DE3301671C2

DE3301671C2 -

Info

Publication number: DE3301671C2
Application number: DE19833301671
Authority: DE
Inventors: Ulrich Wilhelm Bechem; Klaus 5800 Hagen De Bechem
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-01-20
Filing date: 1983-01-20
Publication date: 1992-06-25
Also published as: DE3301671A1

Description

Die Erfindung betrifft ein aktiviertes, schlagendes, zumindest zwei Bohrrollen aufweisendes Rollenbohrwerk zeug gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angege benen Gattung.The invention relates to an activated, striking, At least two roller boring rollers stuff according to the specified in the preamble of claim 1 lower genus.

Seit Jahren gibt es Entwicklungen, konventionelle Rollen bohrwerkzeuge mit Schlaggeräten zu versehen. Insbesondere verwendet man zu diesem sogenannten "Aktivie ren" Kolbenschlaggeräte oder umlaufende Unwuchte, die ent weder außerhalb der Rollenbohrwerkzeuge angeordnet werden oder aber auch innerhalb entsprechender Bohrwerkzeuge. (DE-Z: Glückauf 115 (1979) No. 5, Seite 193 und 194).There have been developments, conventional roles, for years to provide drilling tools with impact devices. In particular one uses for this so-called "activation ren "piston striking devices or rotating unbalance which ent not be placed outside the roller drilling tools or also within appropriate drilling tools. (DE-Z: Glückauf 115 (1979) No. 5, pages 193 and 194).

Diese mit Kreiserregern gemachten Erfahrungen haben ge zeigt, daß es u. a. schwierig ist, Schwingungen zu beherr schen und sie so zu dämpfen, daß sie nicht bzw. nur möglichst gering auf den Grundkörper - Bohrkopf oder dgl. übertragen werden.These experiences with circular pathogens have ge shows that u. a. it is difficult to control vibrations and dampen them so that they do not or only as low as possible on the base body - drill head or the like be transmitted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aktiviertes, schlagendes, radial schwingendes Bohrwerkzeug der gattungs gemäßen Art anzugeben, das ein weitgehendst schwingungs freies Arbeiten der Aggregate sowie eine vergleichsweise erhebliche Verringerung der Baugröße der Rollenbohrwerk zeuge und der erforderlichen Antriebsenergie ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale vorgeschlagen.The invention has for its object an activated, striking, radially swinging drilling tool of the genus appropriate type to indicate that a largely vibration free working of the aggregates as well as a comparative one considerable reduction in the size of the roller boring machine witness and the required drive energy enables. To solve this task, those in the characteristics of Features specified claim 1 proposed.

Erfindungsgemäß verwendet man nicht mehr zentrisch gela gerte umlaufende Unwuchten, sondern mindestens zwei gegen einander versetzte Kurbelzapfen, die Rollenbohrwerkzeuge - vorzugsweise Disken, verzahnte Scheiben oder dgl., die auf den Kurbelzapfen zu - gegeneinander ausgewuchtet freidre hend gelagert sind - in die gleichen radialen Schwingun gen versetzen, wie sie durch Rollenbohrwerkzeuge erzeugt werden, die im Inneren mit umlaufenden Unwuchten ver sehen sind. Auch drei und mehr Bohrdisken oder dgl. können auf einer Kurbelwelle - s. o. - angeordnet werden.According to the invention, gela is no longer used centrically circumferential imbalances, but at least two against offset crank pins, the roller drilling tools - preferably disks, toothed discs or the like to the crank pin - balanced against each other are stored in the same radial vibration offset as generated by roller drilling tools the ver with rotating unbalance inside are seen. Also three and more drilling discs or the like. can on a crankshaft - s. o. - be arranged.

Die großen Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion liegen im wesentlichen darin, daß solche Aggregate durch die hierbei mögliche Auswuchtung weitgehendst schwingungs frei arbeiten, die Amplitude durch eine entsprechende Exzentrizität der Kurbelzapfen im wesentlichen in Abhän gigkeit des zu bohrenden Gesteins festgelegt wird und die Amplitude dann immer gleichbleibend ist. Außerdem ist die Baugröße im Vergleich zu anderen bekannten aktivier ten Rollenbohrwerkzeugen mit eingebauten Linear- oder Kreiserregern erheblich geringer; auch die erforderliche Antriebsenergie ist vergleichsweise gering. Ein weiterer erheblicher Vorzug des oben beschriebenen Aggregates ist, daß es im Leerlauf, selbst bei voller Drehzahl, fast keine Antriebsenergie benötigt und diese außerdem in Ab hängigkeit des Andruckes auf das Gestein wächst und somit u. a. für die Regulierung des Bohrandruckes vorteilhaft genutzt werden kann.The great advantages of the construction according to the invention are essentially in that such aggregates the possible balancing largely vibrational work freely, the amplitude by an appropriate Eccentricity of the crank pin essentially depends the rock to be drilled is determined and the amplitude is then always constant. Besides, is activate the size compared to other known roller boring tools with built-in linear or Circular exciters considerably lower; also the required Drive energy is comparatively low. Another considerable advantage of the unit described above is that it is almost at idle, even at full speed no drive energy required and this also in Ab dependence of the pressure on the rock grows and thus u. a. advantageous for the regulation of the drilling pressure can be used.

