DE7246553U - Hydraulic control device for moving a working piston, in particular for a hammer drill for drilling earth or rock - Google Patents

Hydraulic control device for moving a working piston, in particular for a hammer drill for drilling earth or rock

Info

Publication number
DE7246553U
DE7246553U DE7246553U DE7246553DU DE7246553U DE 7246553 U DE7246553 U DE 7246553U DE 7246553 U DE7246553 U DE 7246553U DE 7246553D U DE7246553D U DE 7246553DU DE 7246553 U DE7246553 U DE 7246553U
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control
control device
inner cylinder
piston
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE7246553U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KLEMM G SPEZIALUNTERNEHMEN fur BOHRTECHNIK
Original Assignee
KLEMM G SPEZIALUNTERNEHMEN fur BOHRTECHNIK
Publication date
Publication of DE7246553U publication Critical patent/DE7246553U/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE ,\\, '·.,'· A..'.'..' I .'.'., J?PATENT AGENCIES , \\, '·.,' · A .. '.' .. 'I.'. '., J?

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖN WALL· DR.-ING. BY KREISLER DR. -ING. SCHÖN WALL

DR.-ING. TH. MEYER DR.FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREiSLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTINSDR.-ING. TH. MEYER DR.FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREiSLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTINS

KDLN 1, DEICHMANNHAUSKDLN 1, DEICHMANNHAUS

19. Dez. 1972 Sg-IsDec. 19, 1972 Sg-Is

Fa. Ingenieur Günter Klemm
SpezialUnternehmen für Bohrtechnik 596 Olpe / Wenkhausen
Engineer Günter Klemm
Special company for drilling technology 596 Olpe / Wenkhausen

Hydraulische Steuervorrichtung zum Bewegen eines Arbeitskolben.<3, insbesondre für einen Bohrhammer für Erd- oder GesteinsbohrungenHydraulic control device for moving a working piston. <3, in particular for a hammer drill for earth or rock drilling

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung zum Bewegen eines Arbeitskolbens, insbesondere für Bohrvorrichtungen zur Herstellung von Bohrungen im Erdreich oder im Gebirge, vornehmlich für einen Tiefbohrhammer, mit einem den Arbeitskolben umschliessenden Zylinder, der-in unterschiedlichen Höhen Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen für die Druckflüssigkeit aufweist, und mit mindestens zwei zueinander bewegbaren Steuerteilen, die in bestimmten Stellungen Fiüssigkeitsdurchlässe in das Innere des Zylinders freigeben, indem ihre Steueröffnungen miteinander zur Dekkung kommen.The invention relates to a hydraulic control device for moving a working piston, in particular for drilling jigs for drilling holes in the ground or in the mountains, primarily for one Deep hammer drill, with a cylinder surrounding the working piston, with inlet openings at different heights and has outlet openings for the pressure fluid, and with at least two mutually movable Control parts that release fluid passages into the interior of the cylinder in certain positions, in that their tax openings coincide with each other.

Bei Erd- oder Gesteinsbohrungen wird häufig zusätzlich zu der Drehbewegung des Bohrgestänges Schlagenergie eingesetzt. Die Schläge werden normalerweise von einem mit Druckluft betriebenen Hammer aufgebracht.In the case of earth or rock drilling, additional impact energy is used to rotate the drill string. The blows are usually from one applied with a compressed air hammer.

. Bei bekannten hydraulischen Steuervorrichtungen ist der den Kolben umgebende Zylinder an ein Steuergerät angeschlossen, das Ventile und Schieber enthält, die nach Maßgabe einer externen Steuerung betätigt·werden. Pas Steuergerät kann konstruktiv an dem Zylin-. In known hydraulic control devices is the The cylinder surrounding the piston is connected to a control unit which contains valves and slides which, according to Can be operated according to an external control system. The control unit can be structurally connected to the cylinder

der angebracht sein. Dies hat Jedoch den Nachteil einer komplizierten LeitungsfUhrung und erfordert Bauteile, die außerordentlich schwierig und teuer herzustellen sind. Außerdem sind derartige Steuergeräte, die in Präzisionsarbeit gefertigt werden, sehr anfällig gegen Störungen und Erschütterungen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Kolben zum Betrieb eines Bohrhammers oder eines Schlagwerkzsuges oder dgl. eingssetzt werden soll. Solche Geräte kommen in rauhem Betrieb zum Einsatz und sollten daher möglichst wenig anfällig gegen Störungen und Verschmutzungen sein.which should be appropriate. However, this has the disadvantage of a complicated line routing and requires components which are extremely difficult and expensive to manufacture. In addition, such control devices are in precision work are made, very susceptible to malfunctions and vibrations. This is particular then of importance when the piston is used to operate a hammer drill or a striking tool or the like shall be. Such devices are used in rough operation and should therefore be used as little as possible be susceptible to malfunctions and soiling.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die diesen Anforderungen Rechnung trägt und daher einfach und robust in der Konstruktion ist, die Jedoch gleichzeitig imstande ist, außerordentlich schnelle Kolbenbewegungen herbeizuführen.The object of the present invention is to create a control device of the type mentioned at the outset, which takes these requirements into account and is therefore simple and robust in construction, but at the same time is able to bring about extremely fast piston movements.

• Zur Lösung dieser. Aufgabe wird erTindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Steuerteile aus· einem koaxial um den Kolben herum angeordneten Innenzylinder und einer den Innenzylinder umgebenden Steuerhülse bestehen.• To solve this. Task is proposed according to the invention, that the control parts consist of an inner cylinder arranged coaxially around the piston and one the The inner cylinder surrounding the control sleeve exist.

