DE3336540A1

DE3336540A1 - Schlagbohrmaschine

Info

Publication number: DE3336540A1
Application number: DE19833336540
Authority: DE
Inventors: Timo 37100 Nokia Muttonen; Pekka 33270 Tampere Salmi
Original assignee: Tampella Oy AB
Current assignee: Tampella Oy AB
Priority date: 1982-10-08
Filing date: 1983-10-07
Publication date: 1984-04-12
Also published as: FI823439L; US4582145A; CA1197836A; AU560152B2; SE8305115D0; AU1994483A; SU1531864A3; NO157711C; NO157711B; FR2534174A1; SE8305115L; FI66460B; FI823439A0; FR2534174B1; FI66460C; IT8323210A1; SE454612B; IT1194421B; IT8323210A0; NO833640L

Description

OY TAMPELLA AB A 37 784/bee

Lapintie 1

33100 Tampere 10 , ~^^v

Finnland 4. Oktober 1983

Schlagbohrmaschine

Die Erfindung betrifft eine Schlagbohrmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Schlagbohrmaschinen dieser Art werden insbesondere für Gesteinsbohrungen eingesetzt. Sie sind hierfür als Dreh-Schlagbohrmaschinen ausgebildet. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Maschinenart beschränkt, sondern kann auch bei einer nicht drehend angetriebenen Schlagbohrmaschine verwendet werden.

Bei Schlagbohrmaschinen wird üblicherweise die Bohrwelle von einem druckmittelbeaufschlagten Hubkolben schlagend vorgetrieben. Die mit der Bohrwelle verbundene Bohrstange kann sich dabei im Gestein festfressen und wird dann durch den Rückhub wieder gelöst, wobei die Bohrschneide aus dem Fels gerüttelt wird.

Aus der DE-OS 26 48 389 und der FI-PS 60 153 sind Schlagbohrmaschinen der gattungsgemäßen Art bekannt. Bei diesen Maschinen sind die Dichtungen starken Druckschlägen ausgesetzt, wenn der Hubkolben auf die Bohrwelle aufschlägt und die Bohrstange dabei nicht am Fels anliegt. Sie werden dadurch leicht beschädigt. Auch kann die Bohrwelle oder der Hubkolben mit Wucht auf den Boden des Zylinderraumes aufschlagen, weil die Druckflüssigkeit während der ganzen Hubbewegung der

-4-

Bohrwelle weitgehend frei aus der Kammer des Gehäuses strömen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schlagbohrmaschine so auszubilden, daß die im Gehäuse wirksamen Schläge gedämpft werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Ausgleichkanäle und die Drosselspalte verhindern, daß die Schläge unmittelbar auf die Dichtungen wirken. Außerdem wird das Aufschlagen der Bohrwelle auf den Boden der Kammer vermieden, weil die Bewegung des Hubkolbens durch ein Flüssigkeitskissen gebremst wird, das sich in der Kammer aufbaut, wenn der Hubkolben in Richtung auf den Kammerboden bewegt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen eine Ausfuhrungsform der Maschine dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch das Maschinengehäuse im Bereich der Bohrwelle in deren Position beim Aufschlagen des Hubkolbens,

Fig. 2 die Maschine in einer Darstellung entsprechend Fig. 1, in Endstellung

der Bohrwelle nach einem Arbeitshub,

Fig. 3 die Maschine in einer Darstellung entsprechend Fig. 1 in der Endstellung der Bohrwelle nach dem Rückhub.

Von der Schlagbohrmaschine ist ein Gehäuse 1 dargestellt, in dem eine Bohrwelle 2 mittels Lagern 3 und 4 axial gleitend gelagert ist. Die Bohrwelle wird mittels eines zur Antriebsvorrichtung gehörigen Zahnrades 5 rotierend angetrieben. In axialer Verlängerung der Bohrwelle ist in dem Gehäuse ein Hubkolben 6 gelagert, welcher druckmittelgesteuert in Richtung auf die Bohrwelle 2 und zurück axial verschiebbar ist. An einem aus dem Gehäuse 1 ragenden Gewindeende der Bohrwelle wird die (nicht dargestellte) Bohrstange befestigt.

