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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Puffermechanismus einer hydraulischen
Schlagvorrichtung, etwa eines Gesteinsbohrers, einer Brecheinrichtung
und dergleichen, wobei die hydraulische Schlagvorrichtung das Zerbrechen
des Gesteins ausführt,
indem sie ein Werkzeug, wie etwa ein Gestänge, ein Meißel oder
dergleichen, mit einem Schlag beaufschlagt.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND
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Bei
einem Gesteinsbohrer, der in 2 gezeigt
ist, wird z. B. ein Einsteckgestänge 2 in
einen vorderen Endabschnitt eines Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1 eingesetzt
und ein Gestänge 22 mit
einer daran angebrachten Bohrkrone 21 zum Bohren wird über eine
Muffe 23 mit dem Einsteckgestänge 2 verbunden. Wenn
ein Schlagkolben 31 eines Schlagmechanismus 3 des
Gesteinsbohrers das Einsteckgestänge 2 mit
einem Schlag beaufschlagt, wird die Schlagenergie von dem Einsteckgestänge 2 durch das
Gestänge 22 an
die Bohrkrone 21 übertragen und
die Bohrkrone 21 zerbricht das Gestein R, welches das zu
zerbrechende Objekt darstellt, durch die Beaufschlagung mit dem
Schlag.
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Da
die reflektierte Energie Er zu diesem Zeitpunkt von der Bohrkrone 21 über das
Gestänge 22 und
das Einsteckgestänge 2 an
den Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 übertragen
wird, wird der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 durch die reflektierte
Energie Er einmalig zurückgezogen.
Nachdem dann der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 durch den Vorschub eines
Vorschubmechanismus (nicht gezeigt) um eine Stoßlänge der Beaufschlagung durch
einen Schlag vorgeschoben wurde, erfolgt die Beaufschlagung mit dem
nächsten
Schlag durch den Schlagmechanismus 3. Die Bohrarbeit wird
durch Wiederholen dieses Hubs ausgeführt.
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Ein
herkömmlicher
Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 ist,
wie in 6 gezeigt ist, mit einer Spannfutter-Antriebseinrichtung 12,
um das Einsteckgestänge 2 über ein
Spannfutter 11 zu drehen, versehen und eine Buchse 13 der
Spannfutter-Antriebseinrichtung,
die an einem hinteren Endabschnitt 2b mit größerem Durchmesser
des Einsteckgestänges 2 anstößt, ist
in die Spannfutter-Antriebseinrichtung 12 eingesetzt. Diese
Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung überträgt dann,
wenn an dem Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 ein Vorschub
in Vorwärtsrichtung
ausgeübt
wird, diesen Vorschub an das Einsteckgestänge 2 und zum Zeitpunkt
der Beaufschlagung mit dem Schlag wird die von der Bohrkrone 21 reflektierte
Energie Er ebenfalls von dem Einsteckgestänge 2 über die
Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung an den Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 übertragen.
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Wenn
diese reflektierte Energie Er durch die Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung
direkt an den Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 übertragen wird,
besteht die Gefahr, dass in dem Gesteinsbohrer infolge dieses Schlags
Schäden
bewirkt werden. Demzufolge sind, wie in 7 gezeigt
ist, einige Gesteinsbohrer an der Rückseite der Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung
mit einem Dämpfungskolben 50 als
ein Puffermechanismus zum Puffern der reflektierten Energie Er versehen.
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Das
Dokument EP-A-389 454 offenbart eine Vorrichtung in Schlagmaschinen
zum Bohren, die eine Muffe und einen Kolben, die gleitfähig in einem Maschinengehäuse angeordnet
sind, um eine Gruppe von Gestängen
zusammenzuhalten und um den Rückstoß von der
Gruppe von Gestängen
zu dämpfen.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 nach
einer Beaufschlagung mit einem Schlag einmalig zurückgezogen
und nachdem er durch den Vorschub um die Stoßlänge einer Beaufschlagung mit
einem Schlag vorgeschoben wurde, muss der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 die
nächste
Beaufschlagung mit einem Schlag ausführen. Nachdem der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 einmalig
zurückgezogen
wurde, ist es also erforderlich, dass er rasch um die Stoßlänge einer
Beaufschlagung mit einem Schlag vorgeschoben wird, bevor der nächste Schlag
erfolgt.
