DE692411C

DE692411C - Flushing head for rock drills

Info

Publication number: DE692411C
Application number: DE1938M0141676
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hubert Grobe; Otto Meyer
Original assignee: METALLGIESSEREI
Current assignee: METALLGIESSEREI
Priority date: 1938-05-20
Filing date: 1938-05-20
Publication date: 1940-06-19

Description

Spülkopf für Gesteinsbohrhämmer Für Gesteinsbohrhämmer bzw. -maschinen sind ringförmig geschlossene, auf das Schaftende des Bohrers aufzusetzende Spülköpfe bekannt, die dagegen mit Hilfe von durch den Wasserdruck aufgeblasenen Weichdichtungen aus Gummi o. dgl. abgedichtet werden. Bei Verwendung' der bekannten Stulpdichtungen von -Querschnitt für diesen Zweck, die zu je zwei mit einander zugekehrten offenen Seiten eingesetzt werden, muß die sonst diesen Stulpdichtungen eigentümliche Voranpressung gegen die Abdichtfläche so gering wie möglich ' gehalten werden, um überhaupt ein jeweiliges Einschieben der Bohrerschäfte ohne Verwürgen der Stulpdichtung zu gestatten; dabei besteht aber wiederum die Gefahr, daß beim Einsetzen des Wasserdrucks das Wasser schon von Anfang an nicht auf eine Verstärkung des Abdichtens hinwirkt, sondern zwischen den Dichtungsstulpen und dem Bohrerschaft hindurch nach außen tritt, so daß die Dichtung überhaupt nicht oder nur unvollkommen eintritt.Flushing head for rock drills For rock drills and machines are ring-shaped, closed flushing heads to be placed on the shaft end of the drill known, however, with the help of soft seals inflated by the water pressure made of rubber o. The like. Sealed. When using 'the known face seals of cross-section for this purpose, the two open facing each other Sides are used, the otherwise peculiar to these faceplate gaskets must be pre-pressed against the sealing surface as small as possible 'to be kept at all allow the drill shafts to be pushed in without distorting the faceplate; but there is again the risk that when the water pressure starts, the Right from the start, water does not work towards strengthening the sealing, but rather passes between the sealing sleeves and the drill shank to the outside, so that poetry does not occur at all or only imperfectly.

Um zu erreichen, daß der vom Spülkopf umschlossene Bohrerteil das gleiche vier- oder mehrkantige Profil besitzt wie das Bohrereinsteckende, hat man ringförmige Dichtungen vorgeschlagen, deren Durchgang dem Profil des Bohrerschaftes angepaßt ist, die sich mit dem Bohrer drehen, um mit ihren nach außen gerichteten Schenkeln ihres U-Profils an der Spülkopfinnenwand abzudichten. Da bei dieser Anordnung das in das Profil eintretende Wasser wohl' die Schenkel, aber nicht den am Bohrerschaft anliegenden Teil zu verformen vermag; werden zur Anpressang der Dichtungsringe an den Bohrerschaft Blattfedern benutzt, die die Dichtungen ringförmig umschließen. Durch die Verwendung der zusätzlichen Federn wird aber der Einbau der Dichtungsringe in den aus einem Stück bestehenden' Spülkopf und das Einführen des Bohrerschaftes in die auf den kleinsten Durchgang zusammengepreßten Dichtungsringe außerordentlich erschwert, wie andererseits bei vorhandenen Unterschieden in den Abmessungen des Bohrerschaftes und bei Verschleiß der Dichtungsringe der Anpressungsdruck ebenfalls leicht zu hoch oder zu niedrig wird. Darüber hinaus aber ist durch die auf dem größten Durchmesser der Dichtungsringe infolge des Dichtungsdrucks stattfindende Abbremsung der sich daraus ergebende Verschleiß nicht unbeträchtlich.In order to ensure that the drill part enclosed by the flushing head you have the same square or polygonal profile as the drill insert end Annular seals proposed, the passage of which corresponds to the profile of the drill shank is adapted to rotate with the drill to with their outward facing To seal the legs of their U-profile on the inside wall of the flushing head. As with this arrangement the water entering the profile probably 'the legs, but not that on the drill shaft able to deform the adjacent part; become anpressang the Sealing rings on the drill shaft used leaf springs that make the seals ring-shaped enclose. By using the additional springs, however, the installation of the Sealing rings in the one-piece flushing head and the insertion of the The drill shaft into the sealing rings compressed to the smallest passage extremely difficult, as on the other hand with existing differences in the Dimensions of the drill shank and, if the sealing rings are worn, the contact pressure also easily gets too high or too low. Beyond that, however, is through the taking place on the largest diameter of the sealing rings due to the sealing pressure Braking the resulting wear is not inconsiderable.

