DE2918630A1

DE2918630A1 - Steuersystem fuer einen bohrhammer

Info

Publication number: DE2918630A1
Application number: DE19792918630
Authority: DE
Inventors: Aimo Helin; Pekka Salmi
Original assignee: Tampella Oy AB
Current assignee: Tampella Oy AB
Priority date: 1978-05-11
Filing date: 1979-05-09
Publication date: 1979-11-15
Also published as: SE441026B; CA1111738A; GB2020597B; FI56723C; SE7904089L; US4369848A; FR2425534B1; FR2425534A1; FI56723B; SE441026C; GB2020597A; DE2918630C2; ZA792268B

Description

A 36 538-mze Oy Tampella Ab
PI 256 ' _Λ , .

. β .Mai 1979 Eampere 10

Steuersystem für einen Bohrhammer

Die Erfindung bezieht sich auf ein druckmittelbetriebenes Steuersystem für einen Bohrhammer zum Verhindern des Festfahrens der Bohrstange bzw. zum Lösen der festgefahrenen Bohrstange, mit einem Schlagapparat, einem Rotationsmotor und einem Vorschubmotor mit Steuerventilen und Druekmittelquellen sowie mit einem am hinteren"Ende der Bohrstange befindlichen Hacken, . . _s der mittels eines Hackenzylinders und einer an den Hackenzylinder angeschlossenen Druckmittelquelle auch während der Rückhubbewegung der Bohrma«- schine in Schlagkontakt mit dem Schlagkolben gebracht werden kann.

Beim Bohren in gebrochenes Gestein kann sich die Bohrstange festfahren. Dabei nimmt der Rotationswiderstand erheblich zu. normalerweise wird das festfahren dadurch verhindert, daß die Vorschubrichtung automatisch umgesteuert wird, wenn der. Rotationswiderstand eine bestimmte Grenze erreicht hat. um die !"reigabe des Werkzeugs zu verbessern, ist es bekannt> (finnische Patentanmeldung 763159)» die Bohrstange mit Hilfe eines an ihren Nacken anschließenden Hackenzylinders in Schlagkontakt mit dem Schlagkolben zu bringen, wobei die Bohrstange mit Hilfe des Schlages während des RückschubB freigerüttelt werden kann, wobei die Schneide mit geringerer Rückschubkraft und sicher befreit wird.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Bohrhammer der genannten Art ein Steuersystem zu schaffen, mit dem die Rotation, der Yorsebub und der an den Uacken anschließende Hackeηzylinder in zweckmäßiger Weise funktionell abhängig voneinander geschaltet werden können«,

Gemäß der Erdindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Druckmedium in den Hackenzylinder durch ein druckgesteuertes Richtungsventil geleitet wird, das seine Steuerung von der Druckleitung des Rotationsmotors oder von dessen Rotationsgeschwindigkeit erhält und daß die Umsteuerung des Torschubmotors vom "Vorschub zum Rückschub des Bohrhammers bei demselben Bruckwert des Rotationskreises oder derselben Rotationsgeschwindigkeit stattfindet, bei der das Richtungsventil anfängt, Druckmedium in den Eaekenzylinder hineinzulassen.

Zur einfachen Umsteuerung des Torsehubmotors ist die Rückleitung des Yorschubkreises mit der Druckleitung des Rotationskreises verbunden. Wenn der Druck des Rotati on skrei se s wegen lestfahrens einen bestimmten Wert überschreitet, wird die Torschubrichtung geändert, während der Schlagkontakt der Bohrstange durch die Funktion des STackenzylinders aufrechterhalten wird.

Hach einer günstigen Ausführungsform der Erfindung kann der gewünschte Steuerdruck für das druckgesteuerte Biehtungsventil des Hackenzylinders auch mit einem Handventil durch ein Wechselventil geschaltet werden. .Dabei wird der Scblagkontakt mit dem Backen der Bohrstange z.B. auch dann aufrechterhalten, wenn Kupplungen Ton Terlängerungsstangen ohne Rotation mit leichtem Torseliub losgeschlagen werden oder wenn eine z.B. wegen mangelhaften Spülens festgefahrene Bohrstange mit kräftigem Rückschub ohne Rotation losgezogen wird.

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Im folgenden wird eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, die das erfindungsgemäße Steuersystem für einen Bohrhammer schematisch darstellt. In der Beschreibung bedeuten "■vor" und "-vorwärts" die Bohrrichtung und "zurück" und "rückwärts" die entgegengesetzte Richtung.