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Wenn
der Vorschub unzureichend ist, ist die Position des Einsteckgestänges 2 nicht
eindeutig bestimmt, wie in 8 gezeigt
ist, da die Bohrkrone 21 von dem Gestein R beabstandet
ist, die Schlagenergie des Schlagkolbens 31 wird nicht
an das Gestein R übertragen
und die Brucharbeit wird nicht ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird
nahezu die gesamte Schlagenergie zur reflektierten Energie Er und
kehrt zum Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 zurück, so dass nicht
nur der Verschleiß an
Werkzeugen, wie etwa das Gestänge 22,
die Bohrkrone 21, die Muffe 23 usw., größer wird,
sondern außerdem
an dem Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 eine
starke Rückzugskraft
ausgeübt
wird, die eine weitere Verzögerung des
Vorschubs für
die nächste
Beaufschlagung mit einem Schlag bewirkt.
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Die
Stärke
der reflektierten Energie, die von der hydraulischen Schlagvorrichtung
empfangen wird, ist jedoch gewöhnlich
für jede
Beaufschlagung mit einem Schlag unterschiedlich und demzufolge ist der
Rückzugsbetrag
der hydraulischen Schlagvorrichtung bei starken Schwankungen in
Abhängigkeit von
der Art des Gesteins nicht gleichförmig. Ferner wird der Rückzugskraft
eine Reaktionskraft der hydraulischen Schlagvorrichtung infolge
des Vorschubs und des Zurückziehens
des Schlagkolbens hinzugefügt.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
der herkömmlichen
hydraulischen Schlagvorrichtung ist es unmöglich, Schwankungen der reflektierten
Energie und des Rückzugbetrags
in geeigneter Weise zu bewältigen
und gelegentlich wird eine Verzögerung
in der Vorschubbewegung für die
nächste
Beaufschlagung mit einem Schlag bewirkt. Diese Verzögerung bei
der Vorschubbewegung kann nicht bewältigt werden, indem lediglich
die Gruppe von Gestängen
zusammengehalten und die reflektierte Energie gepuffert wird.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die oben erwähnten
Probleme in der hydraulischen Schlagvorrichtung und schafft eine
hydraulische Schlagvorrichtung, bei der die vom Werkzeug reflektierte
Energie an die hydraulische Schlagvorrichtung übertragen wird, indem sie durch
einen Öldruck
gepuffert wird, um dadurch Beschädigungen
zu verringern, wobei gleichzeitig selbst dann, wenn der Vorschub
zu einer vorgegebenen Position des Vorrichtungshauptkörpers der
hydraulischen Schlagvorrichtung vor der nächsten Beaufschlagung mit einem
Schlag nicht erreicht werden kann, nachdem die hydraulische Schlagvorrichtung
zurückgezogen
wurde, ein Vorschub in der Weise ausgeführt werden kann, dass das Werkzeug
mit dem Gestein in Kontakt gelangt und die Beaufschlagung mit den
Schlag erfolgen kann, um dadurch den Wirkungsgrad der Beaufschlagung
mit einem Schlag zu verbessern.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sind in der hydraulischen Schlagvorrichtung,
die einen Schlagmechanismus zum Beaufschlagen eines Werkzeugs mit
einem Schlag und ein Übertragungselement
zum Übertragen
des Vorschubs auf das Werkzeug, der auf eine zu zerbrechende Objektseite
angewendet wird, enthält,
an der hinteren Seite des Übertragungselements
ein vorderer Dämpfungskolben,
der einen Schub besitzt, der kleiner ist als der des Vorrichtungshauptkörpers der
hydraulischen Schlagvorrichtung, und ein hinterer Dämpfungskolben,
der einen Schub besitzt, der größer ist
als der des Vorrichtungshauptkörpers,
vorgesehen, um einen Puffermechanismus zu bilden, um dadurch die
oben erwähnten
Probleme zu lösen.