Die Bohrwelle 2 ist in ihrem mittleren Bereich als Hubkolben 7 ausgebildet, welcher sich in einer im Gehäuse befindlichen Kammer 8 bewegt. Beiderseits der Kammer ist die Bohrwelle 2 gegen das Gehäuse mit Dichtringen 9 und 10 abgedichtet, die im Gehäuse im Bereich des Hubkolbens 7 bzw. des vorderen Wellenendes liegen. Zwischen dem Hubkolben 7 und dem Gehäuse 1 ist in der Kammer 8 ein Ringspalt 11 vorhanden, der eine Drosselung für das strömende Medium bewirkt. Ein gleicher Drosselspalt 12 ist zwischen dem vor der Kammer 8 befindlichen Teil der Bohrwelle und dem Gehäuse gebildet.

Zwischen dem Dichtring 9 und dem Drosselspalt 11 sowie zwischen dem Dichtring 10 und dem Drosselspalt 12 ist je einer von zwei ringförmigen Ausgleichkanälen

13 bzw. 14 vorhanden, die über Querbohrungen aus dem Gehäuse nach außen münden. Die Ausgleichkanäle 13 und

14 sind über je eine Leitung 15 bzw. 16 mit einer gemeinsamen Leitung 17 verbunden, welche über ein Wegeventil 18 alternativ an eine Druckmittelpumpe 19 oder einen Druckmittelbehälter 20 angeschlossen ist.

Von der Kammer 8 aus führt ein Querkanal 21 aus dem Gehäuse nach außen. Der Kanal 21 ist mit einer Leitung

22 an das Wegeventil 18 und dadurch alternativ an die Pumpe 19 bzw. den Behälter 20 angeschlossen. Der Druckmittelkanal 21 endet in der Mantelfläche des Gehäuses 1 und mündet in die Kammer 8 mit Abstand von deren Boden 8a.

In der an den hubkolbenseitigen Ausgleichkanal 13 angeschlossenen Leitung 15 liegt eine Drossel 23. Zwischen dieser Drossel und der Mündung der vom Ausgleichkanal 13 nach außen führenden Bohrung ist mit einer Leitung 24 ein Druckspeicher 25 an die Leitung 15 angeschlossen.

Das Ventil 18 ist ein Zweiwegeventil, das in der normalen Bohrposition die Pumpe 19 über die Verbindungs leitung 17 mit den Ausgleichkanälen 13 und 14 und die Leitung 22 der Kammer 8 mit dem Behälter 20. verbindet. In der zweiten Bohrposition, die der Hubposition entspricht, verbindet das Zweiwegeventil 18 die Verbindungsleitung 17 mit dem Behälter 20 und die Pumpe 19 mit der Leitung 22. Das Ventil 18 ist mit einer Drossel 26 versehen, welche in der Hubposition die Strömung des Druckmittels aus der Verbindungsleitung 17 in den Behälter drosselt.

Fig. 1 zeigt die normale Bohrposition. In dieser Stellung fördert die Pumpe 19 Druckmittel in die Verbindungsleitung 17 und über die Leitungen 15 und 16 vor die Dichtungen 9 und 10. Die in der Leitung 15 befindliche Drossel 23 bewirkt, daß der größte Teil des Druckmittels in die Leitung 16 und durch das Lager 4 in die Kammer 8 strömt.

Wenn die Bohrstange beim Aufschlagen des Hubkolbens 6 nicht am Fels anliegt, so wird die Bohrwelle 2 frei nach vorne geschoben. Eine Endlage zeigt Fig. 2. Bei dieser Verschiebung der Bohrwelle strömt das Druck-

-7-

mittel zunächst aus dem Kanal 21 frei durch die Leitung 22 in den Behälter, solange der Kanal 21 offen ist. Wenn sich der Hubkolben 7 so weit vorwärts bewegt hat, daß seine Kante 7a bis über den Kanal 21 verschoben ist, kann das Druckmittel nicht mehr abfließen, sondern bildet ein Flüssigkeitskissen in der Kammer 8. Der Hubkolben 7 bleibt dann stehen, und die Bohrstange kann nicht auf das Gestein aufschlagen. Die Drosselspaltei 11 und 12 schützen die Dichtungen 9 bzw. 10 vor Druckschlägen.