Die Bohrstange 2 wird in der üblichen Weise von dem Bohrhammer .1. getrieben, _f .der einen Schlagapparat 3, einen Rotationsmotor 4 und einen Vorschubmotor 5 aufweist. Im Anschluß an diese iDeile sind vorgesehen.

- ein Schlagkreis, zu dem eine Quelle 6 eines Druckmediums, eine Druckleitung 7, der Schlagappärat 3, eine Rückleitung 8 und ein Richtungsventil 9 gehören,

- ein Rotationskreis, zu dem eine Quelle 10 eines Druckmediums, eine Druckleitung 11, der Rotationsmotor 4, eine Rückleitung 12 und ein Richtungsventil 13 gehören;

- ein Torschubkre^iSp zu dem eine Druckleitung 14-, der Torschubmotor 5, eine Rückleitung 15, ein Richtungsventil 16 und ein Druekminderungswegeventil 17 gehören.

Der Yorschubmotor 5 ist Teil einer Yorschubeinrichtung 18, mit der sowohl die Vorschubbewegung als auch die Rückschubbewegung des Bohrhammers 1 bewirkt werden. Die Konstruktion des Schlagapparates 3, des Rotationsmotors 4, des Vorschubmotors 5 und der Vorschubeinrichtung 18 ist Fachleuten allge_mein bekannt. Darum werden ihre Konstruktion und Funktion hier nicht näher beschrieben. Außerdem ist am hinteren Teil oder Nacken der Bohrstange 2 ein Uackenzylinder 19> vorgesehen. Damit ist ein Uaekenzvlinderkreis geschlossen, zu dem eine Quelle 20 für das Druckmedium, eine Druckleitung 21, der Hackenzylinder 19, eine Rückleitung 22 und ein druckge-

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steuertes Richtungsventil 23 gehören. Mit dem Hackenzylinder 19 kann die Bohrstange 2 auch während des Rückschubs des Bohrhammers mit dem Schlagkolben des Schlagapparats 3 in Schlagkontakt gebracht werden, d.h. wenn auf die Bohrstange 2 keine Vorschubkraft ausgeübt wird.. Der Schlagapparat 3 erhält Druckmedium von der Pumpe 6 durch das Ventil 9» und der Rotationsmotor 4 von der Pumpe 10 durch das Ventil 13. Der Vorschubmotor 5 erhält Druckmedium von der Druckleitung des Schlagkreises durch die Ventile 17 und 16.

Die Rückleitung 15 des Vorscbubkreäses ist mit der Druckleitung 11 des Rotationskreises verbunden. Der Hackenzylinder 19 erhält Druckmedium von der Pumpe 20 durch das druckgesteuerte Richtungsventil 23. Das druckgesteuerte Richtungsventil 23 erhält seine Steuerung durch die Leitung 24 von der Druckleitung 11 des Rotationskreises oder von einer anderen gewünschten Druckmediumquelle, zum Beispiel von der Druckleitung 7 des Schlag— kreises durch die Leitungen 25 und 26 mit dem Handventil 27 durch das Wechselventil 28. In der Zeichnung ist das Handventil 27 in der der ersteren Alternative entsprechenden Lage. Die andere Lage des Ventils 27 entspricht der letzteren Alternative. In einer normalen Bohrsituation ist das Richtungsventil 23 in der ; gezeigten Lage, wobei das von der Pumpe 20 gelieferte Öl von dem Ventil 23 zum Bebälter 29 zurückfließt. Das Ventil 23 wird so gesteuert, daß es bei einem bestimmten Druck umgesteuert wird. In der anderen Stellung werden die Hin- und Rückleitungen 21 und 22 zu und aus dem Hackenzylinder geöffnet. Die Rückleituhg 22 kann gedrosselt werden, um Druck vor dem Kolben des Hackenzylinders zu erzeugen.

Die Ventile 9, 13 und 16 sind übliche Richtungsventile. Das Ventil 17 ist ein üblichen Druckminderungsventil,

ein, .

wofür ein Druck«gestellt werden kann, bei dem das Ventil die Strömungsrichtung wechselt.

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Die !Punktion des Steuersystems ist wie folgt:

Die Pumpe 6 des Sehlagapparats erzeugt den höchsten Druck des Systems, z.B. HO bar. Der notwendige Druck und das Tolumen für den Vorschub werden dabei von der Druckleitung 7 des Schlagkreises durch das Druckminderungsventil 1.7 erbalten. Weil die Rückleitung 15 des Torschubkreises mit der Druckleitung 11 des Rotationskreises verbunden ist, fließt das Druckmedium bei normaler Bohrsituation von dem Torschubmotor 5 zu der Druckleitung 11 des Rotationskreises. Der dabei benötigte Druck des Torschubkreises kann zum Beispiel 1OÖ bar.und der Druck des Rotationskreises ungefähr 50 bar sein.