Nach der Erfindung sind die Steuerteile um den Kolben herum angeordnet, wobei sogar der eigentliche Zylinder, in dem sich der Kolben bewegt, eines der beiden Steuerteile darstellen kann. Die Steuerteile werden relativ zueinander bewegt, so daß ihre Steueröffnungen abwechselnd zur Deckung gebracht werden, um die Jeweils 'notwendige Kolbenbewegung durch Einlaß von Druckflüssigkeit zu bewirken.According to the invention, the control parts are arranged around the piston, with even the actual cylinder, in which the piston moves, can represent one of the two control parts. The control parts become relative moved towards each other, so that their control openings are alternately brought into congruence to the respective 'To bring about the necessary piston movement by admitting hydraulic fluid.

• I · I Il• I · I Il

• I I • I• I I • I

» ■»■

Die konzentrische Anordnung der Steuerteile zu dem Kolben hat den Vorteil einer gedrängten Bauweise, ohne die einzelnen Teile zu klein ausführen zu müssen. Außerdem besteht eine unmittelbare Verbindung von der Druckquelle zu dem Zylinderraum ohne Zwischenschaltung langer Leitungen, so daß die einzelnen Bewegungen der Steuerteile unmittelbar ohne Zeitverzögerungen die Druckverhältnisse im Zylinder beeinflussen. Dies ermöglicht außerordentlich schnelle KDlbenbewegungen.The concentric arrangement of the control parts to the piston has the advantage of a compact design without to have to make the individual parts too small. There is also a direct connection from the Pressure source to the cylinder space without the interposition of long lines, so that the individual movements of the Control modules can directly influence the pressure conditions in the cylinder without any time delays. this makes possible extraordinarily rapid movements of the dolly.

Die Schnelligkeit der Kolbenbewegungen wird außerdem dadurch begünstigt, daß die Steueröffnungen verhältnismäßig groß ausgeführt sein können, so daß sie in geöffnetem Zustand einen großen Durchsatz haben. Die Vorrichtung eignet sich daher insbesondere zum Bewegen schwerer Arbeitskolben, wie sie beispielsweise bei Bohrhämmern oder dgl. benötigt werden. Selbstverständlich sind auch zahlreiche andere Anwendungsarten möglich.The speed of the piston movements is also promoted by the fact that the control openings are relatively can be made large so that they have a large throughput in the open state. the The device is therefore particularly suitable for moving heavy working pistons, such as those used in rotary hammers, for example or the like. Are required. Numerous other types of application are of course also possible.

Gegenüber den bei schweren Hämmern normalerweise verwendeten Preßluft- oder Dampfantrieben hat die erfin- ': dungsgemäße hydraulische Steuervorrichtung für einen ·' Arbeitskolben, die auch gleichzeitig den Kolbenantrieb bewirkt, den Vorteil einer geringeren Geräuschentv;ieklung und den weiteren Vorteil erheblich niedrigerer Betriebskosten.Compared to the air or steam drives normally used in heavy hammers has the inventions ': dung modern hydraulic control device for a ·' working piston, which causes at the same time the plunger driver, the advantage of less Geräuschentv; ieklung and the further advantage of considerably lower operating costs.

Die Steuervorrichtung kann so ausgestaltet sein, daß der Innenzylinder und die Steuerhülse relativ zueinander um die Längsachse des Arbeitskolbens herum verdrehbar sind, und daß miteinander zusammenwirkende Steuerüffnungen an beiden Steuerteilen in Jeweils gleichen Höhen angeordnet sind. Die SteuerbewegungThe control device can be designed so that the inner cylinder and the control sleeve can be rotated relative to one another about the longitudinal axis of the working piston are, and that cooperating control openings on both control parts in each case are arranged at the same heights. The tax movement

4 -4 -

1st also eine Drehung eines der beiden Steuerteile« die beide im wesentlichen Rohrform haben und ineinanderllegen. Das eine Steuerteil, beispielsweise die Steuerhülse, 1st frei drehbar, während das andere Steuerteil, beispielsweise der den Kolben umgebende Innenzylinder, unverdrehbar montiert ist. In bestimmten Drehwinkelstellungen der Steuerhülse liegen die Offnungen an beiden Steuerteilen übereinander, so daß von außen her Druckflüssigkeit durch die beiden Steueröffnungen hindurch in den Hohlraum des Innen-ylindens fließen kann, um den Kolben zu verschieben.So is a rotation of one of the two control parts, which both have an essentially tubular shape and lie one inside the other. One control part, for example the control sleeve, is freely rotatable, while the other Control part, for example the inner cylinder surrounding the piston, is mounted non-rotatable. In particular Angle of rotation positions of the control sleeve, the openings on both control parts lie one above the other, so that pressure fluid from the outside through the two control openings through into the cavity of the inner ylindens can flow to move the piston.