In der in Fig. 3 dargestellten Hubstellung fördert die Pumpe Druckmittel durch die Leitung 22 und den Kanal 21 in die Kammer 8, so daß die Bohrwelle 2 bis zum Anschlag gegen ein im Gehäuse liegendes Axiallager 27 verschoben wird.

Der an die Leitung 15 angeschlossene Druckspeicher 25 stellt sicher, daß die auf die Dichtung 9 wirkenden Schläge trotz der in der Leitung befindlichen Drossel 2 3 nicht übermäßig stark werden.

Mit der im Wegeventil liegenden Drossel 26 ist sichergestellt, daß in der Kammer 8 in der Hubposition nach Fig. 3 ein ausreichend hoher Druck aufrechterhalten bleibt. Diese Drossel 26 ist nicht zwingend erforderlich. Sie sorgt aber für einen genügenden Druck in der Kammer für den Fall, daß die Drosselspalte 11 und 12 und die Drossel 23 z. B. infolge Verschleiß nicht mehr voll wirksam sind. Zweckmäßig ist die Drossel 26 einstellbar, um einen zunehmenden Verschleiß ausgleichen zu können. Sie kann dann je nach der Betriebsdauer nachgestellt werden. Alternativ kann eine Drossel verwendet werden, welche eine auswechselbare Hülse für unterschiedlich starke Drosselungen aufweist.

Claims

OY TAMPELLA AB A 37 784/bee

Lapintie 1

33100 Tampere 10

Finnland 4. Oktober 1983

Patentansprüche

Schlagbohrmaschine mit einem Gehäuse, in dem axial gleitend eine Bohrwelle zur Übertragung von Schlägen auf eine Bohrstange sowie ein Hubkolben zur Erzeugung von axialen Schlägen auf die Bohrwelle angeordnet sind, und mit einem an der Bohrwelle vorgesehenen Hubkolben, der in einer im Gehäuse liegenden Kammer liegt, in die ein Kanal zum Zuführen und Ableiten von Druckmittel mündet, sowie mit zwischen dem Gehäuse und der Bohrwelle beiderseits der Kammer befindlichen Dichtungen und Drosselspalten, die zwischen der Kammer und den Dichtungen liegen,

dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) zwischen den beiden Dichtungen (9 und 10) und dem zugehörigen Drosselspalt (11 bzw. 12) je ein Ausgleichkanal (13 bzw. 14) vorgesehen ist, daß der in die Kammer (8) mündende Kanal (21) mit seiner Mündungsstelle mit Abstand vom Boden (8a) der Kammer (8) liegt und daß die Ausgleichkanäle (13 und 14) über ein Zweiwegeventil (18) abwechselnd mit der Druckmittelquelle (19) und mit dem Druckmittelbehälter (20) verbunden sind in Abhängigkeit davon, ob der in die Kammer (8) mündende Kanal (21) mit dem Druckmittelbehälter (20) oder mit der Druckmittelquelle (19) verbunden ist.

-2-

_ 2 —
2. Schlagbohrmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Strömungsdrossel (23) , die^zwischen dem hubkolbenseitigen Ausgleichkanal (13) und dem Ventil (18) befindlichen Druckmittelleitung (15, 17) liegt.
3. Schlagbohrmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Druckspeicher (25), der an eine zwischen dem hubkolbenseitigen Ausgleichkanal (13) und der Strömungsdrossel (23) befindlichen Druckmittelleitung (15) angeschlossen ist»
4. Schlagbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Strömungsdrossel (26) , die in der zwischen den Ausgleichkanälen (13, 14) und dem Druckmittelbehälter (20) befindlichen Druckmittelleitung (17) liegt.