DE3317829A1

DE3317829A1 - Schmiereinrichtung fuer einen bohrstangenschaft in einer schlagbohrmaschine

Info

Publication number: DE3317829A1
Application number: DE19833317829
Authority: DE
Inventors: Timo Nokia Muuttonen; Pekka Tampere Salmi; Risto Wisakanto
Original assignee: Tampella Oy AB
Current assignee: Tampella Oy AB
Priority date: 1982-05-18
Filing date: 1983-05-17
Publication date: 1983-11-24
Also published as: CA1195684A; IT1163381B; IT8321142A0; FI821747A0; FI66459C; AU1423783A; ZA832901B; FR2527129A1; JPH03191B2; GB2122271A; GB8311050D0; SE8302775D0; AT381770B; NO831746L; SE456919B; JPS58211870A; FI821747A; FI66459B; SE8302775L; ATA168783A

Description

Dipl.-Ing. W. Jackisch .·. : ·.."...* ".."*·-"

Menzelstr. 40, 7000 Stuttgart 1

Oy Tampella Ab A 37 646/fro

Lapintie 1 * If . f 6. Mai 1983

SF-33100 Tampere 10

Schmiereinrichtung für einen Bohrstangenschaft in einer Schlagbohrmaschine

Die Erfindung betrifft eine Schmiereinrichtung für einen Bohrstangenschaft in einer Schlagbohrmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer Schlagbohrmaschine werden auf die Bohrstange während der Rotation axiale Schläge ausgeübt. Die Hülse wird mittels des Drehantriebes rotierend angetrieben, die ihrerseits über eine Nutkupplung im Gehäusekörper das innere Ende des Bohrstangenschaftes rotierend antreibt. Die Kupplung läßt eine axiale Bewegungsmöglichkeit des Schaftes zu. Die Nutkupplung besteht aus einem auf der Innenseite der Hülse vorgesehenen Zahnkranz und aus einem auf der Außenseite des Schaftes vorgesehenen Zahnkranz. Beide Zahnkränze haben in Längsrichtung verlaufende Zähne, die miteinander in Eingriff sind.

Zur Schmierung der Nutkupplung dient ein aus einer Mischung von Luft und öl gebildeter Ölnebel, der unter einem Druck von etwa 1 bis 5 bar in den Kupplungsraum eingebracht wird. Bei einer anderen bekannten Schmiereinrichtung (FI-PS 58 816) wird das Öl mit niedrigem Druck in den Kupplungsraum eingebracht.

Bei der ölnebelschmierung ist jedoch die mit der Luft ein-

gebrachte ölmenge für eine genügende Schmierung zu klein. In einer ölnebel-und Ölbadschmierung kann wegen des niedrigen Druckes und des Raumbedarfes kein öl zwischen die ziehenden Flanken eingebracht werden. Der Öldruck drückt die aneinanderllegenden, das Drehmoment erzeugenden Flanken der Zähne nicht auseinander, weil in der Nutkupplung der Druck, überall gleich groß ist. Darum verschleißen die Zähne rasch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Schmiereinrichtung so auszubilden, daß diese Nachteile beseitigt und die das Drehmoment übertragenden Flanken der Zähne der Zahnkränze wirksam geschmiert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung beruht darauf, daß das Schmiermittel mit einem solchen Druck direkt zu den das Drehmoment übertragenden und axial gegeneinander gleitenden Zahnflanken geführt wird, daß das Schmiermittel in den Bereich zwischen die Flanken eindringen kann. Wenn der Druck des Schmiermittels auf die Flanken der Zähne größer ist als die Zahnkraft, werden die Flanken auseinandergedrückt, so daß eine Schmierhaut zwischen den Flanken gebildet werden kann. Das befreite Schmiermittel wird aus der Nutkupplung mit Hilfe von Druckluft entfernt, oder es strömt unter dem eigenen Druck heraus. Auf diese Weise befindet sich Schmiermittel zwischen den Zahnflanken auch dann, wenn die Flanken das Moment übertragen, das heißt bei der Bohrung von Gestein. Hierbei wird weniger Reibungswärme erzeugt, die Flanken fressen nicht fest und der Verschleiß wird herabgesetzt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren

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Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung und

im Axialschnitt eine Schlagbohrmaschine, die mit einer erfindungsgemäßen Schmiereinrichtung versehen ist und bei der die Bohrstange nur in einer Richtung drehbar ist,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II

in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III

in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 einen Axialschnitt einer Schlagbohr

maschine, die mit einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmiereinrichtung versehen ist,

Fig. 5 einen Axialschnitt einer Schlagbohr

maschine, die mit einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmiereinrichtung versehen ist und bei der die Bohrstange abwechselnd in unterschiedliche Richtungen rotierbar ist,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI

in Fig. 5 in vergrößerter Darstel-

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Fig. 7 und 8 zwei Ausführungsformen eines Ver-

bindungskanales der erfindungsgemäßen Schmiereinrichtung.

