher beschriebenen Verjüngung 160 am Kolben eine Kavitation des unter Druck stehenden, zum Auslaß hin fließenden Fluids dadurch, daß zu jeder Zeit ein positiver Auslaßweg-Fluiddruck aufrechterhalten bleibt. Wenn der Kolben 70 sich gegen die ^Aufschlag«telle (in Fig. 5 nach rechts) zu beschleunigen

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beginnt, fällt der Druck auf der Abwärtshub-Seite längs der Linie 204 ab, da der sich bewegende Kolbenkopf 108 die Kammer 112 bei seiner Bewegung vergrößert. Gleichzeitig verkleinert der sich beschleunigende Kolben das Volumen der Kammer 110. Da jedoch der Ablaß auf der Aufwärtshub-Seite während dieses Zyklusabschnittes offenbleibt, steigt der Fluiddruck in den Kammern 110 und 76D nicht bedeutend an, sondern er bleibt, wie die Linie 206 zeigt, im wesentlichen gleich. V/enn der Kolben 70 am Punkt 208 der Linie 204 angekommen ist, geht die hintere Kante der Nut 170' an der vorderen Kante der Ringkammer 136 vorbei und der Einlaß zur Abwärtshub-Seite schließt sich (d.h. R₇, wird wesentlich erhöht). Nach diesem Punkt lädt die fortgesetzte Wirksamkeit der Pumpe 132 die Einlaßkammer 76A nach Linie 210 wieder zum Druckspitzenwert auf, während eines Abschnitts des Zyklus,bei dem der Einlaß abgeschlossen ist, während der Kolben weiterhin unter der Einwirkung der auf der Abwärtshub-Seite in den Kammern 112 und 76B gespeicherten Pluiddruckenergie beschleunigt wird. Da das Volumen der Kammer 112 weiterhin vergrößert wird, da der Kolbenkopf 108 aus ihr entweicht, nimmt der Fluiddruck in dieser ^ammer und in der damit in Verbindung stehen .-den Kammer 76B weiterhin längs der Linie 212 ab. Gleichzeitig beginnt der Fluiddruck an der Aufwärtshub-Seite des Kolbens (Kammern 110 und 76D) nach Linie 214 zu steigen, da das Volumen der Kammer 110 weiterhin vor dem eindringenden Kolbenkopf 108 abnimmt und die Auslaßfläche, die gegen die Aufwärtshub-Seite hin geöffnet ist, ebenfalls abnimmt (d.h. der Durchflußwiderstand Rp zunimmt).

Am Punkt 216 der Linie 212 steht der Steg 158 mittig in der Ringkammer 150 (R, = Rp) und damit wird bei weiterer Kolbenbenegung die Auslaßkammer 76C zur Abwärtshub-Seite

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hin geöffnet, und gleichzeitig zur Aufwärtshub-Seite des Kolbenkopfes 108 hin geschlossen. Dementsprechend fällt der Fluiddruck an der Abwärtshub-Seite schnell längs der Linie 218 zum Auslaß-Rückdruck hin ab, da die verbleibende Fluidenergie in den Kammern 112 und 76B zur Kammer 76C hin abgeleitet wird. Der angezeigte Auslaß-Rückdruck treibt den Kolben weiterhin gegen seinen Aufschlagpunkt hin an, obwohl er nur ein Bruchteil des Spitzenantriebsdruckes beträgt. Im wesentlichen gleichzeitig zu diesem Zeitpunkt oder nur kurz nach dem Zeitpunkt 216 des Zyklus, beispielsweise bei 216' geht der für den Einlaßdruck unwirksame Zyklusabschnitt zu Ende, da die Kammer 76A zur Aufwärtshub-Seite hin geöffnet wird und Fluiddruckenergie in die Kammern 110 und 76D einläßt, worauf der Druck in der Kammer 76A von dem Spitzenwert 220 abfällt und schließlich den Druckwert auf der Aufwärtshub-Seite bei ZZ2. erreicht. Da das Volumen der Kammer 110 weiter abnimmt und der Fluidzüfluß zur Aufwärtshubseite anhält, steigt der Fluiddruck auf der Aufwärtshub-Seite nach Linie 2Zl\ wieder zum Spitzenwert hin an, wenn der Kolben auf die Schlagstange 42 aufschlägt, was am Punkt 226 an der rechten Seite der Fig. 5 geschieht.