Systembedingt - und in Abhängigkeit der gewählten Geome trie, d. h. des Rollendurchmessers, der Eszentrizität, des Abrollradius sowie der Drehzahl des/der Exzenter - laufen die Scheiben/Zahnringe/Ringzähne oder dgl. langsamer oder schneller in entgegengesetzter Richtung, sodaß auch ohne Bewegung des Bohrkopfes, -armes oder dgl. die Rollenbohrwerkzeuge vergleichsweise langsam drehen und damit gleichmäßig abgenutzt werden - auch ein erheb licher Vorteil des Systems.System-dependent - and depending on the selected geome trie, d. H. the roll diameter, the eccentricity, the rolling radius and the speed of the eccentric (s) - run the disks / gear rings / ring teeth or the like. slower or faster in the opposite direction, so that even without moving the drill head, arm or the like. turn the roller drilling tools comparatively slowly and thus wear evenly - also a considerable amount advantage of the system.

Um ein schnelles Mitlaufen der Rollenbohrwerkzeuge in Drehrichtung des Exzenters zu vermeiden, wird eine Rat sche oder dgl. zugeordnet, die die Werkzeuge nur in einer Richtung langsam und entgegengesetzt drehen läßt. In order for the roller drilling tools to move quickly in Avoiding the direction of rotation of the eccentric becomes a piece of advice assigned or the like, which the tools only in one Turn direction slowly and in the opposite direction.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungs formen der Erfindung näher erläutert:Below are execution based on the drawing Forms of the invention explained in more detail:

Fig. 1

In der Fig. 1 ist die Kurbelwelle mit 1 bezeichnet, die beiden Lagerungen der angetriebenen Kurbelwelle mit 2, die exzentrischen Kurbelzapfen mit 3 und 4, die Lagerun gen der Scheiben oder Disken mit 5 und 6 sowie die Schei ben und Disken mit 7 und 8 und die vorzugsweise aufgezo genen, vorzugsweise auswechselbaren Verschleißwerkzeuge mit 9 und 10.In Fig. 1, the crankshaft is designated 1 , the two bearings of the driven crankshaft with 2 , the eccentric crank pin with 3 and 4 , the conditions of the discs or discs with 5 and 6 and the discs and discs with 7 and 8th and the preferably mounted, preferably interchangeable wear tools with 9 and 10 .

Fig. 2

In der Fig. 2 ist der Kurbelzapfen mit 1 bezeichnet, die Lagerungen mit 2, die Exzenter mit 3 und 4, die Lagerungen der Scheiben oder Disken mit 5 und 6 sowie die Doppelscheiben bzw. -disken mit 7 und 8.In FIG. 2, the crankpin is denoted by 1, the bearings 2, the eccentrics 3 and 4, the bearings of the wheels or discs 5 and 6 and the double panes or -disken with 7 and 8.

Fig. 3

In Fig. 3, einer Ausführung für die gesonderter Schutz beansprucht wird, ist 11 ein Motor mit stehender/gehal tener Welle 12, um die sich das Gehäuse 13 dreht. Hierauf befinden sich Exzenterhülsen 14 mit den Lagern und den darauf drehenden Werkzeugen 7 und 8. Der Motor/ Exzenter und Werkzeuge können natürlich auch zweiseitig gehalten sein.In Fig. 3, an embodiment for which separate protection is claimed, 11 is a motor with a standing / gehal tener shaft 12 about which the housing 13 rotates. There are eccentric sleeves 14 with the bearings and the tools 7 and 8 rotating thereon. The motor / eccentric and tools can of course also be held on two sides.

In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 2 be trägt beispielsweise der Disken- oder Scheibendurchmesser 7 und 8 300 mm. Die Drehzahl der Welle 1 bzw. der Exzen ter 3 und 4 5000 und somit die Schlagfrequenz beider Disken auf dem Gestein zusammen 100 000 pro Minute, wobei die Disken 7 und 8 mit etwa 100 Umdrehungen entgegenge setzt zur Drehrichtung der Exzenter 3 und 4 das Gestein drehend schlagend bearbeiten, mit einer Amplitude von 10 mm. In a preferred embodiment according to FIG. 2 be, for example, the Disken- or disc diameter bears 7 and 8 300 mm. The speed of shaft 1 or the eccentric 3 and 4 5000 and thus the impact frequency of both disks on the rock together 100,000 per minute, the disks 7 and 8 with about 100 revolutions counter to the direction of rotation of the eccentric 3 and 4 the rock Machining in a rotating manner with an amplitude of 10 mm.

Bei der beschriebenen Ausführung ist ein nur etwa 3 - 5 KW starker Motor erforderlich. Trotz dieses Geringen Energiebedarfes und eines Andruckes, der nur etwa 1- 10% des Andruckes beträgt, den konventionelle Rollen bohrwerkzeuge benötigen, sind die Vortriebsleistungen (Eindringtiefen), insbesondere in hartem und härtestem Gestein mehrfach höher als beim konventionellen Bohren.In the described embodiment, only about 3 - 5 KW motor required. Despite this minor Energy requirements and a pressure that is only about 1- 10% of the pressure is the conventional rolls drilling tools are the driving performance (Penetration depths), especially in hard and hardest Rock several times higher than with conventional drilling.

Claims

1. Activated, striking roller drilling tool having at least two drilling rollers, the radial oscillation drive of which takes place via a crankshaft provided with a rotary drive, on which the drilling rollers are freely rotating. characterized in that the boring rollers are balanced with respect to each other on crank pins arranged offset with respect to one another and are freely rotating.

2. Activated, striking, at least two drilling roller roller tool according to An saying 1, characterized, that the two drilling rollers as drilling discs or Toothed rings formed and on two by 180 ° to each other are arranged on the offset crank pin.