Die Schlagbohrmaschine nach den Figuren 1 bis 3 hat einen Gehäusekörper 1a, 1b, in dem eine Hülse 2 drehbar gelagert ist. Ihre Mantelfläche ist mit einer Verzahnung 3 versehen, die mit im Gehäusekörper gelagerten Drehantriebsteilen 4 in Eingriff ist. Die Hülse 2 weist ein zylindrisches Gehäuse 5 auf, das einen stangenförmigen Schaft 7 einer Bohrstange 6a, 6b aufnimmt. Der Schaft 7 kann axial im Gehäuse gleiten. Zwischen dem Schaft 7 und dem Gehäuse 5 ist eine Nutkupplung 8 vorgesehen, durch die ein Verdrehen des Schaftes gegenüber der Hülse verhindert wird, was unten näher beschrieben wird.

Die Bohrmaschine weist ferner einen im Gehäusekörper axial verschiebbar gelagerten Hubkolben 9 auf, der koaxial zum Schaft 7 liegt und an das Ende des Schaftes anschlagen kann.

Die Notkupplung 8 hat einen auf der Innenseite der Hülse 2 vorgesehenen Zahnkranz 10 und einen im Eingriff damit befindlichen, auf der Außenseite des Schaftes 7 vorgesehenen Zahnkranz 11. Wenn die Hülse 2 durch den Drehantrieb 4 in Richtung A (Fig. 2) rotierend angetrieben wird, wird jeder Zahn 12 des Zahnkranzes 10 der Hülse mit seiner Flanke 12a gegen eine Flanke 13a jedes Zahnes 13 des Zahnkranzes 11 des Schaftes 7 gedrückt.

Erfindungsgemäß ist in jedem Zahn 12 der Hülse 2 eine von der Außenfläche der Hülse bis zur Flanke 12a sich erstreckende Bohrung 14 vorgesehen. Die Bohrungen 14 münden in eine die Hülse 2 umgebende Ringnut 15, die im Gehäusekörper 1 vorgesehen ist und einen Verbindungskanal für sämtliche

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Bohrungen bildet. Der Gehäusekörper weist eine Bohrung 16 auf, die ein Anschlußstück 17 mit der Ringnut 15 verbindet. An das auf der Außenseite des Gehäusekörpers befestigte Anschlußstück 17 ist eine Leitung 18 angeschlossen, die mit einer Schmieröl aus einem Behälter 20 fördernden Pumpe 19 verbunden ist. Im Gehäusekörper ist eine zweite Bohrung 21 vorgesehen, die in eine im Gehäusekörper angeordnete Vorkammer 22 mündet, die für den Schaft 7 vorgesehen ist. Die Bohrung 21 verbindet die Vorkammer 22 mit einem an der Außenseite des Gehäusekörpers befestigten Anschlußstück 23 für eine Leitung 24, die über einen ölfilter 25 zum Ölbehälter 20 führt. Damit das Öl nicht direkt zwischen den Gehäusekörper 1 und die Hülse 2 strömt, sind im Gehäuse körper auf beiden Seiten der Ringnut 15 Dichtungen 26 und 27 vorgesehen. Damit das öl ferner nicht in den Bereich des Hubkolbens 9 und entsprechend aus der Maschine zwischen die Bohrstange und den Gehäusekörper strömt, sind entsprechend in der Hülse und im Gehäusekörper Dichtungen 28 und 29 angeordnet.

Beim Bohren mit der Bohrmaschine pumpt die Pumpe 19 durch die Leitung 18 öl in die Bohrung 16, das von dort über den Verbindungskanal 15 in .die Bohrungen 14 in der Hülse strömt. Aus diesen Bohrungen 14 strömt das Öl in eine auf der Flanke 13a jedes Zahnes 13 des Zahnkranzes 11 des Schaftes 7 vorgesehene, in Längsrichtung der Flanke verlaufende Spur 30 (Fig. 3). Wenn der Öldruck höher ist als die das Rotationsmoment verursachende, die Flanken zusammendrückende Kraft, dann strömt das Öl aus der Spur zwischen die Flanken 12a und 13a der Zähne 12 und 13. Das Öl fließt durch einen zwischen den Zähnen des Schaftes 7 und den Zähnen der Hülse liegenden Zwischenraum in den Vorraum 22, aus dem es unter dem Öldruck durch die Bohrung 21 und die Leitung 24 in das Filter 25 und von dort in den Ölbehälter 20 zurückfließt.