Die axiale Lage des Kolbens 70 beim Aufschlag ist kein fester Parameter der Bohrvorrichtung, sondern kann sich über einen verhältnismäßig breiten Bereich von Lagen ändern, da während des Abwärtshube des Kolbens die Kammer 76D einen großen Teil der Energie absorbiert, die durch die Bewegung des Kolbenkopfes 108 in die Kammer 110 und durch den Einfluß des Druckfluids von der Kammer 76A her erzeugt wird, wodurch der Netto-Fluiddruckwiderstand gegen die Abwärtsbewegung des Kolbens vermindert wird. Dieser Fluiddruckwiderstand würde,

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wenn er nicht vermindert würde, einen beträchtlichen Anteil der kinetischen Energie des Kolbens vor dem Aufschlag vernichten, und der Bohrer würde beträchtlich empfindlicher auf die Lage des Aufschl3gpunktes reagieren. Eine Speicherung der Fluiddruckenergie in der Kammer 76D während des Abwärtshubes des Kolbens ergibt auch eine verlängerte Verweilzeit oder Berührungszeit zwischen dem Kolben 70 und der Schlagstange hfZ während des Aufschlages und damit eine wirksamere Aufschlagenergie-Ubertragung und ergibt zusätzlich eine gespeicherte Anfangsenergie zur Beschleunigung des Kolbens in Aufwärtshubrichtung nach dem Aufschlag.

Im weiteren Verlauf des Zyklus löst sich der Kolben von der Schlagstange ^2 und beginnt sich gegen seine nach oben ausgefahrene Lage hin unter der Einwirkung der Fluidenergie in der Kammer 76D und gleichzeitig unter der von der Kammer 7oA durch den offenen Einlaßweg zur Aufwärtshubseite hin gelieferten Energie zu beschleunigen. Da der Kolbenkopf 108 die Kammer 110 verläßt und damit ihr Volumen erhöht, fällt der Druck in dieser Kammer längs der Linie 228 zum Punkt 230 hin ab, worauf wiederum der Einlaß zur Aufwärtshubseite hin geschlossen wird. Im wesentlichen gleichzeitig, oder, wenn erforderlich, sehr kurz danach, beispielsweise zum Zeitpunkt 230', wird die Auslaßkammer 76C gegen die Aufwärtshubseite hin geöffnet und gegen die Abwärtshubseite hin geschlossen, und entsprechend fällt der Druck in der Aufwärtshubseite scharf nach Linie 232 ab, da die verbleibende Fluidenergie in den Kammern 110 und 76D abgeleitet wird. Die Kammern 112 und 76B, die nach Linie 234 allmählich bis zum Punkt 230' während des Aufwärtshubes unter Druck gesetzt wurden, werden längs Linie 236 weiter unter Druck gesetzt, da der Kolbenkopf 108 in die Kammer 112 während des für den Einlaß wirkungslosen Abschnittes des Zyklus eindringt. Während dieses Abschnittes wird

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die Einlaßkammer 76A wieder durch den Zufluß von der Pumpe 132 nach Linie 238 bis zum Spitzeneinlaßdruck bei 2ZfO unter Druck gesetzt. Wenn der Kolben den Punkt 209 während des Aufwärtshubes erreicht, womit das Ende des für den Einlaß wirkungslosen Abschnittes erreicht ist, wird der Druckfluideinlaß zur Abwärtshubseite hin geöffnet, um wiederum Druckfluid von der Kammer 76A in die Kammer 112 zu bringen, womit der Druck in der Kammer 76A nach Linie 2.1+2. abfällt und den weiterhin ansteigenden Druck an der Abwärtshubseite erreicht. Der Fluiddruck an der Aufwärtshubseite, die zur Auslaßkammer 76C hin geöffnet ist, fällt nach Linie 232 weiter bis zum Auslaß-Rückdruck ab, wenn der Kolben in die voll ausgefahrene Hublage kommt. Unter der Einwirkung des in den Kammern 76A, 110 und 76B gespeicherten Fluiddruckes bremst der Kolben ab, bis er in seiner voll ausgefahrenen Lage stehenbleibt, in der der Spitzeneinlaßdruck eine weitere Aufwärtshubbewegung, wie bei 200 angezeigt, verhindert und er beschleunigt sofort wieder, um einen weiteren Zyklus bis zum Aufschlag zu beginnen.