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Bei
der hydraulischen Schlagvorrichtung schlägt dann, wenn der Schlagmechanismus
das Werkzeug mit dem Schlag beaufschlagt, das Werkzeug gegen das
zu zerbrechende Objekt, um es zu zerbrechen.
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Da
zu diesem Zeitpunkt die reflektierte Energie von dem Werkzeug über das Übertragungselement
an die hydraulische Schlagvorrichtung übertragen wird, wird die hydraulische
Schlagvorrichtung zunächst
einmalig zurückgezogen,
und nachdem die hydraulische Schlagvorrichtung um eine Stoßlänge von
einer Beaufschlagung mit einem Schlag infolge des darauf angewendeten
Vorschubs vorgeschoben wurde, führt
der Schlagmechanismus die nächste Beaufschlagung
mit einem Schlag aus.
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Da
dabei die von dem Werkzeug reflektierte Energie durch das Zurückziehen
des vorderen Dämpfungskolbens
und des hinteren Dämpfungskolbens
gepuffert wird, werden Beschädigungen
des Vorrichtungshauptkörpers
und des Werkzeuges der hydraulischen Schlagvorrichtung verringert.
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Da
der Schub des hinteren Dämpfungskolbens
größer ist
als der Vorschub des Vorrichtungshauptkörpers der hydraulischen Schlagvorrichtung, werden
der vordere Dämpfungskolben
und der hintere Dämpfungskolben
schnell zu einer vorgegebenen vorderen Endposition des hinteren
Dämpfungskolbens
vorgeschoben. Obwohl der Schub des vorderen Dämpfungskolbens kleiner ist
als der Vorschub des Vorrichtungshauptkörpers, da die Masse des Übertragungselements
und des Werkzeugs viel kleiner ist als die des Vorrichtungshauptkörpers der
hydraulischen Schlagvorrichtung, ist es daraufhin möglich, nur
das Übertragungselement
und das Werkzeug durch den vorderen Dämpfungskolben weiter vorzuschieben.
Demzufolge wird selbst dann, wenn der Vorschub der hydraulischen
Schlagvorrichtung unzureichend ist und der Vorrichtungshauptkörper nicht bis
zu einer vorgegebenen Position vor der nächsten Beaufschlagung mit einem
Schlag vorgeschoben werden kann, nachdem der Vorrichtungshauptkörper einmalig
zurückgezogen
wurde, das Werkzeug in einen Kontaktzustand mit dem Gestein gebracht
und die nächste
Beaufschlagung mit einem Schlag kann ausgeführt werden. Dadurch ist die
Wirksamkeit der Schlagbeaufschlagung verbessert.