Wenn der Rotationswiderständ stark zunimmt, wächst der Lieferdruck der Druckmediumquelle 10 des Rotationskreises. Dabei wird der Torschub entsprechend leichter, weil der Druckunterschied über den Torschubmotor 5 kleiner wird. Wenn der Druck der Rotation eine vorherbestimmte Grenze, z.B. 100 bar erreicht, wird das druckgesteuerte Richtungsventil 23 umgesteuert und leitet das hydraulische Druckmedium von der Pumpe 20 zum Hackenzylinder 19. Gleichzeitig wächst der Druck in der Rückleitung 15 des Torschubkreises entsprechend. Wenn er eine vorherbestimmte Grenze, z.B. 100 bar erreicht hat, wird das Tentil 17 umgesteuert, wobei die Strömung von der Druckleitung 7 des Schlagkreises abgetrennt und die Leitung zum Behälter 30 geöffnet wird.

Dabei wird die Strömungsrichtung in dem Torschubmotor geändert, weil jetzt die Pumpe 10 des Rotationsmotors Druckmedium in dem-Torschubkreis liefert. Der Bohrhammer bewegt sich rückwärts, und die Schneide wird frei. Das auf den Uackenzylinder I9 einwirkende Druckmedium

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hält die Bohrstange 2 während des Rückzugs in der hinteren Stellung, wobei der Sehlagkontakt mit dem Hacken der Bohrstange fortbesteht. Wenn die Schneide frei geworden ist, nimmt der Rotationsxtfiderstand ab und das Ricbtungsventil 23 kehrt zurück zu seiner Hormalstellung. Das Ventil 17 öffnet wieder die Verbindung von der Druckleitung 7 zum forschubmotor 5 und der Bohrhammer bewegt sich wieder Torwarts.

Der Druck kann in den Fackenzylinder 19 auch mittels des Handventils 27 durch das Wechselventil 28 geleitet werden. Im vorliegenden Fall ist der Druck für diese Alternative von der Druckleitung 7 des Schlagkreises durch die leitung 25 hergeleitet, aber er kann auch von einer anderen Druckquelle erzeugt werden. Dabei wird der Schlagkontakt mit dem Hacken der Bohrstange 2 mit dem Hackenzylinder 19 immer dann zustande ge bracht, wenn es nötig ist, z.B. wenn Kupplungen von Yerlängerungssfcangen ohne Rotation mit leichtem Vorschub losgeschlagen werden oder wenn eine z.B wegen mangelhaften Spülens festgefahrene Stange mit kräftigem Rückschub ohne Rotation losgezogen wird.

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Claims

Petuinanv.au 7 Sfsil'pcrt ο·. W-m-Bi Dipl.-Ins· WoIw Jadcisdi ^ * I A 30 pio—mze Oy Tampella Ab - b Mai 1979 PL 256 - ~ - SP~331O1 !Tampere 10 Patentansprüche

1. Druckmittelbetätigtes Steuersystem für einen Bohrhammer zum Verhindern oder Beseitigen des Pestfabrens der Bohrstange,mit einem Schlagapparat, einem Rotationsmotor und einen Vorschubmotor mit Steuerventilen und Druckmittelquellen sowie mit einem am hinteren Ende der Bohrstange befindlichen Hacken, der mittels eines Hackenzylinders und einer/den Uackenzylinder angeschlossenen Druckmitte!quelle auch während der Rückbub bewegung des Bohrhammers in Schlagkontakt mit dem Schlagkolben zu bringen ist, dadurch gekenn-' zeichnet, daß Druckmittel in den Fackenzylinder (19) durch ein druekgesteuertes Richtungsventil (23) geleitet wird, das seine Steuerung von der Druckleitung (11) des Rotationsmotors (4) oder von dessen Rotationsgeschwindigkeit erhält, und daß die Umsteuerung des Vorschubmotors (5) vom Vorschub zum Rückbub des Bohrhammers beim demselbBYi Druckwert des Rotationskreises oder derselben Rotationsgeschwindigkeit stattfindet, bei der das Richtungsventil (23) beginnt, Drukmittel in den Uackenzylinder einzulassen.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückleitung (15) des Vorschubkreises mit der Druckleitung (11^ des Rotationskreises verbunden ist.

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3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdurck für das druckgesteuerte Richtungsventil (25) mit einem Handventil (27) durch ein Wecbselventil (28) einstellbar ist.

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