Eine weitere Möglichkeit der Realisierung besteht darin, daß eines der beiden Steuerteile fest, das andere Jedoch axial verschiebbar 1st, und daß zusammenwirkende Steueröffnungen werigstens teilweise im gleichen Winkelbereich angeordnet sind. Das verschiebbare Steuerteil wird in dem Verschiebebereich hin- und herbewegt, wobei sich die einzelnen Steueröffnungen zum Innenravmi deJ3 Innenzylinders. hin nacheinander in bestimmter Reihenfolge öffnen, so daß die Druckflüssigkeit einströmen bzw. ausströmen kann. Die Relativbewegung der beiden Stsuerteile kann auch in einer Schraubenbewegung bestehen, bei der das bewegbare Steuerte!1 sowohl eine Drehung als auch eine translatorische Verschiebung ausführt.Another possibility of implementation is to that one of the two control parts is fixed, but the other is axially displaceable, and that cooperating Control openings at least partially in the same angular range are arranged. The displaceable control part is moved back and forth in the displacement area, wherein the individual control openings to the inner ravmi deJ3 inner cylinder. one after the other in certain Open the sequence so that the hydraulic fluid flows in or can flow out. The relative movement of the two control parts can also be a screw movement exist, in which the movable control unit! 1 both a rotation and a translational displacement executes.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist mit einem Innenzylinder versehen, der in bezug auf einen die Steuerhülse umgebenden, das Gehäuse der Steuervor-' richtung bildenden Außenzylinder feststeht, wobei die SteuerhUlsfe zwischen Innenzylinder und AußenzylinderA preferred embodiment of the invention is with provided with an inner cylinder, which with respect to a surrounding the control sleeve, the housing of the control device ' direction forming outer cylinder is fixed, with the SteuerhUlsfe between inner cylinder and outer cylinder

wenigstens in einem Winkelbereich drehbar ist. Bei einer derartigen Steuervorrichtung kann die Steuerhülse mit einem Rotationsantrieb verbunden sein, der gegebenenfalls drehzahlveränderlich ist, so daß durch die Verstellung der Antriebsdrehzahl die Steuerfrequenz und damit auch die Hubfrequenz des Arbeitskolbens beeinflußt werden kann. Dies ist für eine Reihe von An-Wendungsfällen außerordentlich wichtig. So muß bei Ge-Steinsbohrungen gelegentlich mit verhältnismäßig hoher 10 Schlagfrequenz gebohrt werden, während andere Böden eine langsamere Schlagfolge erfordern. Wird die er-Ii .. findungsgemäße Steuervorrichtung bei einem Schlagbohr-is rotatable at least in an angular range. In such a control device, the control sleeve can be connected to a rotary drive, the speed of which is optionally variable, so that the control frequency and thus also the stroke frequency of the working piston can be influenced by adjusting the drive speed. This is extremely important for a number of application cases. So when Ge stone holes must be drilled 10 stroke rate occasionally relatively high while other floors require a slower impact sequence. If the he-Ii .. inventive control device in a hammer drill

|: . werk eingesetzt, dann kann man die Schlagverhältnisse|:. plant used, then you can see the stroke ratios

, leicht durch Änderung .der Antriebsdrehzahl auf die, easily by changing the drive speed to the

15 richtige Schlagfolge abstimmen.15 Match the correct sequence of strokes.

Das gleiche ist der Fall, wenn man mit feststehenderThe same is the case when you are stuck with it

Steuerhülse und rotierendem Innensylinder, der zwischen [ Steuerhülse und Arbeitskolben liegt,, arbeitet.Control sleeve and rotating inner cylinder, which lies between [ control sleeve and working piston, works.

Die Verstellbewegung muß aber bei Drehverstellungen nicht notwendigerweise eine ständige Rotation sein, es genügt vielmehr, das Jeweils drehbare Steuerteil in einem Winkelbereich hin- und herzu^rehen.In the case of rotary adjustments, however, the adjustment movement does not necessarily have to be a constant rotation, rather, it is sufficient to turn the control part, which can be rotated in each case, back and forth in an angular range.

Eine bevorzugte Antriebsart ftr die Steuervorrichtung und den Arbeitskolben selbst ist bei schwer zugängliehen Stellen der Turbinenantrieb. Bei Verwendung eines Turbinenantriebes kann die Speisung für den Antrieb aus der gleichen Druckquelle erfolgen, wie die über die ' Steuerteile bewirkte Speisung des den Arbeitskolben umschließenden Zylinders.A preferred type of drive for the control device and the working piston itself is the turbine drive in places that are difficult to access. When using a Turbine drive, the power for the drive can come from the same pressure source as that via the 'Control parts caused the cylinder surrounding the working piston to be fed.

Die gesamte Energie wird also in Form von Druckflüssigkeit zugeführt. Diese bewirkt sowohl den Antrieb der Steuervorrichtung als auch die Verschiebung des Arbeitskolbens. Der Turbinenantrieb kann aus einer oder mehre- ren Düsen bestehen, die die Druckflüssigkeit gegen eine an der Steuerhülse oder am Innenzylinder vorgesehene Beschaufelung spritzen und somit das betreffende Teil in Drehung versetzen. Ein bevorzugter Anwendungsfall für eine derartige Ausbildung der Antriebsvcr- richtung sind Tieflochhämmer, die im Zuge eines Bohrgestänges in der Nähe der Bohrkrone, also im Inneren des Bohrloches, angeordnet sind, und deren Schlagener-. gie möglichst ungedämpft auf die Bohrkrone übertragen werden soll. Solche Tieflochhämmer lassen sich so ausführen, daß sie das Bohrgestänge seitlich nicht überragen und passen sich somit gut in das Gestänge ein. Die Zuführung der Druckflüssigkeit erfolgt von oben her über das (hohle) Bohrgestänge.So all the energy is in the form of hydraulic fluid fed. This causes both the drive of the control device and the displacement of the working piston. The turbine drive can consist of one or more Ren nozzles exist, which the pressure fluid against one provided on the control sleeve or on the inner cylinder Inject blading and thus set the relevant part in rotation. A preferred application for such a design of the drive direction are deep-hole hammers, which in the course of a drill string close to the drill bit, i.e. inside of the borehole, are arranged, and their impact. gie transferred to the drill bit as undamped as possible shall be. Such downhole hammers can be designed so that they do not protrude laterally over the drill pipe and thus fit well into the linkage. The hydraulic fluid is supplied from above via the (hollow) drill pipe.