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Wie
oben festgestellt wurde, wird in dem Puffermechanismus der erfindungsgemäßen hydraulischen
Schlagvorrichtung die von dem Werkzeug reflektierte Energie an die
hydraulische Schlagvorrichtung übertragen,
wobei sie durch Öldruck
gepuffert wird, um Beschädigungen
zu verringern, und gleichzeitig kann selbst dann, wenn der Vorschub
der hydraulischen Schlagvorrichtung unzureichend ist und der Vorrichtungshauptkörper vor
der nächsten
Beaufschlagung mit einem Schlag nicht zu einer vorgegebenen Position
vorgeschoben werden kann, nachdem der Vorrichtungshauptkörper einmalig
zurückgezogen
wurde, das Werkzeug zu einer Kontaktposition mit dem Gestein vorgeschoben
werden und die nächste
Beaufschlagung mit einem Schlag kann ausgeführt werden, so dass die Wirksamkeit
der Schlagbeaufschlagung verbessert werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Längsschnittansicht
eines Puffermechanismus eines Gesteinsbohrers, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Darstellung zur Erläuterung des
grundsätzlichen
Aufbaus des Gesteinsbohrers;
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3 ist
eine Darstellung zur Erläuterung der
Funktionsweise des Puffermechanismus;
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4 ist
eine Darstellung zur Erläuterung
einer Beziehung zwischen einer Position zur Beaufschlagung mit einem
Schlag und einer Kolbengeschwindigkeit;
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5 ist
eine Längsschnittansicht
des Puffermechanismus, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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6 ist
eine Darstellung zur Erläuterung des
inneren Aufbaus eines herkömmlichen
Gesteinsbohrers;
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7 ist
eine Darstellung zur Erläuterung des
inneren Aufbaus eines herkömmlichen
Gesteinsbohrers; und
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8 ist
eine Darstellung zur Erläuterung der
Funktionsweise eines herkömmlichen
Gesteinsbohrers.
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BESTE ART
ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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Eine
Art zum Ausführen
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Dabei
ist der grundlegende Aufbau eines Gesteinsbohrers gleich dem des
herkömmlichen
Gesteinsbohrers und wie in 2 gezeigt
ist, wird ein Einsteckgestänge 2 in
einen vorderen Endabschnitt des Vorrichtungshauptkörpers 1 eingesetzt
und ein Schlagmechanismus 3 zum Beaufschlagen des Einsteckgestänges 2 mit
einem Schlag ist an der hinteren Seite des Einsteckgestänges 2 vorgesehen.
Ein Gestänge 22 mit
einer daran angebrachten Bohrkrone 21 zum Bohren ist über eine
Muffe 23 mit dem Einsteckgestänge 2 verbunden.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 mit
einer Spannfutter-Antriebseinrichtung 12 versehen, um das
Einsteckgestänge 2 über ein
Spannfutter 11 zu drehen, und in die Spannfutter-Antriebseinrichtung 12 ist
eine Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung eingepasst,
die gegen einen hinteren Endabschnitt 2b mit großem Durchmesser
anstößt. Ein
vorderer Dämpfungskolben 4 und
ein hinterer Dämpfungskolben 5 sind
an einer hinteren Seite der Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung
vorgesehen und bilden einen Puffermechanismus.
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Der
hintere Dämpfungskolben 5 ist
ein zylindrischer Kolben, der einen Ölweg 51 besitzt, der
die Außenseite
mit der Innenseite verbindet, wobei der hintere Dämpfungskolben 5 so
angebracht ist, dass er zwischen einem mittleren Stufenabschnitt 14 und einem
hinteren Stufenabschnitt 15, die in dem Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 ausgebildet
sind, gleitend hin und her bewegt werden kann und durch Öldruck einer Ölkammer 52 des
hinteren Dämpfungskolbens
mit einem Vorwärtsschub
beaufschlagt werden kann.
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Der
vordere Dämpfungskolben 4 ist
ein zylindrischer Kolben mit einem großen Außendurchmesser an einem vorderen
Endabschnitt und einem kleinen Durchmesser an seinem hinteren Abschnitt,
wobei der Abschnitt mit kleinem Durchmesser in den hinteren Dämpfungskolben 5 so
eingesetzt ist, dass er gleitend hin und her bewegt werden kann,
wobei ein Bereich zur Hin- und Herbewegung zwischen einem vorderen
Stufenabschnitt 16, der in dem Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 ausgebildet
ist, und einer vorderen Stirnfläche 5f des
hinteren Dämpfungskolbens 5 begrenzt
ist. Eine Ölkammer 42 des
vorderen Dämpfungskolbens
ist zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des
vorderen Dämpfungskolbens 4 und
einer inneren Umfangsoberfläche
des hinteren Dämpfungskolbens 5 ausgebildet
und sein Öldruck beaufschlagt
den vorderen Dämpfungskolben 4 mit einem
Vorwärtsschub.