Man hat zwar schon auf andere Weise eine einwandfreie Abdichtung solcher Spülköpfe angestrebt, indem schlauchartig ausgebildete, elastische Abdichtungsringe verwendet werden, die auf Grund ihres ursprünglich runden O_uerschnitts einen zum Durchmesser des Bohrerschaftes kleineren Innendurchmesser besitzen, so daß sie beim Einführen des Bohrerschaftes in ihrem Querschnitt derart verformt werden, daß sie sich der etwa rechteckigen Form der Ringnuten anpassen. Die durch dieseVerformungschon gegebene dichte Anlage gegen den Schaft des Bohrers kann noch dadurch unterstützt werden, daß der Innenraum der Schläuche durch Kanäle mit der Spülmittelzuleitung in Verbindung gebracht wird. Die durch diese Verformung erzeugte Grunddichtung hat aber den Nachteil, daß von vornherein die Anpressung und damit der Verschleiß beträchtlich ist. Um diesen wieder !, auszugleichen, müssen die Schläuche verhältnismäßig dick ausgebildet werden, so daß im' Zusammenhang mit der schlauchförmig geschlossenen Form wieder der Einfluß des Aufblasens durch den Wasserdruck gering ist; die Vordichtung durch die Verformung und die Nachdichtung durch das Aufblasen stehen hier also in einem gewissen Widerspruch.It is true that such a system can be properly sealed in another way Aimed for flushing heads by hose-like, elastic sealing rings are used, which due to their originally round cross-section Diameter of the drill shank have smaller inner diameter, so that they when Insertion of the drill shaft are deformed in their cross section so that they adapt to the roughly rectangular shape of the ring grooves. Due to this deformation already given tight contact against the shaft of the drill can still be supported thereby that the interior of the hoses through channels with the detergent supply line is associated. The basic seal created by this deformation has but the disadvantage that from the outset the pressure and thus the wear are considerable is. To compensate for this again, the hoses must be relatively thick be formed so that in 'connection with the tubular closed Shape again the influence of inflation by the water pressure is low; the pre-seal due to the deformation and the resealing due to the inflation are here in a certain contradiction.

Die Erfindung greift auf die erstbeschriebene Bauart solcher Spülköpfe in dem Sinne zurück, daß das Einführen des Bohrerschaftes ohne Verformen der Gummidichtungen erfolgt, so daß hier die Dichtung lediglich durch den Wasserdruck bewirkt wird. Um aber die erwähnte Erscheinung zu beseitigen, daß mit Einsetzen des Wasserdrucks das Wasser zwischen der Dichtung und dem Bohrerschaft hindurchtreten kann, womit das Anpressen durch den Wasserdruck mindestens beeinträchtigt wird, ist die an dem Bohrerschaft anliegende Innenseite des Dichtungsringes mit Eindrehungen versehen, die nach Art einer Labyrinthdichtung zusammenwirken, dergestalt, rlaß jedenfalls -der auf die U-förmig offene' fsußenfläche der Dichtüngsririge frei zur Einwirkung gebrachte Wasserdruck das Übergewicht erhält und damit die endgültige Dichtung einwandfrei herstellt.The invention makes use of the first-described design of such flushing heads back in the sense that inserting the drill shaft without deforming the rubber seals takes place, so that here the seal is only effected by the water pressure. But in order to eliminate the phenomenon mentioned, that with the onset of water pressure the water can pass between the seal and the drill shaft, with which the pressing is at least impaired by the water pressure, is the one on the Provide the drill shank with grooves on the inside of the sealing ring, which work together in the manner of a labyrinth seal, in any case -the U-shaped open 'foot surface of the sealing ring free to act The water pressure that is applied maintains the excess weight and thus the final seal is flawless manufactures.

