DE3205300A1 - PUMP DRILLING MACHINE DRIVEN BY COMPRESSED AIR - Google Patents
PUMP DRILLING MACHINE DRIVEN BY COMPRESSED AIRInfo
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Description
Patentanwälte - Dipl.-Ing. Curt WallachPatent Attorneys - Dipl.-Ing. Curt Wallach
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Datum: 15.Februar 1982Date: February 15, 1982
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33 Grosvenor Place,
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Bezeichnung: Durch Preßluft angetriebeneDesignation: Powered by compressed air
SchlagbohrmaschineImpact drill
Die Erfidnung bezieht sich auf eine durch Druckluft angetriebene Bohrmaschine und insbesondere auf eine Schlagbohrmaschine wie sie beispielsweise in Bergwerken Anwendung finden.The invention relates to a compressed air powered drill, and more particularly to one Impact drill as used in mines, for example.
Der Grundaufbau einer derartigen Schlagbohrmaschine hat sich in langen Jahren entwickelt,und es sind Verbesserungen durch Zusatz einer teleskopartigen druckluftbetätigten Stütze getroffen worden, die benutzt wird, um auf den Bohrer einen Vorwärtsschub auszuüben und außerdem dient diese Stütze zur vertikalen Abstützung. Bohrmaschinen dieser Bauart werden im folgenden als "Bohrmaschinen der beschriebenen Bauart" bezeichnet.The basic structure of such a hammer drill has developed over many years, and there are Improvements have been made by the addition of a telescopic air operated prop that is used is used to exert a forward thrust on the drill and this support is also used for vertical Support. Drilling machines of this type are hereinafter referred to as "drilling machines of the Design ".
Gewöhnlich arbeiten Bohrmaschinen der beschriebenen Bauart mit Luft unter einem Druck zwischen 5,5 und 7 Bar. Die Hammerwirkung bzw. die Schlagwirkung wird durch einen hin-und hergehenden Kolben bewirkt, der bei seinem Vorwärtshub direkt auf das Bohrwerkzeug auftrifft, daß in einer im Querschnitt sechseckigen Fassung am Vorderende der Bohrmaschine angeordnet ist.Usually drilling machines of the type described work with air at a pressure between 5.5 and 7 bar. The hammer effect or the impact effect is caused by a piston moving back and forth, which impinges directly on the drilling tool during its forward stroke, that in a hexagonal cross-section Version is arranged at the front end of the drill.
Der Kolben weist eine zentrale Spindelmutter an der Rückseite auf, die auf einer Spindel gleitet, deren hinteres Ende mit einem Klinkenrad-Mechanismus zusammenwirkt. Im Betrieb wird die Spindel auf dem Kolbenrückhub blockiert, so daß die Bohrstange sich nicht drehen kann. Ein schmales Wasserrohr erstreckt sich zentral von einem Wasserventil an der Rückseite des Bohrers durch Klinken-Mechanismus, Spindel, Kolben und Bohrstange, um dem Bohrloch Wasser zuzuführen.The piston has a central spindle nut on the back, which slides on a spindle whose rear end cooperates with a ratchet mechanism. In operation, the spindle is on the Piston return stroke blocked so that the boring bar cannot rotate. A narrow water pipe extends located centrally from a water valve on the back of the drill by means of a ratchet mechanism, spindle, piston and drill rod for supplying water to the borehole.
Die Bohrmaschine selbst umfaßt gewöhnlich nur eineThe drill itself usually includes only one
Steuervorrichtung, nämlich das Luftzuführungsventil. Normalerweise wird das Ventil etwa halb aufgedreht, damit sich das Bohrwerkzeug in die Felsoberfläche eingraben kann und nachdem ein solches angebohrt ist, wird das Ventil voll geöffnet. Derartige Bohrwerkzeuge können eine Länge bis zu 3 oder 4 Metern haben, jedoch werden üblicherweise Bohrwerkzeuge von 1,8 m Länge benutzt, und es werden etwa 30 Löcher gebohrt, in die dann die Explosivladungen eingebaut werden.Control device, namely the air supply valve. Usually the valve is turned about halfway to allow the drilling tool to dig into the rock surface can dig in and after one has been drilled, the valve is fully opened. Such drilling tools can be up to 3 or 4 meters in length, but drilling tools of 1.8 m are usually used Length is used, and about 30 holes are drilled into which the explosive charges are then installed.