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Die Ölkammer 42 des
vorderen Dämpfungskolbens
steht mit der Ölkammer 52 des
hinteren Dämpfungskolbens
und mit dem Ölweg 51 in
Verbindung und die Ölkammer 52 des
hinteren Dämpfungskolbens
steht mit einem Akkumulator 6 zur Pufferung in Verbindung.
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Wie
in 3 gezeigt ist, beträgt der Außendurchmesser des vorderen
Dämpfungskolbens 4 an dem
vorderen Abschnitt der Ölkammer 42 des
vorderen Dämpfungskolbens
D1 und beträgt
an dem hinteren Abschnitt D2 und unter der Voraussetzung, dass der Öldruck der Ölkammer 42 des
vorderen Dämpfungskolbens
P ist, wird der Vorschub F4, mit dem der vordere Dämpfungskolben 4 durch
die Ölkammer 42 beaufschlagt
wird, ausgedrückt
durch F4 = η(D1 2 – D2 2)P
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Der
Außendurchmesser
des hinteren Dämpfungskolbens 5 beträgt an dem
vorderen Abschnitt der Kammer 52 des hinteren Dämpfungskolbens
D3 und an dem hinteren Abschnitt D4, und da der Öldruck der Ölkammer 52 des hinteren
Dämpfungskolbens
gleich dem Druck P der Kammer 42 des vorderen Dämpfungskolbens
ist, wird der Vorschub F5, mit dem der hintere Dämpfungskolben 5 durch
die Ölkammer 52 beaufschlagt
wird, ausgedrückt
durch F5 = η(D3 2 – D4 2)P
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Dabei
wird angenommen, dass der Vorschub F1, mit dem der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 durch die Ölkammer 52 beaufschlagt
wird, so eingestellt ist, dass er die folgende Beziehung erfüllt F4 < F1 < F5
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Normalerweise
beträgt
der Vorschub F1, der auf den Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 ausgeübt wird,
etwa 1 t und ist im Fall einer Spezifikation mit starkem Schlag
größer als
1 t. Das Verhältnis
der Vorschubkräfte
ist gemäß der folgenden
Beziehung eingestellt F4 : F1 : F5 = 1 : 2 :
3
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Wenn
bei der Gesteinsbohrtätigkeit
der Schlagkolben 31 des Schlagmechanismus 3 an
dem Einsteckgestänge 2 anschlägt, wird
die Schlagenergie von dem Einsteckgestänge 2 über das
Gestänge 22 an
die Bohrkrone 21 übertragen
und die Bohrkrone 21 schlägt auf das Gestein R, welches
das zu zerbrechende Objekt darstellt, und zerbricht dieses.
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Die
reflektierte Energie Er wird zu diesem Zeitpunkt über das
Gestänge 22,
das Einsteckgestänge 2 und
die Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung an den
vorderen Dämpfungskolben 4 und
den hinteren Dämpfungskolben 5 übertragen, wobei
der hintere Dämpfungskolben 5,
der sich an einer Referenzposition anliegend an den mittleren Stufenabschnitt 14 des
Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1 befindet,
zusammen mit dem vorderen Dämpfungskolben 4 zurückgezogen
wird, während
eine Pufferung durch den Öldruck
in der Ölkammer 52 des
hinteren Dämpfungskolbens
zu einer Position erfolgt, in der der hintere Dämpfungskolben 5 an
dem hinteren Stufenabschnitt 15 anstößt, so dass die reflektierte Energie
Er an den Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 übertragen
wird.
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Da
auf diese Weise die reflektierte Energie Er, die von dem Einsteckgestänge 2 an
die Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung übertragen wird,
durch das Zurückziehen
des vorderen Dämpfungskolbens 4 und
des hinteren Dämpfungskolbens 5 gepuffert
wird, werden Beschädigungen
des Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1 sowie
der Bohrkrone 21, des Gestänges 22 und des Einsteckgestänges 2 verringert.