Bei einem solchen Tieflochbohrer ist 'die Auslaßleitung des Turbinenantriebes und/oder die Ausgangsleitung des Zylinders, in dem sich der Arbeitskolben bewegt, in dem Gehäuse abwärts zu der Bohrkrone geführt. Die Antriebsflüssigkeit kann dabei gleichzeitig als Spülmittel an der Bohrkrone verwendet werden, nachdem sie durch die Steueröffnungen und den Zylinderraum hindurchgeströmt ist, bzw. nachdem sie den Turbinenantrieb verlassen hat.In such a deep hole drill 'the outlet line of the turbine drive and / or the outlet line of the Cylinder in which the working piston moves, guided down in the housing to the drill bit. The drive fluid can act as a detergent at the same time of the drill bit after it has passed through the control ports and the cylinder space is, or after it has left the turbine drive.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung versetzt der Arbeitskolben bei seiner Axialbewegung über eine Schraubenführung mit starken Steigung den Innenrsylinder oder die Steuerhülse in eineIn a further expedient embodiment of the invention, the working piston displaces during its axial movement The inner cylinder or the control sleeve into one via a screw guide with a steep incline

7 - 7 -

hin- und hergehende Drehbewegung, bei der die Steueröffnungen an beiden Steuerteilen periodisch zur Deckung miteinander kommen. Ein Teil der Sehraubenführung geht mit dem Arbeitskolben auf und ab und versetzt das Gegenstück der Sehraubenführung in eine hin- und hergehende Drehbewegung, die ihrerseits eine Steuerung des Kolbens bewirkt. Insgesamt handelt es sich hierbei um ein schwingfähiges System, dessen Schwingfrequenz von dem Arbeitsdruck der Druckflüssigkeit und von der zu beschleunigenden Masse des Arbeitskolbens beeinflußt wird. Durch die besondere Art der Eigensteuerung des .Arbeitskolbens ist sichergestellt, daß der Arbeitskolben stets vollständige Hübe ausführt. Bei dieser . Art der Steuervorrichtung wird also stets mit konstantem Kolbenhub gearbeitet, während bei den extern angetriebenen Steuervorrichtungen, und zwar sowohl bei der motorgetriebenen Vorrichtung als auch beim Turbinenantrieb je nach Antriebsdrehzahl kleinere Hübe mit großer Frequenz oder große Hübe mit kleiner Frequenz ausgeführt werden können.reciprocating rotary movement in which the control openings on both control parts periodically coincide come together. Part of the vigilance is possible up and down with the working piston and shifts the counterpart of the viewing shaft guide into a reciprocating motion Rotary movement, which in turn controls the piston. Overall, this is an oscillatable system whose oscillation frequency depends on the working pressure of the hydraulic fluid and on the accelerating mass of the working piston is influenced. Due to the special type of self-control of the .Working piston ensures that the working piston always performs complete strokes. At this . The type of control device always works with a constant piston stroke, while the externally driven ones Control devices, both in the motor-driven device and in the turbine drive Depending on the drive speed, smaller strokes with high frequency or large strokes with low frequency can be executed.

Wenn bei externem Antrieb bei Jeder Umdrehung des drehbaren Steuerteiles mehrere Hübe ausgeführt werden sollen, dann muß das Steuerteil über seinen Umfang zyklisch mehrere Sätze von Steueröffnungen verteilt aufweisen.If, with an external drive, several strokes are carried out with each revolution of the rotatable control section then the control part must cyclically distribute several sets of control openings over its circumference exhibit.

Die Steueröffnungen an einem der Steuerteile, vorzugsweise an dem feststehenden Steuerteil, können als Schlitze ausgebildet sein, um sicherzustellen, daß der Kolben über eine hinreichende Zeitspanne angetrieben wird,, um seine Endstellung wenigstens annähernd zu erreichen. Die Schlitze können im MittelbereichThe control openings on one of the control parts, preferably on the fixed control part, can be used as Slots may be formed to ensure that the piston is driven for a sufficient period of time becomes, in order to at least approximately reach its end position. The slots can be in the central area

weiter sein als an den Enden, um de Kolbenbeschleunigung, die im Mittelbereich der Kolbenbahn am größten sein sollte, zu den Enden hin abnehmen zu lassen.be further than at the ends, in order to reduce the piston acceleration, which should be largest in the middle area of the piston path, to be removed towards the ends.

Die Steuerhülse kann eine weitere längslaufende Nut oder Bohrung mit zwei Radialbohrungen zum Abführen der Druckflüssigkeit aufweisen.The control sleeve can have a further longitudinal groove or bore with two radial bores for discharge of the hydraulic fluid.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to FIG the figures explained in more detail using some preferred exemplary embodiments.

Fig. 1 zeigt eine erste.Ausführungsform der Steuervorrichtung mit externem.Motorantrieb im Längsschnitt, Fig. 1 shows a first embodiment of the control device with an external motor drive in longitudinal section,

FigX zeigt den Innenzylinder der Steuervorrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht undFIG. X shows the inner cylinder of the control device according to FIG. 1 in side view and

Pig· 3 die Steuerhülse der Steuervorrichtung von Fig. 1 in Seitenansicht.Pig 3 shows the control sleeve of the control device of Fig. 1 in side view.