Mit diesem Beispiel wird also ein verbessertes Schlaggerät für eine Gesteinsbohreinrichtung beschrieben, die einfach und kompakt aufgebaut ist und eine Einrichtung besitzt, um den Hin- und Hergang des Kolbens leicht aus einer Neutrallage zu starten, die Kavitation des Fluids verhindert und einen verbesserten selbsterregenden Bewegungsablauf des Hammerkolbens besitzt, wodurch eine bessere übertragung der Aufschlagenergie erzeugt wird. Weiterhin ist eine Einrichtung zum Abziehen von Fluidleckmengen aus geschlossenen Hohlräumen vorhanden, die sonst gefährliche Druckspitzen erreichen könnten.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, weitgehend verändert werden. Beispielsweise können der Jochabschnitt und der Fluidkreislauf weitgehend geändert werden, es können die relativen Größen der verschiedenen Speicherkammern durch Auffüllen von Abschnitten der Speicherkammern mit (nicht gezeigten) gebogenen Platten verändert werden, der Kolben kann in seiner Bauart in symmetrischer oder nichtsymmetrischer Weise geändert werden, wobei er weiterhin umkehrbar oder nicht umkehrbar sein kann, und es können besonders umkehrbare asymmetrische Bauarten angewendet werden, wobei ein Umkehren des Kolbens in dem Hohlraum einen anderen Ablauf des Arbeitszyklus ergibt. Der Arbeitszyklus kann auch durch alternative Ausführung der Zu- und Abflußöffnungen verändert werden, wobei etwa eine unwirksame Zeit für den Auslaß geschaffen wird, während der die Kammer 76C sowohl von der Aufwärtshub- wie von der Abwärtshub-Seite des Kolbenkopfes 108 getrennt ist, oder es kann eine kurze Uberschneidungszeit eingeführt werden, während der die Kammer 76C mit beiden Seiten des Kolbenkopfes 108 in Verbindung steht. Gleichfalls können die Flächengrößen auf der Aufwärtshub- und der Abwärtshubseite verschieden ausgeführt werden, um andere Geschwindigkeitsabläufe des Kolbens zu erreichen.

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Lee i te

Claims

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FINSTERWALD & CRÄMKOW

Joy Manufacturing Company München, den 28.4.7?

Oliver Building, 535 Smithfield Street, S/3/Co-J 2034 Pittsburgh, Pennsylvania, USA

Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Bohrhammers

Patentansprüche

1. Hydraulik-Antrieb zur Betätigung eines Werkzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil mit einer länglichen Bohrung vorgesehen ist, daß ein Ende der Bohrung so ausgelegt ist, daß ein Teil eines Werkzeuges im Innern der Bohrung aufgenommen werden kann, wobei sich das Werkzeug außerhalb des Gehäuseteils erstreckt, daß ein Kolben innerhalb der Bohrung hin- und herbeweglich ist, um Aufschläge auf das Werkzeug zu erzeugen, daß Durchgangseinrichtungen mit mindestens einem Abschnitt innerhalb des Gehäuseteils vorgesehen sind, um Hydraulik-Fluid zur Hin- und Herbewegung des Kolbens Zutritt zu gewähren, daß der Abschnitt der Durchgangseinrichtung mindestens einen Kammerabschnitt besitzt, der in Querrichtung außerhalb der Bohrung angeordnet ist und eine öffnung an der Außenfläche des Gehäuseteils besitzt, daß ein Mantelteil mit einer länglichen inneren Bohrung vorgesehen ist, daß das Mantelteil mindestens

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DR. C. MANITZ ■ DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIFL.-INC. W. C R A M K O W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 33. ROBEKT-KOCH-STRASSEI 7 STUTTCAKT 50 IBAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7370

TEL. (OS9I S3 4a II. TELEX OS-39673PATMF SEElBERGSTR.93/95.TCL.I07U>S679AI FOSTSCHECKsMONCHEN 77063-805

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einen Abschnitt des Gehäuseteils umgibt, um eine Kammer für das Hydraulik-Fluid in Zusammenhang mit dem Kammerabschnitt zu bilden, wobei die Innenfläche der Bohrung des Mantelteils die Außenbegrenzung der Fluidkammer bildet und daß die Durchgangseinrichtung Offnungen aufweist, um Hydraulik-Fluid zu ausgewählten Abschnitten der Durchgangseinrichtung Zugang zu bieten bzw. austreten zu lassen.

2. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt der Durchgangseinrichtung eine Vielzahl von Kammerabschnitten aufweist, die in Axialrichtung innerhalb des Gehäuseteils einen Abstand voneinander aufweisen, wobei jeder Kammerabschnitt eine öffnung an der Außenfläche des Gehäuseteils besitzt und daß das Mantelteil hydraulische Fluidkammern in Zusammenhang mit jedem der Kammerabschnitte bildet, wobei die Innenfläche der Bohrung des Mantelteils die äußere Begrenzung jeder Fluidkammer bildet.

3. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Gehäuseteils und die Innenfläche der Bohrung des Mantelteils zylindrisch sind.

/f. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile mit Radialdruck überall da aneinander in Eingriff stehen, wo die Oberflächen in Eingriff stehen.

5. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern aus allen Fluidkammern bestehen, die beim Hin- und Hergehen des Kolbens eingesetzt sind.

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6. Hydraulik-Antrieb zur Betätigung eines Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil mit einer darin angebrachten länglichen Bohrung vorgesehen ist, daß ein Ende der Bohrung zur Aufnahme eines Abschnittes eines Werkzeuges in seinem Inneren eingerichtet ist, wobei sich das Werkzeug außerhalb des Gehäuseteils erstreckt, daß ein länglicher Kolben in Axialrichtung in der Bohrung hin- und herbeweglich ist, um auf das Werkzeug Aufschläge zu liefern, daß die Bohrung einen ausgeformten Zwischenabschnitt besitzt, daß der Kolben einen Zwischenkopfabschnitt besitzt, der mit dem ausgeformten Zwischenabschnitt zusammenwirkt, um Kammerabschnitte innerhalb der Bohrung auf axial entgegengesetzten Seiten des Zwischenkopfabschnittes zu bilden, welche bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens ihr Volumen umgekehrt verändern, daß erste Durchgangseinrichtungen in dem Gehäuseteil einen Durchfluß von Hydraulikfluid aufweisen, der durch Abschnitte der Durchgancseinrichtung durch den Kolben auf seine Hin- und Herbewegung hin beeinflußt wird, um Hydraulik-Fluid wahlweise in die Kammerabschnitte zutreten zu lassen, und daß zweite Durchflußeinrichtungen in dem Gehäuseteil einen Durchfluß von Hydraulik-Fluid durch einen Abschnitt aufweisen, der durch den Kopfabschnitt des Kolbens auf seine Hin- und Herbewegung hin beeinflußt wird, um ein Ausfließen des Hydraulik-Fluids von den Kammerabschnitten alternativ zu ergeben, wobei der Ausfluß im wesentlichen kontinuierlich erfolgt.

7. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Durchgangseinrichtung axial mit einem Abstand voneinander versehene Abschnitte aufweist, die mit der Bohrung in Verbindung stehen und daß die zweite Durchflußeinrichtung mit der Bohrung axial zwischen den in Axialrichtung voneinander getrennten Abschnitten in Verbindung steht.

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8. Hydraulik-Antrieb zur Betätigung eines Schlagwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil mit einer an einem Ende offenen, länglich ausgebildeten Bohrung versehen ist, daß sich ein länglicher Kolben axial hin- und herbeweglich innerhalb der Bohrung befindet, wobei sein eines Ende durch das eine Ende der Bohrung zugänglich ist, daß der Kolben einen Zwischenkopf abschnitt einschließt, um in Verbindung mit der Bohrung Kammerabschnitte mit veränderlichem Volumen in der Bohrung auf axial gegenüberliegenden Seiten der Zwischenkopfabschnitte zu bilden, daß das Gehäuse eine erste Durchgangseinrichtung aufweist, um Hydraulik-Fluid Zutritt zu den Kammerabsc!mitten zu gewähren, daß das Gehäuse eine zweite Durchgangseinrichtung besitzt, um ein Ausstoßen des Hydraulik-Fluids aus den Kammerabschnitten zu ermöglichen und daß der Kolben mit den Durchgangseinrichtungen zusammenwirkt, um die einen Kammerabschnitte zwischen dem Kopfabschnitt und dem einen Ende des Kolbens in andauernder Verbindung während des Hin- und Hergehens des Kolbens mit der einen Durchgangseinrichtung zu halten.

9. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Kopfabschnitt mit der zweiten Durchgangseinrichtung während des Hin- und Hergehens des Kolbens zusammenwirkt, um die zweite Durchgangseinrichtung alternativ mit den Kammerabschnitten in Verbindung zu halten, wobei die Verbindung im wesentlichen kontinuierlich ist.

10. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Durchgangseinrichtungen jeweils Speicherabschnitte einschließen, und daß der Kolben mit

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den Durchgangseinrichtungen zusammenwirkt, um den Hydraulik-Fluiddruck in den Speicherabschnitten auf einem Druck zu halten, der nicht größer als der Versorgungsdruck des Hydraulik-Fluids ist.

11. Hydraulik-Antrieb zur Betätigung eines Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil mit einer länglichen Bohrung vorgesehen ist, daß das eine Ende der Bohrung zur Aufnahme eines Abschnitts eines Werkzeuges in seinem Inneren ausgelegt ist, wobei sich das Werkzeug bis außerhalb des Gehäuseteils erstreckt, daß ein länglicher Kolben in Axialrichtung sich innerhalb der Bohrung hin- und herbewegen kann, um Aufschläge auf das Werkzeug zu ergeben, daß die Bohrung einen geformten Zwischenabschnitt aufweist, daß der Kolben einen Zwischenkopfabschnitt aufweist, der mit dem geformten Zwischenabschnitt zusammen Kammerabschnitte mit variablen Volumina innerhalb der Bohrung auf axial gegenüberliegenden Seiten des Kopfabschnittes bildet, daß der Kolben Führungsabschnitte aufweist, die sich in axial gegenüberliegende Richtungen von dem Kopfabschnitt weg erstrecken und eng in die Bohrung passen, daß Durchgangseinrichtungen in dem Gehäuseteil vorhanden sind, um den Zutritt und die Wegführung des Hydraulik-Fluids von den Kammerabschnitten zu beeinflussen, um den Kolben hin- und hergehen zu lassen, und daß Abfluß-Durchgänge mit den Führungsabschnitten jeweils während ihres Hin- und Hergehens zusammenwirken, um das Hydraulik-Fluid von den Kammerabschnitten längs der Führungsabschnitte austreten und fließen zu lassen.

12. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Abfluß-Durchgänge mit einem Vorratsraum zum Nachschub des Hydraulik-Fluids verbunden ist.

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13· Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß der Antrieb zusätzliche gegeneinander bewegliche Teile aufweist, die einen Leck-Weg zwischen sich zur Atmosphäre besitzen und daß mindestens einer der Abflußdurchgänge mit dem Leck-Weg in Verbindung steht.

1/f. Hydraulik-Antrieb zur Betätigung eines Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil mit einer länglichen Bohrung vorgesehen ist, daß ein Ende der Bohrung zur Aufnahme eines Abschnittes eines Werkzeuges in seinem Inneren eingerichtet ist, wobei sich das V/erkzeug von dem Gehäuseteil nach außen erstreckt, daß ein länglicher Kolben innerhalb der Bohrung hin- und herbeweglich ist, um Aufschläge auf das Werkzeug zu ergeben, daß die Bohrung einen geformten Zwischenabschnitt aufweist, daß der Kolben einen Zwischenkopf-Abschnitt aufweist, der mit dem geformten Zwischenabschnitt zusammenwirkt, um Kammerabschnitte in der Bohrung auf axial gegenüberliegenden Seiten des Zwischenkopfabschnittes zu bilden, wobei die Kammerabschnitte ihre Volumina bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens gegenläufig ändern, daß erste Durchgangseinrichtungen in dem Körper einen Durchfluß von Hydraulik-Fluid aufweisen, der durch den Kolben während seiner Hin- und Herbewegung beeinflußt wird, um wahlweise Hydraulik-Fluid zu den Kammerabschnitten zutreten zu lassen, daß zweite Durchgangseinrichtungen in dem Gehäuseteil einen Durchfluß von Hydraulik-Fluid aufweisen, der durch den Kopfabschnitt des Kolbens während seiner Hin- und Herbewegung beeinflußt wird, um das wahlweise Ausstoßen von Hydraulik-Fluid von den Kammerabschnitten alternativ zu ermöglichen, daß der Kolben axial von den gegenüberliegenden Enden des Kopfabschnittes jeweils abstehende Stegabschnitte besitzt, um einen Fluiddruck während des Auslassens von Hydraulik-

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Fluid innerhalb der Kammerabschnitte aufrechtzuerhalten und daß der Fluiddruck bei einer Größe gehalten wird, die in den Kammerabschnitten das Auftreten von Kavitation so gering wie möglich hält.

15. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 1/f, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegabschnitte identisch ausgebildet sind.

16. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegabschnitte in bezug auf die Mittellängsachse des Kolbens unter einem Winkel zusammenlaufen.

17. Hydraulik-Antrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel im Bereich von 5 bis liegt.

18. Verfahren zum Bewegen eines länglichen Aufschlagkolbens während eines Arbeitsabgabehubes innerhalb einer länglichen Bohrung, in der der Kolben einen mit einem Zwischenabschnitt der Bohrung zusammenwirkenden Zwischenkopfabschnitt besitzt, wodurch Kolbenbetätigungs- und Kolbenrückholkammern innerhalb der Bohrung auf entgegengesetzten Seiten des Kopfabschnittes gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben durch einen Anfangsabschnitt eines Arbeitsabgabehubes dadurch bewegt wird, daß unter Druck stehendes Hydraulik-Fluid zur Betätigungskammer während des Anfangsabschnittes

nur
zugelassen wird, /während gleichzeitig Hydraulik-Fluid in einem geschlossenen Volumen in fortwährender hydraulischer Verbindung mit der Betätigungskammer unter Druck gesetzt wird und Hydraulik-Fluid von der Rückholkammer ausgelassen wird, daß daraufhin der Kolben durch einen

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Zvvischenabschnitt eines Arbeitsabgabehubes unmittelbar nach dem Anfangsabschnitt durch das unter Druck gesetzte Hydraulik-Fluid in dem geschlossenen Volumen bewegt «ird, nur »Ährend . das Auslassen aus der Rückholkammer aufrechterhalten bleibt und daß der Kolben daraufhin durch einen Endabschnitt eines Arbeitsabgabehubes unmittelbar nach dem Zwischenabschnitt bewegt wird, indem Hydraulik-Fluid aus der Betätigungskammer mit kontrollierter Geschwindigkeit ausgelassen wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß unter Druck stehendes Hydraulik-Fluid während des Endabschnittes in die Rückholkammer eingelassen wird, um zumindest teilweise unter Druck gesetztes Hydraulik-Fluid zum Rückholen des Kolbens in die Anfangslage des Arbeitshubes bereitzustellen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig unter Druck stehendem Hydraulik-Fluid während des Endabschnittes Zutritt zu einem geschlossenen Volumen gewährt wird, das in fortlaufender hydraulischer Verbindung mit der Rückholkammer steht.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß unter Druck stehendes Hydraulik-Fluid während des Endabschnitts zur Rückholkammer zugelassen wird, während gleichzeitig Hydraulik-Fluid in einem anderen geschlossenen Volumen unter Druck gesetzt wird, das in kontinuierlicher hydraulischer Verbindung mit der Rückholkammer steht, daß der Kolben durch den Anfangsabschnitt eines Rückholhubes unmittelbar nach dem Endabschnitt des Arbeitsabgabehubes bewegt wird, indem weiterhin unter Druck stehendes Hydraulik-

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Fluid zur Rückholkammer und dem anderen geschlossenen Volumen während des Anfangsabschnitts des Rückholhubes zugelassen wird, während gleichzeitig das Austreten von Hydraulik-Fluid aus der Betätigungskammer fortgesetzt wird, daß daraufhin der Kolben durch einen Zwischenabschnitt des Rückholhubes unmittelbar auf den Anfangsabschnitt des Rückholhubes folgend durch das unter Druck stehende Hydraulik-Fluid in dem anderen geschlossenen

nu.r

Volumen bewegt wird,fahrend das Austreten aus der Betätigungskammer aufrechterhalten wird, und daß der Kolben durch einen Endabschnitt des Rückholhubes unmittelbar auf den Zwischenabschnitt des Rückholhubes folgend durch Auslassen von Hydraulik-Fluid von der Rückholkammer mit gesteuerter Geschwindigkeit bewegt wird, während gleichzeitig unter Druck stehendes Hydraulik-Fluid während des Endabschnitts des Rückholhubes zur Betätigungskammer zugelassen wird.

ZZ. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt des Arbeitshubes im wesentlichen den gleichen Anteil am Gesamtarbeitshub hat, wie der Anfangsabschnitt des Rückholhubes am gesamten Rückholhub.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kontrollierten Geschwindigkeiten im wesentlichen gleich groß sind.

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