Die Druckluftstütze besteht aus einem pneumatischen Kolbenzylinderantrieb mit einer Bohrung von etwa 63
oder 76,5 mm Durchmesser. Diese Stütze führt die Bohrmaschine in den Fels über eine Entfernung von
etwa 1,3 Meter. Eine maximale Schubkraft von 2000 Newton kann bei
erreicht werden.The compressed air support consists of a pneumatic piston-cylinder drive with a bore of about 63 or 76.5 mm in diameter. This support guides the drill into the rock over a distance of about 1.3 meters. A maximum thrust of 2000 Newtons can be achieved at
can be achieved.
5 Newton kann bei einem Luftdruck von 7 χ 10 Pascal5 Newtons can be achieved at an air pressure of 7 χ 10 Pascal
Derartige Bohrwerkzeuge können 23 bis 31 kg wiegen, und die Druckluftstütze wiegt 19 bis 23 kg.Such drilling tools can weigh 23 to 31 kg and the air support weighs 19 to 23 kg.
Ein Druckluftstützen-Steuerventil ist gewöhnlich erforderlich, und dieses wird üblicherweise konstant so eingestellt, daß das sich nach vorn bewegende Bohrwerkzeug und das Bohrgestänge zentral innerhalb des Liches gehalten werden.A pneumatic support control valve is usually required and this is usually set constantly so that the forward moving The drilling tool and the drill pipe are held centrally within the light.
Bohrer dieser Bauart ergeben beträchtliche Betriebsprobleme im Hinblick auf die Vibration, die durch die Hammerwirkung bzw. Schlagwirkung zustande kommt. Es hat sich gezeigt, daß diese Vibration auf die Hände der Bedienungspersonen ausgeübt in gewissen Fällen zu krankhaften Erscheinungen führen können, die als "Weiße Finger" bekannt sind.Drills of this type present significant operational problems with regard to the vibration caused by the hammer effect or impact effect occurs. It has been shown that this vibration affects the hands exercised by the operators in certain cases can lead to pathological phenomena, which are called "White fingers" are known.
Es ist klar, daß eine Verminderung der Vibration bei Werkzeugen dieser Bauart vorteilhaft im Hinblick auf die Gesundheit der Bedienungsperson wäre Jedoch hat es sich bisher als schwierig erwiesen, eine wirksame Dämpfung bei derartigen Werkzeugen mit vertretbaren Kosten und ohne hohes zusätzliches Gewicht zu erzielen.It is clear that reducing the vibration in tools of this type is advantageous from the point of view on the health of the operator. However, it has so far proven difficult to effective damping in such tools at a reasonable cost and without high additional costs To achieve weight.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dieses Problem wenigstens teilweise zu lösen.The invention is therefore based on the object of at least partially solving this problem.
Die Erfindung geht aus von einer Schlagbohrmaschine der beschriebenen Bauart und löst die gestellte· Aufgabe dadurch, daß das Bohrwerkzeug 4 und sein Betätigungsmechanismus an der zugeordneten Druckluftstütze 17 über eine elastische Dämpfungsvorrichtung angeordnet sind, und daß der Betätigungshandgriff 15 an der der Druckluftstütze zugewandten Seite der elastischen Dämpfungsvorrichtung angeordnet ist..The invention is based on a hammer drill of the type described and solves the Task in that the drilling tool 4 and its actuating mechanism on the associated compressed air support 17 are arranged via an elastic damping device, and that the operating handle 15 on the the side of the elastic damping device facing the compressed air support is arranged.