Fig. 4 zeigt eine Stirnansicht der Steuerhülse.Fig. 4 shows an end view of the control sleeve.

Fig. 5a bis 5d zeigen Schnitte entlang der Linie a-a, b-b, c-c und d-d der Fig. 1, aus denen die Stellungen der Steuerteile bei der in Fig. 1 dargestellt'7* Kolbenposition ersichtlich ist. '7 * piston position can be seen FIGS. 5a to 5d show sections along the line aa, bb, cc and dd in Fig. 1, from which the positions of the control parts shown in in Fig. 1.

Fig. 6a bis 6d zeigen die gleichen Querschnittsdarstellungen, wenn der Kolben aus seiner Hubposition heruntergedrückt werden soll und die Bteuerhülse ge-. genüber der Darstellung in Fig. 5 um 18O° welterge-6a to 6d show the same cross-sectional views when the piston is out of its stroke position should be pressed down and the tax sleeve. compared to the illustration in Fig. 5 by 180 ° world heritage

dreht ist.turns is.

Pig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform der Steuervorrichtung, wobei nur diejenigen Teile dargestellt sind, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 unterscheiden. Der Antrieb der Steuerhülse erfolgt vom Arbeitskolben aus über eine Schraubenführung. Pig. 7 shows a second embodiment of the control device, only those parts are shown which differ from the embodiment according to FIG. The control sleeve is driven by the working piston via a screw guide.

Pig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 7 undPig. 8 shows a section along the line VIII-VIII of Figs. 7 and

Fig. 9 zeigt die ländliche Ausbildung der Steueröffnungen am. Innenzylinder bei der Ausführungsform nach Fig. 7·Fig. 9 shows the rural design of the control openings on the inner cylinder in the embodiment according to FIG.

Fig. 10 zeigt eine dritte Ausführungsform der Steuervorrichtung, bei der ein Turbinenantrieb verwendet wird.Fig. 10 shows a third embodiment of the control device, in which a turbine drive is used.

Fig. 11 zeigt eine Draufsicht der Steuervorrichtung und Fig. 12 veranschaulicht schematisch den Turbinenantrieb.FIG. 11 shows a top view of the control device and FIG. 12 schematically illustrates the turbine drive.

Fig. 15 zeigt einen Längsschnitt der Steuerhülse bei der Ausführungsform nach Fig. 10 undFig. 15 shows a longitudinal section of the control sleeve at the embodiment of Fig. 10 and

Fig. 14 zeigt eine Draufsicht der Steuerhülse nach Fig. 13.FIG. 14 shows a top view of the control sleeve according to FIG. 13.

Bei der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausfi'-hrungsform der Steuervorrichtung ist der Arbeitskolben Kit 10 bezeichnet. Der Arbeitskolben ist in dem rohrförmig ausgebildeten Innenzylinder 11 angeordnet und in diesem in Längsrichtung verschiebbar. Mit seiner Kolben-In the embodiment shown in FIGS the control device is the working piston kit 10 designated. The working piston is arranged in the tubular inner cylinder 11 and in this Can be moved lengthways. With its piston

- 10 -- 10 -

1111 I1111 I.

fläche 12 liegt er an der zylindrischen Wand des Innenzylinders 11 an.surface 12 it lies on the cylindrical wall of the inner cylinder 11 at.

Am oberen Ende des Innenzylinders 11 ist eine Gleitbüchse 13 und am unteren Ende eine Zylinderbüchse 14 vorgesehen, die zur Führung des Arbeitskolbens 10 dienen und mit geschliffenen Kolbenflächen 15, 16 zusammenwirken. Im Bereich der geschliffenen Flächen 15, 16 und der Kolbenfläche 12 sind jeweils umlaufende Ringnuten geringer Tiefe vorgesehen, die einerseits der Schmierung und andererseits der Abdichtung des Arbeitskolbens dienen. At the upper end of the inner cylinder 11 is a sliding bush 13 and at the lower end a cylinder liner 14 is provided, which serve to guide the working piston 10 and interact with ground piston surfaces 15, 16. In the area of the ground surfaces 15, 16 and the Piston surface 12 are each provided circumferential annular grooves of small depth, which on the one hand the lubrication and on the other hand serve to seal the working piston.

An die Zylinderbuchse 14 schließt sich in axialer Rieh- · tung nach unten eine Druckplatte 17 und eine Endscheibe 18 an, durch die die Kolbenstange 19 hindurchgeht. In die Endscheibe 18 ist ein Dichtungsring 20 eingelassenThe cylinder liner 14 is connected in an axial direction device down a pressure plate 17 and an end plate 18 through which the piston rod 19 passes. A sealing ring 20 is let into the end disk 18

Die Steuerhülse 21 umschließt den Innenzylinder 11. Sie hat im wesentlichen die Form eines Rohres, das an seinem oberen Ende abgestuft verjüngt ausgebildet ist und dort an die Drehwelle 22 eines drehzahlveränderbaren Hydraulikmotors 2^ angeschlossen ist- Die Steuerhülse 21 ist an ihrem unteren Ende mit einem Axialrollenlager 24 an einem Außenflansch 25 des Innenzylinders 11 abgestützt.The control sleeve 21 encloses the inner cylinder 11. It has essentially the shape of a tube that is attached to his upper end is tapered stepped and there to the rotating shaft 22 of a variable speed Hydraulic motor 2 ^ is connected - The control sleeve 21 is at its lower end with an axial roller bearing 24 on an outer flange 25 of the inner cylinder 11 supported.