In den beiliegenden Zeichnungen, sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes in Längsschnitten durch den Spülkopf in den Abb. i, 2 und 3 wiedergegeben.In the accompanying drawings, are various embodiments of the subject matter of the invention in longitudinal sections through the flushing head in Figs. i, 2 and 3 reproduced.

Der Schaft io des Einsteckendes i i des Bohrers i2 greift durch den geschlossenen Spülkopf 13, dem das zum Spülen benutzte Wasser durch den Anschluß 14 zugeführt wird, um unter Vermittlung der Ringnut il durch die Ouerbohrung 16 in die Längsbohrung 17 des Bohrers einzutreten. In ringförmigen Ausdrehungen des Spülkopfes liegen nun die Dichtungen 18, die einen nach außen offenem U-förmigen Querschnitt besitzen, deren Hohlraum durch die Bohrungen i9 von dem Wasserdruck unmittelbar beaufschlagt wird. Auf der Innenfläche besitzen die Dichtungsringe i8 die Eindrehungen 2o, die im Sinne einer Labyrinthdiehtung hintereinandergeschaltet sind: Da die Dichtungsringe 18 den Durchmesser des Schaftendes io aufweisen, so besteht zunächst beim jeweiligen Einführen des Schaftendes in den Spülkopf keine Gefahr des Verwürgens. Wenn die einzelnen zwischen den Ausnehmungen 2o vorspringenden Ringteile dabei zunächst etwas verdrückt werden, so federn sie doch wieder in ihre Regellage zurück. Da nun aber damit beim Daraufsetzen des Wasserdrucks keine Dichtungsvorspannung der Ringe i8 gegenüber dem Schaftende io besteht' oder doch nur eine solche in der Höhe der bekannten Stulpdichtungen, so wird durch die Labyrinthdichtung 2o die Gewähr dafür geschaffen, daß von vornherein der Durchtrittsweg für das Wasser zwischen den Dichtungsringen und dem Bohrerschaft abg°_-sperrt bzw. wenigstens in dem Maße erschwert ist, daß der auf ,den U-förmigen Umfang der Gummidichtung zur-Einwirkung gelangende Wasserdruck die Überhand gewinnt, um so die Dichtungsringe überhaupt und damit vollends anpressen zu können.The shank io of the insertion end ii of the drill i2 engages through the closed rinsing head 13, to which the water used for rinsing is fed through the connection 14 to enter the longitudinal bore 17 of the drill through the outer bore 16 through the annular groove il. The seals 18, which have an outwardly open U-shaped cross section, the cavity of which is directly acted upon by the water pressure through the bores 19, now lie in the annular recesses of the flushing head. On the inner surface, the sealing rings i8 have the indentations 2o, which are connected one behind the other in the sense of a labyrinth dowel: Since the sealing rings 18 have the diameter of the shaft end io, there is initially no risk of entanglement when the shaft end is inserted into the flushing head. If the individual ring parts protruding between the recesses 2o are initially pressed a little, they spring back into their normal position. But since there is no sealing bias of the rings i8 against the shaft end io when the water pressure is applied, or only at the same level as the known face seals, the labyrinth seal 2o ensures that the passage for the water is ensured from the outset between the sealing rings and the drill shank ab ° _-locks or is at least made more difficult to the extent that the water pressure acting on the U-shaped circumference of the rubber seal gains the upper hand in order to press the sealing rings on at all and thus completely can.