Es hat sich gezeigt, daß eine Schlagbohrmaschine gemäß der Erfindung eine beträchtliche Vibrationsdämpfung gewährleistet. Es wird angenommen, daß dieser Erfolg darauf beruht, daß der Betätigungshandgriff mit der Masse der Luftstützer auf der Seite der Dämpfungsvorrichtung angeordnet wird, die dem Bohrwerkzeug und dem Betätigungsmechanismus hierfür gegenüberliegen.It has been shown that a hammer drill according to the invention ensures considerable vibration damping. It is believed that This success is based on the fact that the operating handle with the mass of the air support on the Side of the damping device is arranged, the drilling tool and the operating mechanism for this opposite.
Es ist vorteilhaft, daß dieses Ergebnis erreicht wird ohne daß die Gesamtmasse der Maschine wesentlich vergrößert wird, da eine zweckmäßige Dämpfungsvorrichtung nur dann befriedigende Ergebnisse zeigen kann, wenn im Vergleich zu dem Gesamtaufbau nur noch eine geringe Masse hinzutritt.It is advantageous that this result be achieved without significantly increasing the overall mass of the machine is increased, since a suitable damping device will only show satisfactory results can, if compared to the overall structure, only a small amount of mass is added.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Dämpfungsvorrichtung eine Schraubenfeder-Dämpfungsanordnung auf. Die Dämpfung kann auch durch Hydraulikzylinder bewirkt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die elastische Dämpfungsvorrichtung durch Gummilager gebildet, die in Parallelogrammlenkern angeordnet sind, wobei diese Gummilager auf Torsion beansprucht sind. Die Dämpfungsvorrichtung wird mit einer geeigneten Elastizitätscharakteristik versehen, die der Schlagfrequenz des Bohrwerkzeuges angepaßt ist. Bei einer Schlagfrequenz von 35 bis 40 Hz wäre eine Resonanzfrequenz von etwa 10 Hz für die Dämpfungsvorrichtung geeignet.According to one embodiment of the invention, the damping device has a helical spring damping arrangement on. The damping can also be effected by hydraulic cylinders. According to a further embodiment of the invention, the elastic damping device formed by rubber bearings arranged in parallelogram links are, these rubber bearings are subjected to torsion. The damping device is fitted with a suitable Provided elasticity characteristic which is adapted to the impact frequency of the drilling tool. With a beat frequency of 35 to 40 Hz, a resonance frequency of about 10 Hz would be suitable for the damping device.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. In the drawing show:
Fig. 1 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Schlagbohrmaschine gemäß der Erfindung;Fig. 1 is a perspective exploded view of a first embodiment a hammer drill according to the invention;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Schlagbohrmaschine gemäß der Erfindung;FIG. 2 is a side view of a second embodiment of a hammer drill according to FIG Invention;
Fig. 3 eine Vorderansicht der Maschine gemäß Fig.3 is a front view of the machine according to FIG.
Aus Figur 1 ist erkennbar, daß die Schlagbohrmaschine einen Hauptbohrkörper 1 aufweist, der den Arbeitsmechanismus des Bohrwerkzeuges enthält und an den eine Druckluftleitung 2 und eine Schmierwasserleitung 3 angeschlossen sind. Im Betrieb arbeitet der Mechanismus in der Weise, daßFrom Figure 1 it can be seen that the hammer drill has a main drill body 1, which the working mechanism of the drilling tool and to which a compressed air line 2 and a lubricating water line 3 are connected are. In operation, the mechanism works in such a way that
' 3205'3205
das Bohrwerkzeug mit einer Schlagfrequenz bzw. einer Hammerfrequenz von ungefähr 35 bis 40 Hz arbeitet.the drilling tool with an impact frequency or a Hammer frequency of about 35 to 40 Hz works.
