DE3023600C2 - Hydraulische Bohrvorrichtung mit einem gemeinsamen Betätigungselement für den Schlag- und den Drehkreis des Antriebs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Bohrvorrichtung, insbesondere eine Gesteinsbohrmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der finnischen Patentanmeldung Nr. 7 52 135 ist eine hydraulische Gest£^;jisbohrmaschine bekannt, deren die Schlagleistung und die Umdrehungsgeschwindigkeit des Bohrers regelnde Ventile von der Bohrmaschine getrennt in einer Steuerzentrale liegen. Die Schlagvorrichtung der Bohrmaschine und die Antriebsvorrichtung des Bohrers, der Rotationsmotor, haben getrennte Hydraulikkreise. Die maximale Schlagleistung wird durch ein Druckbegrenzungsventil im Hydrauükkreis der Schlagvorrichtung eingestellt; die maximale Umdrehungsgeschwindigkeit des Bohrers, die Rotationsgeschwindigkeit, wird durch ein Druckbegrenzungsventil im Hydrauükkreis des Rotationsmotors eingestellt Infolge der getrennten Hydraulikkreise und der Anordnung der Ventile in einer separaten Steuerzentra-Ie ist die Steuerhydraulik der bekannten Bohrmaschine kompliziert und benötigt eine Vielzahl von Hydraulikschläuchen, was z. B. bei Handbohrmaschinen hindernd ist. Da die Einstellung der Schlagleistung und der Rotationsgeschwindigkeit voneinander unabhängig sind, ist deren gleichzeitiges Einstellen nicht möglich. Beim Bohren mit einer Handbohrmaschine oder einer Knievorschubmaschine muß die Regelung der Schlagleistung und der Rotationsgesch Bindigkeit voneinander abhängig erfolgen, damit das Ansetzen eines Bohrloches erfolgreich ist. Weiterhin sollte ein Spülventil der Bohrmaschine vor dem Anlaufen der Schlagvorrichtung geöffnet sein, bei der Verwendung von Schlagbohrmaschinen in Kohlenbergwerken ist dies sogar zwingend vorgeschrieben.

Es sind weiterhin druckluftbetriebene Schlagbohrmaschinen (Handbohrmaschinen) bekannt, deren Betriebsventil mit dem Maschinenrumpf zusammengebaut ist. Bei diesen Bohrmaschinen wird das Drehen des Bohrers, die Rotationsbewegung, von der Bewegung des Schlagkolbens mit Hilfe mechanischer Klinken abgeleitet. Der Mechanismus aus Klinke und Sperrad erlaubt jedoch keine Veränderung der Rotationsgeschwindigkeit, wenn dies z. B. eine Veränderung der Steinart erfordern würde.

M Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Bohrvorrichtung derart auszubilden, diiß die die Schlaglcisiimg und die Rolalionsgcschwiiuligkeil beeinflussenden Stellvorrichtungen gleichzeitig und

auch während des Bohrvorganges insbesondere mit einer Handbohrmaschine bedienbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Ein Benutzer kann nun auch während eines Bohrvorganges die Schlagleistung und Rotation des Werkzeuges ändern, ohne den Bohrvorgang unterbrechen zu müssen bzw. den Arbeitsplatz zu verlassen. Durch die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die Rotationsgeschwindigkeit weitgehend unabhängig vom Bohrwiderstand auf einen konstanten Wert eingestellt werden kann. Bei sich änderndem Bohrwiderstand muß die Umdrehungsgeschwindigkeit nicht nachgestellt werden. Durch die Ausbildung der Bohrvorrichtung nach Anspruch 4 wird eine Inbetriebnahme der Bohrvorrichtung ohne Freischalten der Spülleitung vermieden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die schematische Zeichnung ze^:gt dun Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung mit den zugehörigen Hydraulikkreisen.

