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Hohlkolbenventilsteuerung für Gesteinsbohrmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Hohlkolbenventilsteuerung für Gesteinsbohrmaschinen derjenigen bekannten
Gattung, bei der ein Hohlkolbenventil mit Mittelflansch in die Ventilkammer beiderseitig
abschließenden Gehäusestopfen geführt wird und die Preßluft vom Ventil aus durch
nach den Zylinderenden auseinanderstrebende Kanäle strömt, nachdem sie durch einen
in der senkrechten Mittelebene des Ventilgehäuses angeordneten Stutzen zugeführt
wurde. Die Umsteuerung des bekannten Ventils erfolgte dabei durch die Kompression
der Luft in den Zylinderenden.
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Es ist ferner für eine Schwingplattenventilsteuerung für Gesteinsbohrmaschinen
mit einseitig drehbar gelagerter Schwingplatte bekannt, die von dem zentralen Einlaßstutzen
zur Ventilkammer führenden Kanäle auseinanderstrebend und in größerem Abstand voneinander
als dem Ventilhub in die Ventilkammer einmündend. und ferner die Schwingplatte so
anzuordnen, daß zwischen ihrem beweglichen Rand und der Ventilkammerwand ein Spalt
bleibt. Die Umsteuerung der Schwingplatte erfolgt ebenfalls durch Kompression der
Luft in den Zylinderenden, wird jedoch wirksam unterstützt durch die Spaltwirkung
des Ringspaltes zwischen dem Rand der Schwingplatte und der Ventilkammerwand, durch
die der bis dahin bestehende statische Druck beim Öffnen des Auspuffs in dynamischen
Druck umgewandelt wird. Die Erfindung bezweckt einmal die Erzielung einer geradlinigen
Kanalführung von dem Einlaßstutzen des Ventilgehäuses zu den Zylinderenden und ferner
die Ausnutzung der für Schwingplattenventile bekannten Spaltwirkung auch für eine
Hohlkolbenventilsteuerung. Der -Erfindungszweck wird dadurch erreicht, daß die Ventilgehäusestopfen
zur Bildung der Ventilkammer in an sich bekannter Weise abgesetzt und für den Preßluftdurchtritt
mit Schlitzen versehen sind und daß zu der Ventilkammer bereits vom Einlaßstutzen
auseinanderstrebende Kanäle führen und in größerem Abstand voneinander als der Ventilhub
in die Ventilkammer einmünden, die mit dem Mittelflansch des Ventilkörpers einen
Ringspalt bildet.
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Durch die Anordnung der Schlitze in den Ansätzen der Ventilgehäusestopfen
wird ein besonders kurzer, geradliniger Luftweg erreicht, wobei die Gehäusestopfen
eine doppelte Aufgabe haben, nämlich einmal die bekannte Lagerung und Führung des
Ventils zu sichern und ferner die von dem Ventil gesteuerten Öffnungen in Gestalt
der Schlitze aufzunehmen. Die Anordnung des Ringspaltes zwischen der Wandung der
Ventilkammer und dem Mittelflansch des Ventilkörpers läßt die Spaltwirkung als zusätzliche
Umsteuerkraft zu der Kompressionswirkung wirksam werden.
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Durch die Ausbildung des Ventils gemäß der Erfindung wird ferner eine
außerordentlich
einfache Bauart erreicht, bei der die ganze Ventilanordnung
nur aus drei Einzelteilen, nämlich den beiden Gehäusestopfen sowie dem Ventilkörper,
besteht, die jeder für sich wieder von außerordentlicher, geometrischer Einfachheit
sind und daher leicht, schnell und billig herzustellen sind und ohne jede Schwierigkeit
auch von ungelernten Arbeitern in die Bohrmaschine eingesetzt werden können. Der
Fortfall jeder umständlichen Ausbildung, sei es des Ventilkörpers, sei es der Stopfen,
durch Anordnung besonderer Kanäle, Öffnungen usw. bildet daher einen wesentlichen
Vorteil der Ventilsteuerung gemäß der Erfindung, und die Arbeitsweise des Ventils
ist bei aller Einfachheit von großer Sicherheit und Wirksamkeit. Sie trägt somit
zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit derartiger Werkzeuge durch Verminderung von
toten Zeiten und Vermeidung von Instandsetzungen wesentlich bei.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i und z Längsschnitte mit dem Ventil
in seinen beiden äußersten Stellungen.
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Die Erfindung ist an einem Gesteinsbohrer dargestellt, dessen Zylinder
A mit einem freien Auspuffkanal B versehen ist. Der hin' und her gehende Hammerkolben
C.' hat vorn eine genutete Verlängerung D, die die Schläge auf den Bohrstahl ausübt,
von dem nur der Schaft E angedeutet ist.