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Die bei der Schlagbohrmaschine gemäß Fig. 4 verwendete Schmiereinrichtung unterscheidet sich von der vorigen nur darin, daß das ÖL aus der Maschine mit Hilfe von Druckluft entfernt wird. Im Gehäusekörper 1 ist eine Bohrung 31 vorgesehen, die von einem auf dem Gehäusekörper befestigten Anschlußstück 32 zu einer im Hubraum des Hubkolbens 9 vorgesehenen Ringnut 33 führt. Das Anschlußstück ist durch eine Leitung 34 mit einer (nicht dargestellten) Druckluftquelle verbunden. In diesem Fall.ist zwischen der Hülse und dem Bohrschaft keine Dichtung vorgesehen. Die mit der Vorkammer 22 in Verbindung stehende Leitung 24 ist über einen ölkühler 35 an den Filter 25 und ferner an einen Luft/ölseparator 36 angeschlossen.

Die.durch die Bohrung 31 strömende Druckluft wird durch die Spielräume zwischen der Hülse und dem Schaft in die Vorkammer 22 gedrückt und nimmt dabei das überschüssige Öl mit.

Zwischen dem Separator 36 und der Pumpe 19 kann ein ölbehälter für die Speicherung einer größeren Ölmenge angeordnet sein.

Wenn zum Beispiel zur Entfernung von Bohrklein aus dem Bohrloch Druckluft verwendet wird, die durch einen Kanal in der Bohrstange in das Bohrloch eingebracht wird, kann die für den Ölauslauf benötigte Druckluft aus einem mit diesem Kanal verbundenen Eingabekanalsystem für Druckluft mit einer daran angeschlossenen Bohrung entnommen werden. Dann ist keine separate Drucklufteingabe 31 bis 34 für den ölablauf notwendig.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Schlagbohrmaschine, bei der die Rotationsrichtung der Hülse während der Bohrung

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kontinuierlich wechselt. Hierbei wirken die beiden Flanken 12a und 12b bzw. 13a und 13b (Fig. 6) jedes Zahnes der zur Nutkupplung 8 gehörenden Zahnkränze 10 und 11 abwechselnd als das Drehmoment übertragende und Schmierung erfordernde Flanken. Zur Schmierung der Flanken 12a der Zähne der Hülse 2 ist das Kanalsystem 14 bis 17 mit einem ähnlichen separaten öleingabekanalsystem 14' bis 17' für die anderen Flanken 12b der Zähne der Hülse versehen. Die öleingabekanalsysterne befinden sich mit Abstand voneinander in Achsrichtung des Schaftes und sind voneinander durch eine im Gehäusekörper montierte Dichtung 26 voneinander getrennt. Das Anschlußstück 17' ist an die Pumpe 19 über ein in der Leitung 18 vorgesehenes Dreiwegeventil 37 angeschlossen, welches seine Steuerung 38 zum Beispiel aus dem Drehantrieb 4 so erhält, daß das Ventil 37, wenn die Drehantriebsteile in unterschiedlichen Richtungen A, B rot'ieren, der Reihe nach je eine Verbindung von der Pumpe zu einem Anschlußstück schließt und entsprechend eine Verbindung zu einem Anschlußstück öffnet, durch dessen Eingabekanalsystem dann Öl auf die jeweils das Moment übertragenden Flanken 12a oder 12b geleitet wird. Hierbei ist auch auf einer Flanke 13b der Schaftzähne 13 eine in deren Längsrichtung verlaufende Spur 30" (Fig. 6) vorgesehen.

zwei
Die Figuren 7 und 8 zeigen/ Ausführungsformen der Ringnut

15. Die Ringnut 15'' gemäß Fig. 7 ist lediglich in der Hülse 2 vorgesehen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist im Gehäuse 1b und in der Hülse 2 jeweils eine ringförmige Nut vorgesehen. Diese beiden einander gegenüberliegenden Nuten bilden zusammen die Ringnut 15¹¹¹. In beiden Fällen sind die Dichtungen im Gehäusekörper 1b montiert, weil er wegen seiner größeren Dicke mehr Einbauraum bietet als die Hülse. Selbstverständlich können die Dichtungen aber auch auf der Hülse montiert werden.

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In den Zeichnungen und in der Beschreibung sind lediglich Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben. Die Schmiereinrichtung kann im Rahmen der Patentansprüche auch eine andere Ausbildung haben.