Die dargestellte Bohrmaschine besteht aus einem Gehäuse Ϊ, mit einem darin angeordneten Zylinder 2, in dem der hin- und herbewegliche Schlagkolben 3 gelagert ist Auf das Werkzeug 4, das am Gehäuse 1 abgestützt ist, wirkt axial der Schlagkolben 3, wobei der Rotationsmotor 5 das Werkzeug 4 in Drehung versetzt Die Kraftübertragung vom Rotationsmotor 5 zum Werkzeug 4 ist schematisch in Form von zwei Zahnrädfern 13 und 14 dargestellt Mit einem Steuerventil 6 wird, wie nachfolgend beschrieben, die Schlagleistung des Schlagkolbens 3 eingestellt Eine Hydraulikpumpe 7 führt den parallelgeschalteten Hydraulikkreisen 8 und 9 des Schlagkolbens 3 bzw. des Rotationsmotors 5 öl zu. Ein Spülkreis 12 der Bohrmaschine wird durch ein Spülventil 11 freigeschaltet, das vom Hydraulikkreis 8 des Schlagkolben: 3 druckgesteuert ist Das Steuerventil 6 für die Leistungseinstellung des Schlagkolbens 3 liegt im Hydraulikkreis 81, der das in die Hydraulikkreise 8, 9 geförderte öl unmittelbar in den Sumpf der Hydraulikpumpe 7 rückführt, so daß bei freigeschaltetem Hydraulikkreis 81 kein Öldruck in den Kreisen 8, 9 aufgebaut wird und dav öl zirkuliert Ein Regelventil 10 zur Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Werkzeugs 4 liegt im Hydraulikkreis 9 des Rotationsmotors und ist derart zum Steuerventil 6 angeordnet, daß beide Ventile mittels eines gemeinsamer*. Betätigungselementes voneinander abhängig regelbar sind.

Erfindungsgemäß ist die \on den Ventilen 6,10 gebildete Baueinheit am Gehäuse 1 der Bohrmaschine befestigt, so daß auch bei einer Handbohrmaschine die Schlagleistung und die Rotationsgeschwindigkeit abhängig voneinander auch während eines Bohrvorganges mit dem Betätigungselement, z. B. einem Griffhebel (schematisch dargestellt), verstellbar sind.

Die Abhängigkeit der Ventile 6 und 10 ist wie folgt vorgesehen. In der ersten Stellung 61 des Steuerventils 6 ist der Hydraulikkreis 81 der Hydraulikpumpe 7 vollständig geöffnet und der Hydraulikkreis 9 des Rotationsmotors 5 geschlossen. Der Schlagkolben 3 und das Werkzeug 4 bzw. der Rotationsmotor 5 stehen still. In der zweiten Stellung 62 des Steuerventils 6 ist der Hydraulikkreis 81 so weit gedrosselt, daß im Hydraulikkreis 8 der Öldruck auf c'pn Wert ansteigt, bei dem das Spülventil 11 öffnet; der Schlagkolben 3 und der Rotationsmotor 5 stehen weiter still. In der dritten Stellung 63 des Steuerventils 6 ist der Hydraulikkreis 81 so stark gedrosselt daß der Druck im Hydraulikkreis 8 des Schlagkolbens auf einen vorbestimmten zweiten Wert ansteigt, bei dem die Bewegung des Schiagkolbens 3 einsetzt; durch die Stellung des Griffhebels ist das Regelventil 10 nun so weit betätigt bzw. geöffnet daß der Volumenstrom im Hydraulikkreis 9 des Rotationsmotors 5 auf einen solchen Wert steigt bei dem der Rotationsmotor 5 anläuft In der vierten Stellung 64 des Steuerventils 6 ist der Hydraulikkreis 81 der Hydraulikpumpe 7 vollständig gesperrt; durch die Stellung des Griffhebels ist gleichzeitig im Hydrauükkreis 9 des Rotationsmotors die Drosselung am geringsten, so daß der Volumenstrom sein Maximum hat

Die Schlagleistung des Schlagkolbens 3 und die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotationsmotors 5 bzw. des Werkzeuges 4 sind maximal. Zwischen der dritten und vierten Stellung 63,84 des Steuerventils 6 kann man die Schlagleiaung und die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotationsmotors 5 stufenlos zwit >.en den Anlaufwerten und den Maximalwerten regeln.