Unter der Bohrbetätigungsvorrichtung befindet sich eine Dämpfungsvorrichtung, die aus einem DoppelzylinderaufbauUnder the drill actuator is a dampening device that is a double cylinder construction
5 besteht, deren Zylinder miteinander über einen Ringbund5, the cylinders of which are connected to one another via an annular collar
6 verbunden sind. Innerhalb eines jeden Zylinders 5 ist eine Druckschraubenfeder 7 und ein Kolben 8 untergebracht. Die Feder 7 wirkt zwischen einem zylindrischen Sitz 9 und einem Kolbensitz 10.6 are connected. A compression coil spring 7 and a piston 8 are housed within each cylinder 5. The spring 7 acts between a cylindrical seat 9 and a piston seat 10.
Die Dämpfungsvorrichtung ist am Hauptkörper der Maschine über ein Auge 11 festgelegt, das in einer Unterlegscheibe 12 ausgebildet ist, die einen Teil des Aufbaus der Bohrbetätigungsvorrichtung bildet. Das Auge der Unterlegscheibe wird mittels einer Mutter 13 und einer Schraube 14 an dem Bund 6 festgelegt, der die beiden Zylinder des Federaufbaus verbindet.The damper is on the main body of the machine fixed by an eye 11 formed in a washer 12 which forms part of the structure of the drill actuator forms. The eye of the washer is by means of a nut 13 and a screw 14 on the Set collar 6, which connects the two cylinders of the spring assembly.
Die beiden Plungerkolben 8 stehen aus dem hinteren Ende der Federzylinder 5 vor und sind an einem Handgriff aufbau 15 befestigt, der über einen Lageransatz 16 außerdem eine teleskopartige druckluftbetätigte Träger- und Druckstütze 17 trägt.The two plungers 8 protrude from the rear end of the spring cylinder 5 and are on a handle structure 15 attached, which via a bearing attachment 16 also has a telescopic compressed air-operated support and pressure support 17 carries.
Ein Druckluftschlauch 18, dessen Steuerventil vom Bohrbetätigungsaufbau getragen wird, ist an die Druckluftstütze angeschlossen .A compressed air hose 18, its control valve from the drill actuation assembly is connected to the compressed air support.
Das Bohrwerkzeug 4 und der Bohrerkörper sind vom Betätigungshandgriff und der Druckluftstütze über einen Dämpfungsaufbau getrennt, wobei die Masse des Handgriffs und der zugeordnetenThe drilling tool 4 and the drill body are connected to the operating handle and the pneumatic support via a damping structure separated, the mass of the handle and the associated
Druckluftstütze in der gleichen Größenordnung liegt wie die Masse von Bohrwerkzeug und zugeordnetem Betätigungsmechanismus .Compressed air support is in the same order of magnitude as the mass of the drilling tool and associated operating mechanism .
Wie aus Figur 2 und 3 ersichtlich, weist der Gesamtaufbau der zweiten Ausführungsform einen Hauptbohrkörper 21 auf, der den Betätigungsmechanismus für das Bohrwerkzeug umfaßt. Im Betrieb wird der Mechanismus so betätigt, daß ein nicht dargestelltes Bohrwerkzeug, welches am Vorderende 22 des Hauptbohrkörpers eingesetzt wird, einer Schlagbzw. Hammerfrequenz von etwa 35 bis 40 Hz ausgesetzt wird.As can be seen from Figures 2 and 3, the overall structure of the second embodiment has a main drill body 21, which comprises the actuation mechanism for the drilling tool. In operation, the mechanism is operated so that a drilling tool, not shown, which is used at the front end 22 of the main drill body, a Schlagbzw. Hammer frequency of about 35 to 40 Hz is exposed.