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Der
Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 wird durch
die an ihn übertragene
reflektierte Energie Er einmalig zurückgezogen. Da der Vorschub
F5, der durch die Ölkammer 52 des
hinteren Dämpfungskolbens
an dem hinteren Dämpfungskolben 5 ausgeübt wird,
größer ist
als der Vorschub F1, der an dem Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 ausgeübt wird,
schiebt der hintere Dämpfungskolben 5 den
vorderen Dämpfungskolben 4,
die Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung und das
Einsteckgestänge 2 zurück, bewegt
sich vorwärts
und hält
an der Referenzposition, an der die vordere Stirnfläche 5f des
hinteren Dämpfungskolbens
gegen den mittleren Stufenabschnitt 14 des Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1 stößt.
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Die
Zeit T, die für
ein feststehendes Objekt mit der Masse M erforderlich ist, um sich über eine Strecke
S durch eine daran wirkende Kraft F zu bewegen, wird bei einer angenommenen
Beschleunigung a durch die folgende Bewegungsgleichung ausgedrückt: F = aM S = aT2/2Somit
gilt T = (2MS/F)1/2
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Im
Allgemeinen ist die Masse M1 des Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1 10-
bis 30-mal so groß wie die
Gesamtmasse M2 aus vorderem Dämpfungskolben 4,
Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung, Einsteckgestänge 2,
Muffe 23, Gestänge 22 und
Bohrkrone 21, wohingegen der Vorschub F1 des Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1 lediglich
etwa das Zweifache des Vorschubs F4 des vorderen Dämpfungskolbens 4 ist,
wie oben festgestellt wurde.
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Das
Verhältnis
zwischen der Zeit T1, die der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 für eine Bewegung über die
Strecke S benötigt,
und der Zeit T2, die der vordere Dämpfungskolben 4 für eine Bewegung über die
Strecke S benötigt,
während
er die Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung, das
Einsteckgestänge 2,
die Muffe 23, das Gestänge 22 und
die Bohrkrone 21 verschiebt, wird folgendermaßen ausgedrückt:
Unter
der Voraussetzung M1 = 20 M2 F1
= 2 F4gilt T1/T2 = (10)1/2 =
3,16
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Der
vordere Dämpfungskolben 4 bewegt sich
demzufolge, nachdem der hintere Dämpfungskolben 5 angehalten
wurde, wie in 3 gezeigt ist, weg von dem hinteren
Dämpfungskolben 5 und
wird vorgeschoben, bis die Bohrkrone 21 das Gestein R erreicht,
während
er die Buchse 13 der Spannfutter-Antriebseinrichtung und
das Einsteckgestänge 2 mit
einer größeren Geschwindigkeit
schiebt als die Vorwärtsbewegung
des Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1 erfolgt.
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Daraufhin
schiebt sich der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 um eine Stoßlänge eines
Schlags infolge des darauf ausgeübten
Vorschubs F1 vor. Nachdem die Bohrkrone 21 das Gestein
R erreicht hat, wird der vordere Dämpfungskolben 4 zurückgeschoben,
bis der vordere Dämpfungskolben 4 an dem
hinteren Dämpfungskolben 5 anstößt, da der Vorschub
F1 größer ist
als der Vorschub F4 des vorderen Dämpfungskolbens 4.
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Anschließend führt der
Schlagmechanismus 3 die nächste Beaufschlagung mit einem
Schlag aus. Die Bohrtätigkeit
wird durch Wiederholen dieses Hubs ausgeführt.
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Selbst
dann, wenn die reflektierte Energie Er außergewöhnlich groß ist und das Vorschieben des Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1 verzögert erfolgt, wird
die Schlagenergie ausschließlich
zum Zerbrechen verbraucht, da die Bohrkrone 21 infolge
der Vorschiebens des vorderen Dämpfungskolbens 4 an dem
Gestein R in Kontakt ist, wodurch die Schlagwirksamkeit verbessert
wird.