Das Regelventil 10 für die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotationsmotors 5 ist seiner Bauart nach ein druckkompensiertes Stromregelventil, wobei sich u.a. die Maxi.-.ialgeschwindigkeit des Rotationsmotors auf gewünschte Werte einstellen läßt Mit einem druckkompensierten Strcmregelventil gewinnt man im Vergleich zur ausschließlichen Drosselregelung den Vorteil, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotationsmotors 5 bzw. des Werkzeuges 4 innerhalb weiter Grenzen von dem Rotationswiderstand bzw. Bohrwiderstand unabhängig ist, d. h. die Rotationsgeschwindigkeit konstant bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Bohrvorrichtung, insbesondere Gesteinsbohrmaschine, bestehend aus einem Gehäuse (1), in dem ein Zylinder (2) mit einem darin hydraulisch hin- und herbeweglichen Schlagkolben (3) angeordnet ist, einem aus dem Gehäuse (1) vorstehenden Werkzeug (4), das von einem Rotationsmotor (5) drehend angetrieben ist, und aus einer Hydraulikpumpe (7), von der zwei parallele Hydraulikkreise (8,9) der Schlagkolben (3) und der Rotationsmotor (5) antreibbar sind, wobei ein weiterer, drosselbarer Hydrauükkreis (81) vorgesehen ist, durch den das von der Hydraulikpumpe (7) geförderte öl unmittelbar in den Pumpensumpf zurückführbar ist und mit im Hydraulikkreis (9) des Rotationsmotors (5) sowie im weiteren drosselbaren Hydrauükkreis (81) angeordneten Steuer- und Regelventilen für das Volumen bzw. den Druck des ölstroms, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Regelventile (6,10) am Gehäuse (1) der Bohrvorrichtung befestigt und mittels eines gemeinsamen Elements voneinander abhängig betätigbar sind.

2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Regelung des Volumenstroms zum Rotationsmotor (5) angeordnete Regelventil (10) im Hydraulikkreis (9) des Rotationsmotors ein druckkompjnsiertes, mit Drosselungsregelung versehenes Volumenstrom-Regelventil ist

3. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ν eitere Hydrauükkreis (81) in bezug auf die Hydraulikpumpe (7) mit dem Hydraulikkreis (9) des Sciilagk !bens (3) parallel liegt

4. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Bohrvorrichtung mit einem Spülventil (11) in Verbindung steht das vom Hydraulikkreis (8) des Schlagkolbens (3) druckgesteuert ist

5. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im weiteren Hydraulikkreis (81) als Steuerventil (6) für die Leistung des Schlagkolbens (3) ein regelbares Drosselventil liegt.

6. Bohrvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil Offen- und Zustellungen hat.

7. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Leistung des Schlagkolbens stsuernde, im weiteren Hydrauükkreis (81) angeordnete Ventil (6) in einer ersten Stellung vollständig geöffnet ist, wobei in dieser Stellung das Regelventil (10) im Hydraulikkreis (9) des Rotationsmotors (5) geschlossen ist.

8. Bohrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (6) in einer zweiten Stellung den Volumenstrom im weiteren Hydrauükkreis (81) derart drosselt, daß im Hydrauükkreis (8) des Schlagkolben (3) ein vorbestimmbarer hydraulischer Druck aufgebaut ist, bei dem sich das Spülventil (11) öffnet.

9. Bohrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer dritten Stellung des Steuerventils (6) der weitere Hydrauükkreis (81) derart gedrosselt ist, daß der Öldruck im Mytlrauükkrcis (8) des .Schlagkolbens (.3) auf einen /weilen vorbesiimmbarcn Wert ansteigt, bei dem die Bewegung

des Schlagkolbens (3) anläuft und daß das Regelventil (10) im Hydraulikkreis (9) des Rotationsmotors (5) den Volumenstrom im Hydraulikkreis (9) auf einen Wert ansteigen läßt bei dem der Rotationsmotor anläuft

10. Bohrvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß in einer vierten Stellung des Steuerventils (6) der weitere Hydraulikkreis (81) vollständig geschlossen bzw. unterbrochen ist, wobei in dieser Stellung die Drosselung des Regelventils (10) im Hydraulikkreis (9) des Rotationsmotors (5) ein Minimum erreicht hat

11. Bohrvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung des Ölflusses im weiteren Hydrauükkreis (81) zwischen der dritten und der vierten Stellung stufenlos änderbar ist