Die Steuerhülse 21 ist von dem Gehäuse 26 umgeben. Dieses besteht aus einem im wesentlichen rohrförmigen Mittelteil 27, das oben durch eine den Hydraulikmotor .23 tragende Haube 28 und unten durch eine Platte 29 verschlossen ist, durch die die Kolbenstange 19 hin-The control sleeve 21 is surrounded by the housing 26. This consists of a substantially tubular Middle part 27, the top by a hydraulic motor .23 supporting hood 28 and bottom by a plate 29 is closed, through which the piston rod 19 back

- 11 -- 11 -

I I I I t II I I I t I

I i > ι. Ill /I i > ι. Ill /

'•it \ ι '• it \ ι

JItI V JITI V

11I1.,.- ι tilt11I 1. , .- ι tilt

- 11 -- 11 -

durchragt. Die Platte 29 stützt die.Endscheibe l8 ab.protrudes through. The plate 29 supports the end disk l8.

Die Druckleitung 3JO führt in einen verdickt ausgebildeten Bereich 31 des Gehäuses 26 hinein und mündet dort in eine umlaufende Ringnut 32. Die Steuerhülse 21 ist an ihrer Außenseite mit Längsnuten 33t 3^ versehen, die sich um l80° versetzt einander gegenüberliegen, und die in den Bereich der Ringnut 32 des Gehäuses enden. Die Längsnut 33 führυ in einen Bereich hinab, der unterhalb der. Tiefststellung der Kolbenfläche 12 liegt. Hier ist eine Radialbohrung 35 in der Nut 33 vorgesehen. . . ■The pressure line 3JO leads into a thickened one Area 31 of the housing 26 and opens there into a circumferential annular groove 32. The control sleeve 21 is provided on its outside with longitudinal grooves 33t 3 ^, which are offset from one another by 180 °, and those in the area of the annular groove 32 of the housing end up. The longitudinal groove 33 leads into an area down below the. The lowest position of the piston surface 12 is located. Here is a 35 in. Radial hole the groove 33 is provided. . . ■

In der Nut 34 befindet sich ebenfalls eine Radialbohrung 36 (Fig. 3)» die oberhalb derjenigen Stelle angeordnet ist, die die Kolbenfläche 12 bei größtem KoI-benhub einnehmen kann, Die Radialbohrungen 35» 36 bilden die Steueröffnungen der Steuerhülse 21, über die die Zufuhr der Druckflüssigkeit erfolgt. Zum Auslaß der Druckflüssigkeit ist in dtr Steuerhülse eine Längsbohrung 37 vorgesehen, die die Längsnuten 33* 34 nach oben hin überragt und in einen zwischen Steuerhülse 21 und Gehäuse 26 gebildeten Ringraum 38 einmündet, von dem aus eine Auslaßleitung 39 aus dem Gehäuse herausführt. Von der Längsbohrung 37 führen zwei Querbohrungen 40, 41 aus der Innenwand der Steuerhülse heraus. Die Querbonrung 40 liegt - von der Winkelstellung abgesehen - oberhalb der'.Radialbohrung 36 und die Querbohrung 41 unterhalb der Radialbohrung 35. Die Längsbohrung 37 ist um 45° gegenüber der Längsnut 34 versetzt (Fig. 4). In Höhe der Ouerbohrung 41 befindet sich an dem Innenzylinder ein horizontalerThere is also a radial bore in the groove 34 36 (Fig. 3) »which are arranged above that point is that the piston surface 12 can occupy with the greatest piston stroke, the radial bores 35 »36 form the control openings of the control sleeve 21, via which the pressure fluid is supplied. To the outlet the hydraulic fluid is a control sleeve in the dtr Longitudinal bore 37 is provided, which the longitudinal grooves 33 * 34 protrudes upwards and opens into an annular space 38 formed between control sleeve 21 and housing 26, from which an outlet line 39 from the Housing leads out. From the longitudinal bore 37, two transverse bores 40, 41 lead out of the inner wall of the control sleeve out. The transverse bore 40 lies - apart from the angular position - above the radial bore 36 and the transverse bore 41 below the radial bore 35. The longitudinal bore 37 is at 45 ° with respect to the longitudinal groove 34 offset (Fig. 4). Located at the level of the Ouerbohr 41 on the inner cylinder a horizontal

I I I I IlI I I I Il

- 12 -- 12 -

Schlitz 43, der sioh über einen Winkel von ca. 84° erstreckt. Diesem Schlitz gegenüberliegend ist in Höhe der Querbohrung 40 ein weiterer Schlitz 44 angeordnet. Die beiden Schlitze 43, 44 stellen Auslaßschlitze dar, wie noch erläutert wird. Gegenüber den Auslaßschlitzen 43, 44 um 45° versetzt sind übereinanderliegend zwei Einlaßschlitze 45» 46 angeordnet, die in Höhe der Radialbohrungen 35 bzw. 36 der Steuerhülse 21 liegen.Slot 43, which sioh extends over an angle of approximately 84 °. A further slot 44 is arranged opposite this slot at the level of the transverse bore 40. The two slots 43, 44 represent outlet slots, as will be explained. With respect to the outlet slots 43, 44 offset by 45 ° are two superimposed Inlet slots 45 »46 arranged at the level of the radial bores 35 and 36 of the control sleeve 21 lie.