Leerseite

Claims

Patentanwalt ; «'·*, /"·· *,,' ." QQ17Ö9Q Dlpl-lng. W. Jackisch .■ . . ; y. . , . 331/829 Menzelstr.40, 7000 Stuttgart 1 .« Oy Tampella Ab A 37 646/fro Lapintie 1 SF-33100 Tampere 10 ^ ®J Ansprüche

1. Schmiereinrichtung für einen Bohrstangenschaft in einer Schlagbohrmaschine, die einen Gehäusekörper, eine auf ihr drehbar gelagerte Hülse mit einem Gehäuse für den Schaft der Bohrstange, einen in der Hülse befindlichen Zahnkranz, der axial gleitend und rotierend mit einem auf dem Schaft der Bohrstange befindlichen Zahnkranz in Eingriff kommt, ein Schmiersystem zur Schmierung der Zahnkränze, einen Drehantrieb zur Drehung der Hülse um die Achse des Zahnkranzes und eine Schlagvorrichtung zur Erzeugung von Axialschlagen auf den Schaft der Bohrstange aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß das Schmiersystem (14 bis 17, 21 bis 23) Schmiermittel unter Druck zwischen diejenigen Flanken (12a, 13a oder 12a, 13a und 12b, 13b)der Zähne (12, 13) der ■Zahnkränze (10, 11) leitet, die paarweise aneinanderliegen, wenn die Hülse (2) den Schaft (7) der Bohrstange (6a, 6b) rotierend antreibt.

2. Schraiereinrichtung für eine Schlagbohrmaschine nach Anspruch 1, bei der der Drehantrieb die Hülse nur in einer Richtung drehbar antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine an eine Schmiermittelquelle (20, 36) anschließbare Schmiermittel-Zuführvorrichtung (14, 17) vorgesehen ist, die in die in Drehrichtung (A) der Hülse (2) vorder Flanke (12a) jedes Zahnes (12) des Zahnkranzes (10) der Hülse mündet, ■_·?■_

3. Schmiereinrichtung für eine Schlagbohrmaschine nach Anspruch 1, bei dem die Hülse wahlweise in zwei Richtungen rotierend antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei an eine Schmiermittelquelle (20, 36) wahlweise anschließbare, separate Schmiermittel-Zuführvorrichtungen (14 bis 17, 14' bis 17') vorgesehen sind, von denen die eine Zuführvorrichtung (14 bis 17) in die auf gleicher Seite (A) liegenden Flanken (12a) der Zähne (12) im Zahnkranz (10) und die andere Zuführvorrichtung (14' bis 17') in die auf der entgegengesetzten Seite (B) liegenden Flanken (12b) der Zähne (12) im Zahnkranz (10) mündet.

4. Schmiereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (14 bis 17, 14' bis 17') eine Bohrung (14, 14') in jedem Zahn des Zahnkranzes (10) der Hülse (2) und einen Verbindungskanal (15, 15') aufweist, daß die Bohrung von der Außenseite der Hülse aus in Richtung auf die Zahnflanke (12a, 12b) verläuft, und daß der Verbindungskanal die äußeren Enden der Bohrungen mit einer an die Schmiermittelquelle (20, 36) anzuschließenden Einlaufbohrung (16, 16") verbindet.

5. Schmiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal· (15, 15') aus einer im Gehäusekörper vorgesehenen, gegen die Hülse (2) gerichteten ringförmigen Nut besteht.

6. Schmiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (15') aus einer in der Hülse (2) liegenden, gegen das Gehäuse (1b) gerichteten ringförmigen Nut besteht.

7. Schmiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (15¹¹¹) aus ring-

förmigen Nuten im Gehäusekörper (1b) und in der Hülse (2) besteht.

8. Schmiereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufbohrungen (16, 16') der beiden Zuführvorrxchtungen (14 bis 17, 14' bis 17') an die Schmiermittelquelle (20, 36) über ein vom Drehantrieb (4) gesteuertes Ventil (37) angeschlossen sind, das die Zuführvorrxchtungen mit der Schmiermittelquelle unabhängig von der Drehrichtung (A, B) der Hülse (2) abwechselnd verbindet.

9. Schmiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanke (13a oder 13a und 13b) jedes Zahnes (13) im Zahnkranz (11) des Schaftes (7) der Bohrstange (6a, 6b) eine in Längsrichtung verlaufende Spur (30, 30") aufweist, die mit einer Bohrung (14, 14' in der Hülse verbunden ist, wenn die Planken der Zähne beider Zahnkränze aneinander liegen.