Der Hauptbohrkörper ist innerhalb eines Rahmens abgestützt, der eine Dämpfungsvorrichtung aufweist. Der übliche Frontzylinderdeckel 23 des Hauptbohrkörpers 21 ist mit einem nach unten vorstehenden Auge 24 versehen, welches über eine Mutter und einen Schraubbolzen an dem Kreuzarm 25 eines festen Rahmens befestigt ist, der zwei feste Seitenarme 26 umfaßt, die parallel zur Achse des Bohrers verlaufen. Zwei Paare von parallelen Lenkerarmen sind über Gummilager 28 auf beiden Seiten des Bohrerkörpers an ihren unteren Enden an den beiden festen Armen 26 angelenkt. Die parallelen Lenkerarme 27 sind in gleicher Weise an ihren oberen Enden durch weitere Gummilager 29 an Ansätzen 30 angelenkt, die wiederum an zwei rohrförmigen Armen 31 ansetzen, die sich hinter den Bohrerkörper erstrecken und miteinander durch den Handgriff 32 verbunden sind.The main drill body is supported within a frame which has a damping device. The usual front cylinder cover 23 of the main drill body 21 is provided with a downwardly protruding eye 24 which over a nut and a bolt is attached to the cross arm 25 of a fixed frame which has two fixed side arms 26, which run parallel to the axis of the drill. Two pairs of parallel handlebar arms are over Rubber bearings 28 hinged to the two fixed arms 26 at their lower ends on both sides of the drill body. the parallel link arms 27 are in the same way at their upper ends by further rubber bearings 29 on lugs 30 hinged, which in turn attach to two tubular arms 31 which extend behind the drill body and are connected to one another by the handle 32.
Ein nach unten vorstehender Gabelansatz 33 der rohrförmigen Arme 31 ist an dem oberen Abschnitt der üblichen teleskopartigen druckluftbetätigten Träger- und Druckstütze 34 befestigt.A downwardly projecting fork extension 33 of the tubular arms 31 is on the upper portion of the usual telescopic Air operated support and pressure support 34 attached.
Das Bohrwerkzeug und der Bohrerkörper sind von dem
Handgriff und der Druckluftstütze durch eine Dämpfungsvorrichtung getrennt, und die Masse des Handgriffs und
der zugeordneten Druckluftstütze liegt in der gleichen
Größenordnung wie die Masse von Bohrwerkzeug und Betätigungsmechanismus. Gleichzeitig trägt die Dämpfungsvorrichtung,
die durch die Mehrfachgummi lager und die Lenkeranordnung gebildet wird, sehr wenig zur Masse der gesamten
Bohrvorrichtung bei und dies schafft die Möglichkeit einer normalen Ausrichtung des Betätigungsgriffes auf den Bohrerkörper
in Horizontalrichtung, wobei gleichzeitig die
Vibrationen beträchtlich vermindert werden.The drilling tool and the drill body are from the
Handle and the compressed air support separated by a damping device, and the mass of the handle and
the associated compressed air support is located in the same
The same order of magnitude as the mass of the drilling tool and the actuation mechanism. At the same time, the damping device, which is formed by the multiple rubber bearings and the handlebar assembly, contributes very little to the mass of the entire drilling device and this creates the possibility of normal alignment of the operating handle on the drill body in the horizontal direction, while the
Vibrations can be reduced considerably.
Es hat sich gezeigt, daß bei den dargestellten Ausführungsbeispielen die Vibration am Bedienungsgriff um über 50%
vermindert werden können im Vergleich mit einem äquivalent ausgebildeten Bohrer ohne Dämpfungsvorrichtung, wobei der
Bedienungsgriff direkt an dem rückwärtigen Teil des Bohrerkörpers angeschlossen ist.It has been shown that in the illustrated embodiments, the vibration on the operating handle by over 50%
can be reduced in comparison with an equivalent drill bit without a damping device, the
Operating handle is connected directly to the rear part of the drill body.
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Cited By (1)
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Legal Events
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