Während die Steuerhülse 21 im Inneren des Gehäuses 26 drehbar ist, ist der Innenzylinder 11 unverdrehbar festgelegt. Dies geschieht mittels eines Zylinderstiftes. 47, der von unten her durch die Erdscheibe 18, die Druckplatte 17 und. den Plansch der Zylinderbüchse 14 hindurch in den Flansch 25 des Innenzylinders hindurchgesteckt ist.While the control sleeve 21 inside the housing 26 is rotatable, the inner cylinder 11 is fixed non-rotatable. This is done using a cylinder pin. 47, which from below through the earth disk 18, the pressure plate 17 and. the splash of the cylinder liner 14 is inserted through into the flange 25 of the inner cylinder.

Bei der in Fig. 1 dargestellten gegenseitigen Zuordnung von Steuerhülse und Innenzylinder, deren verschiedene Positionen in den Fig. 5a bis 5d dargestellt sind, liegt die Radialbohrung 35 der Steuerhülse über dem Schlitz 45 des Innenzylinders. Auf diese Weise strömt Druck flüsigkeit von der Druckleitung 30 durch die Längsnut 33 sowie die Steueröffnungen 35, 45 hindurch in den Raum unterhalb der Kolbenfläche 12. Der Raum oberhalb der Kolbenfläche 12 ist gegen die Hochdruckseite abgedichtet, da der Schlitz 46 sich an der der Radialbohrung 36 abgewandten Seite befindet. Da dem Arbeitskolben somit kein Gegendruck entgegengesetzt wird, wird er angehoben, weil ebenfalls keine Verbin-' dung des untersten Schlitzes 43 zur Längsbohrung 37, die den Auslaßkanal bildet, besteht. Die oberhalb derIn the mutual assignment of control sleeve and inner cylinder shown in Fig. 1, their different Positions in Figs. 5a to 5d are shown, the radial bore 35 of the control sleeve is above the Slot 45 of the inner cylinder. In this way, pressure fluid flows from the pressure line 30 through the Longitudinal groove 33 and the control openings 35, 45 therethrough into the space below the piston surface 12. The space above the piston surface 12 is sealed against the high pressure side, since the slot 46 is located on the Radial bore 36 facing away from the side. Since the working piston is therefore not opposed to any counter pressure is, it is raised because there is also no connection between the lowest slot 43 and the longitudinal bore 37, which forms the outlet channel. The one above the

- 13 - - 13 -

- 14 -- 14 -

Kolbenfläche 12 befindliche Druckflüssigkeit entweicht durch den obersten Schlitz 44 sowie die Querbohrung 40 hindurch in den Auslaßkanal 37 hinein und von dort über * den Ringraum 38 in die Auslaßleitung 39. Während der Arbeitskolben 10 also ansteigt, wird die Zylinderbüchse 21 von dem Hydraulikmotor 2} weitergedreht. Dabei wird schließlich die Flüssigkeitszufuhr durch die Steueröffnungen 35* ^5 hindurch unterbrochen, so daß kein weiteres Anheben des Arbeitskolbens mehr erfolgt, über einen Drehwinkelbereich von etwa 12° bleiben sämtliche Durchgänge geschlossen, bis sich im Prinzip die in Fig. 6 dargestellte Situation einstellt, bei der Druckflüssigkeit über die Längsnut J>k und den Schlitz 46 hindurch in den Zylinderraum oberhalb der Zylinderfläche 12 eindringt. Dabei sind die Steueröffnungen 40, 44 nicht in Deckung miteinander, so daß die Druckflüssigkeit aus diesem Raum nicht entweichen kann. Der Arbeitskolben 10 wird nach unten gedrückt, und die dadurch verdrängte Flüssigkeit wird durch den Schlitz 43 .und die Querbohrung 41 hindurch in den Auslaßkanal 37 gedrückt. In dieser Position ist der Durchgang durch die Steueröffnungen 35» 45 versperrt.Pressure fluid located on the piston surface 12 escapes through the uppermost slot 44 and the transverse bore 40 into the outlet channel 37 and from there via the annular space 38 into the outlet line 39. While the working piston 10 rises, the cylinder liner 21 is rotated further by the hydraulic motor 2} . In the process, the supply of liquid through the control openings 35 * ^ 5 is interrupted, so that the working piston is no longer lifted; all passages remain closed over an angle of rotation of about 12 ° until the situation shown in FIG. 6 arises in principle, in the case of the pressure fluid penetrates through the longitudinal groove J> k and the slot 46 into the cylinder space above the cylinder surface 12. The control openings 40, 44 are not in congruence with one another, so that the pressure fluid cannot escape from this space. The working piston 10 is pressed downwards, and the liquid displaced thereby is pressed through the slot 43 and the transverse bore 41 into the outlet channel 37. In this position, the passage through the control openings 35 » 45 is blocked.

Man erkennt also, daß in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung der Steuerhült,* 21 eine Betätigung des Arbeitskolbens 10 erfolgt.It can therefore be seen that, depending on the angle of rotation of the control cover, * 21 an actuation of the Working piston 10 takes place.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dient der Arbeitskolben 10 zum Bewegen einer Hammermasse 48, die am unteren Ende der Kolbenstange 19 befestigt ist. Um 'die Schlagbewegung besonders wirkungsvoll zu machen, 1st vorzugsweise die Kolbenstange oberhalb der wirk-In the embodiment described, the working piston 10 is used to move a hammer mass 48, which is attached to the lower end of the piston rod 19. To make the stroke movement particularly effective, If the piston rod is preferably above the effective

samen Kolbenfläche 12 dünner als unterhalb dieser Kolbenfläche. Damit ist die Angriffsfläche für die Druckflüssigkeit bei der Abwärtsbewegung größer als bei der Aufwärtsbewegung. Die Folge davon ist, daß der Arbeioskolben relativ langsam angehoben wird, um dann mit großer Wucht niedergedrückt zu werden.seed piston surface 12 thinner than below this piston surface. This is the contact surface for the hydraulic fluid larger when moving down than when moving up. The consequence of this is that the working flask is raised relatively slowly in order to then be depressed with great force.