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Das vordere Ende des Zylinders A.: ist durch eine Buchse F abgeschlossen,
in dessen Bohrung die Verlängerung D des Kolbens C gleitet. Das hintere Ende wird
durch eine Scheibe G abgeschlossen, die als Begrenzung für das eine Ende des Schaltrades
H dient, das durch den Zylinder zentriert wird und einen Kopf I der Drallstange
K umgibt.
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L ist das Ventilgehäuse, das seitlich an dein Zylinder A angeordnet
ist und eine gerade zylindrische Bohrung 0 zur Bildung der Ventilkammer P hat. Die
Enden der Bohrung () sind durch Stopfen 0 abgeschlossen, die durch Bolzen R gesichert
sind.
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Die Preßluft zum Antrieb des Bohrers wird durch den Stutzen S dem
VentilgehäuseL zugeführt. Voii dein Stutzen S führt ein Paar Kanäle T und L' die
Preßluft zu beiden Seiten der senkrechten Mittellinie der Ventilkammer 1' ein.
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Die Stopfen 0 dienen gleichzeitig zur Führung des Verteilungsventils
lr', das den Zutritt der Preßluft aus der Kammer P nach dem vorderen und hinteren
Zvlinderende durch Einlaßkanäle W und X steuert. Die Stopfen O sind an ihren Enden
mit ringförmigen Flanschen I' von kleinerem Durchmesser versehen, deren Bohrungen
Z die zylindrischen Endansätze b des Ventils aufnehmen. In den freien Enden der
Ringflansche Y sind Schlitze c angeordnet, um Preßluft aus der Kammer .P in die
Einlaßkanäle W und x zu führen; die Schlitze c werden durch die Ansätze b gesteuert,
über deren Enden die Preßluft auf ihrem Wege in die Zylinderenden strömt.
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Zwischen den Enden des Ventils V ist ein Flansch d, der zwischen
den Kanälen T, U
hin und her bewegt wird und mit seinen Stirnflächen e und
f den Hub des Ventils Ir an den inneren Enden der Flanschen Y begrenzt. Die Stirnflächen
e und f sind immer der Preßluft ausgesetzt, ebenso wie der Umfang g des Flansches,
der von der Wandung der Ventilkammer P absteht, um eine beständige Verbindung zwischen
den Enden der Ventilkammer zu gestatten.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Die Preßluft wird in den Stutzen S
eingeführt, gelangt durch die Kanäle T und U
in die Ventilkammer P.
Bei der in Abb. i gezeigten Lage des Ventils strömt die Preßluft über den hinteren
Ansatz b, Einlaßkanal X zum hinteren Zylinderende und drückt den Kolben C vorwärts.
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Nachdem der freie Auspuffkanal B von dem Kolben C überschritten ist,
wird die Luft an dem vorderen Ende des Zylinders komprimiert. Die durch den Einlaßkanal
W sich äußernde Kompression wirkt auf das vordere Ende des Ventils l' und sucht
es nach hinten zu werfen.
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Kurz vor dem Augenblick, wo der Schlag des Hammerkolbens C auf den
Bohrerstahl E ausgeübt wird, wird der Auspuff B wieder geöffnet, und es entsteht
ein plötzlicher Druckabfall an dem hinteren Ende des Zylinders. Infolge dieses Druckabfalles
sinkt der Druck an dem hinteren Ende der Ventilkammer P auch etwas unter den Leitungsdruck.
Wenn dieser Zustand erreicht ist, strömt Preßluft in das vordere Ende- der Ventilkammer
P über den Umfang des Flansches d und übt eine Saugwirkung auf den Flansch aus,
der die Kompression unterstützt, die gegen den vorderen Ansatz b wirkt, um das Ventil
V in seine hintere äußerste Stellung zu werfen.
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Bei der Umkehr des Ventils V strömt Preßluft über den vorderen Ansatz
b durch den Einlaßkanal W in das vordere Ende des Zylinders und treibt den Kolben
C rückwäzts. Während des Rückwärtshubes entsteht ebenso wie bei dem Vorwärtshub
des Kolbens C auch Kompression, die gegen den hinteren Ansatz b wirkt und zusammen
mit der auf folgende Weise entstehenden Saugwirkung das Ventil in die Anfangsstellung
zurückwirft und so den Kreislauf des Vorganges schließt. Die Saugwirkung wird dadurch
er
zeugt, daß die Preßluft über den Flansch d strömt, wenn ein Druckabfall
vor dem Flansch d in dem Zeitpunkte eintritt, in dem der Kolben C den Auspuffkanal
B öffnet.