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Da
die außergewöhnlich große reflektierte Energie
Er nicht erzeugt wird, wenn die Schlagenergie zum Zerbrechen verbraucht
wird, wird der Betrag des Zurückziehens
des Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1 klein
und anschließend
kann ein normales Vorschieben sichergestellt werden.
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Um
bei dem Schlagmechanismus 3 eine große Schlagenergie zu erhalten,
muss die Beschleunigung zum Vorschieben des Schlagkolbens 31 vergrößert und
die Auftreffgeschwindigkeit muss auf einen großen Wert gebracht werden. Die
Reaktionskraft, die mit der Beschleunigung zum Vorschieben des Schlagkolbens 31 verbunden
ist, wird von dem Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 aufgenommen.
Da diese Reaktionskraft vor dem Schlagzeitpunkt erzeugt wird, sollte
die Reaktionskraft kleiner sein als der Vorschub, der auf den Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 ausgeübt wird.
Wenn diese Reaktionskraft größer ist
als der Vorschub des Gesteinsbohrer-Hauptkörpers 1, wird der
Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 eine
Beschleunigungskraft an der Rückzugsseite während der
Zeitperiode aufnehmen, in der die Reaktionskraft erzeugt wird, und
der Gesteinsbohrer-Hauptkörper 1 wird
vor der Beaufschlagung mit einem Schlag geringfügig zurückgezogen, selbst wenn die
Bohrkrone 21 bereits in eine Position vorgeschoben wurde,
in der sie mit dem Gestein R in Kontakt ist. Selbst in diesem Fall
kann die Bohrkrone 21 durch das Vorschieben des vorderen
Dämpfungskolbens 4 in
einer Position gehalten werden, in der sie mit dem Gestein R in
Kontakt ist.
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Wenn
der vordere Endabschnitt der Bohrkrone 21 auf eine Lehmschicht
oder einen Hohlraum trifft, bei denen keine große Schlagkraft erforderlich ist,
und die Bohrkrone 21 und das Gestänge 2 durch den Vorschub
F4 des vorderen Dämpfungskolbens 4 vorgeschoben
werden, beaufschlagt der Schlagkolben 31 das Einsteckgestänge 2 mit
einem Schlag an einer Schlagbeaufschlagungsposition, an der das Einsteckgestänge 2 durch
den vorderen Dämpfungskolben 4 über die
in 1 gezeigte Referenzposition hinaus vorgeschoben
wird.
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Wie
in 4 gezeigt ist, befindet sich bei dieser Schlagposition
der Schlagkolben 31 in einem Verzögerungsbereich und da die Kolbengeschwindigkeit verringert
ist und die Schlagkraft auf einen leichten Schlag verringert ist,
kann mit einer Schlagkraft gebohrt werden, die für einen weichen Abschnitt,
wie etwa eine Lehmschicht oder dergleichen, geeignet ist.
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5 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
des Puffermechanismus der hydraulischen Schlagvorrichtung der vorliegenden
Erfindung zeigt. Bei dieser Ausführungsform
ist an Stelle der Ölkammer 42 des
vorderen Dämpfungskolbens
zwischen dem vorderen Dämpfungskolben 4 und
dem hinteren Dämpfungskolben 5 eine
Luftkammer 43 des vorderen Dämpfungskolbens 4 ausgebildet,
so dass ein Luftdruck zum Blasen für den Vorschub des vorderen
Dämpfungskolbens 4 verwendet wird.
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INDUSTRIELLE
NUTZUNG
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Wie
oben beschrieben wurde, wird der Puffermechanismus der hydraulischen
Schlagvorrichtung der vorliegenden Erfindung vorteilhaft für einen Gesteinsbohrer,
eine Brecheinrichtung und dergleichen zum Zerbrechen von Gestein
und dergleichen verwendet, indem ein Werkzeug, wie etwa ein Gestänge, ein
Meißel
usw., mit einem Schlag beaufschlagt wird.