Dabei ist auch infolge Vermeidens einer von vornherein notwendigen Verformung der Dichtungsringe ihre Abnutzung herabgesetzt, wie auch auf Grund ihrer Gestaltung einerseits und der zulässigen geringen Abmessungen anderseits in Verbindung mit dem U-förmig offenen; unmittelbar unter den Wasserdruck gesetzten Ouerschnitt wieder die Anpressung durch den Wasserdruck begünstigt wird, so daB auch nach eingetretener Abnutzung die Dichtung gewährleistet bleibt. Die Ausführungsformen nach Abb: 2 und 3 unterscheiden sich lediglich durch die Form der Dichtungsringe: Während in der Abb. i die vorspringenden Ringteile bzw.. Ringstege der Labyrinthdichtung eine verhältnismäßig geringe radiale Höhe haben, ist letztere bei der Form nach Abb. a derart vergrößert, daß die Ringstege nach. ihrer Anpressung an den Bohrerschaft io mit diesem die beim Bohren infolge der Kolbenschläge, in Achsrichtung auftretenden Relativbewegungen zum Spülkopfgehäuse 13 frei mitmachen, wobei die Stege also pendelartige Bewegungen ausführen. Zur Ermöglichung dieser Bewegungen haben die außen liegenden Ringstege der Dichtungen 18 in der Abb. 2 im Gegensatz zu der Abb. i keine unmittelbare Anlage an das Spülkopfgehäuse 13, sondern liegen etwa um das Maß eines halben Pendelausschlages seitlich frei. Durch diese Formgebung wird der wichtige Vorteil erreicht, daß die durch die Kolbenschläge hervorgerufenen ruckartigen Hinundherbewegungen des Bohrers auf den Verschleiß der Dichtungen keinen Einfluß haben, wodurch ihre Lebensdauer gegenüber allen Dichtungen mit festliegenden Dichtungsflächen wesentlich erhöht wird. Die Dichtungen gemäß Abb. i haben wohl bereits denselben Vorteil, allerdings in geringerem Maße, da die äußeren-Stege einseitig festliegen und die Stege im ganzen weniger weit pendeln können.At the same time, as a result of avoiding a deformation of the sealing rings which is necessary from the outset, their wear is reduced, as well as due to their design on the one hand and the permissible small dimensions on the other hand in connection with the U-shaped open; When the cross-section is placed directly under the water pressure, the pressure is again favored, so that the seal is guaranteed even after wear and tear has occurred. The embodiments according to fig. 2 and 3 differ only in the shape of the sealing rings: while in fig. I the protruding ring parts or ring webs of the labyrinth seal have a relatively small radial height, the latter is so enlarged in the form according to fig that the ring ridges after. their pressing against the drill shank io with this freely participate in the relative movements to the flushing head housing 13 occurring during drilling as a result of the piston blows in the axial direction, the webs thus executing pendulum-like movements. To enable these movements, the outer ring webs of the seals 18 in FIG. 2, in contrast to FIG. This shape has the important advantage that the jerky back and forth movements of the drill caused by the piston blows have no influence on the wear of the seals, which significantly increases their service life compared to all seals with fixed sealing surfaces. The seals according to Fig. I probably already have the same advantage, but to a lesser extent, since the outer webs are fixed on one side and the webs as a whole cannot oscillate as far.

Eine weitere Abart der Dichtungsringe ist in Abb. 3 dargestellt. Ein oder mehrere Ririgstege stehen derart spiegelgleich schräg zum Bohrerscha;ft io, daß beim Daraufsetzen des Spülmitteldruckes das auf die Stege wirkende Biegungsrnöment im Sinne einer zusätzlichen Abdichtung wirksam wird; hier liegt gewissermaßen eine vereinigte Labyrinth- und Stulpdichtung vor.Another variant of the sealing rings is shown in Fig. 3. A or several Ririgstege are in such a mirror-like manner diagonally to the drill shaft; ft io, that when the flushing agent pressure is applied, the bending mechanism acting on the webs becomes effective in the sense of an additional seal; here, in a sense, lies one combined labyrinth and faceplate seal.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Flushing head for rock drill hammers or machines with soft seals of U-shaped section, which are inflated by the pressure of the water used for flushing and are accommodated in annular recesses of the uniform flushing head, characterized in that the outwardly open cross-section and here the direct action of the Sealing rings (i8) exposed to water pressure are provided with annular recesses (ao) acting in the manner of a labyrinth (pre) seal on their inner jamb.

2. rinsing head according to claim i, characterized in that the annular webs are formed by a correspondingly long design between the recesses (2o) and their backing away from the side walls of the annular Turning out the flushing head they are enabled, the one caused by the piston blows to follow jerky back and forth movements of the drill.

3. Rinsing head according to claims i and z, characterized in that one or more ring webs are mirrored at an angle to the drill shaft in the opposite direction to the direction in which the flushing agent emerges are that the detergent pressure provides an additional seal in the sense of a faceplate seal causes.