Aus Fig. 2 ist die Form der Schlitze 4} bis 46 zu ersehen. Man erkennt, daß die Schlitze im Mittelbereich erweitert sind. Dies hat den Zweck, dem Innenraum des Innenzylinders 11 dann die größte Druckflüssigkeitsmenge zuzuführen, wenn der Arbeitskolben sich etwa in der Mitte seines Hubes befindet.From Fig. 2, the shape of the slots 4} to 46 can be seen. It can be seen that the slots are widened in the central area. The purpose of this is to enhance the interior of the Inner cylinder 11 then supply the largest amount of hydraulic fluid when the working piston is about is in the middle of its stroke.

Der Innenzylinder 11 mit einer bestimmten Schlitzform rad bestimmten Schlitzabmessungen kann leicht gegen einen anderen Innenzylinder ausgetauscht werden, um beispielsweise einen größeren Hub des Arbeitskolbens zu erhalten. Da dte Steuerhülse 21 durch den externen Antrieb zwangsgeführt ist, werden die Hübe des Arbeitskolbens mit der durch den Antrieb festgelegten Frequenz ausgeführt. Die Amplitude des Hubes hängt jeweils von der Schlitzlänge bzw. von derjenigen Flüssigkeitsmenge ab, die im Drehbereich des Schlitzes durch die Steueröffnungen hindurchströmt. The inner cylinder 11 with a certain slot shape wheel certain slot dimensions can easily against another inner cylinder can be exchanged, for example to increase the stroke of the working piston to obtain. Since the control sleeve 21 is forcibly guided by the external drive, the strokes of the working piston are made at the frequency determined by the drive executed. The amplitude of the stroke depends on the length of the slot or that amount of liquid which flows through the control openings in the rotational range of the slot.

Die Steuervorrichtung kann den Kopf einer Bohrvorrichtung bilden, die sich von der Platte 29 aus nach unten fortsetzt. Dies ist in Pig. I strichpunktiert angedeutet.The control device can form the head of a drilling device which continues from the plate 29 downwards. This is in Pig. I indicated by dash-dotted lines.

Bei der veränderten Ausführungsform nach den Fig. 7 9 findet demgegenüber eine Zwangsführung der Steuerhülse in dem Sinne statt, daß der Arbeitskolben stets voll ständige Hübe mit voller Amplitude ausführt. Dagegen wird die Hubfrequenz von dem jeweiligen Druck und der KoP.benbelastung bestimmt.In the modified embodiment according to FIG 9, on the other hand, there is a forced guidance of the control sleeve in the sense that the working piston is always full performs constant strokes with full amplitude. In contrast, the stroke frequency of the respective pressure and the KoP.ben load determined.

- 15 -- 15 -

Bei der AusfUhrungsform nach den Fig. 7 bis 9 ist der Aufbau und die Wirkungsweise der Steuerung mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Teile die gleiche wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 6. Dies bedeutet, daß der Innenzylinder 11 unverdrehbar um den Arbeitskolben 10 herum angeordnet ist und der Arbeitskolben in ihm auf- und abgleitet, während die Steuerhülse 21 Drehbewegungen auszuführen vermag.In the embodiment according to FIGS. 7 to 9, the structure and operation of the control except for the parts described below is the same as means in the embodiment according to FIGS. 1 to 6. This, in that the inner cylinder 11 is non-rotatably to the working piston 10 is arranged around and the working piston slides up and down in it, while the control sleeve 21 is able to perform rotary movements.

Die Kappe 28' des Gehäuses 26 nach Fig. 7 ist am oberen Ende geschlossen ausgebildet. Sie hat einen Hohlraum 50, in den eine Mehrkeilwelle 51 «nit schraubenförmig gewundenem Keil verlauf, die am oberen Ende des... ..' Arbeitskolbens 10 in dessen Verlängerung angebracht ist, bei jedem Kolbenhub eindringt. Die Nuten der Mehrkeilwelle 51 haben eine verhältnismäßig geringe Steigung von beispielsweise 5°# um die Reibung gering zu halten. Sie greifen in eine am oberen Ende der Steuerhülse 21 befestigte Mutter 52 ein. Durch geeignete (hier nicht dargestellte) Mittel ist dafür gesorgt, daß der Kolben 10 sich bei seinen Auf- und Abbewegungen nicht verdrehen kann, über die Schraubenführung 51» 52 wird daher bei jeder Auf- und Abbewegung des Arbeitskolbens dem Führungszylinder 21 eine hin- und hergehende Drehbewegung erteilt. Diese reicht aus, um zu bewirken, daß die Steueröffnungen für die Druckflüssigkeit in der anhand von Fig. 1 erläuterten Weise geöffnet und geschlossen werden.The cap 28 'of the housing 26 of FIG. 7 is at the top Formed closed at the end. It has a cavity 50 into which a multi-splined shaft 51 with a helically wound spline runs, which is at the upper end of the ... .. ' Working piston 10 is mounted in its extension, penetrates with each piston stroke. The grooves of the multi-spline shaft 51 have a relatively small slope of, for example, 5 ° # to keep the friction low keep. They engage in a nut 52 fastened to the upper end of the control sleeve 21. Through suitable Means (not shown here) ensure that the piston 10 moves in its up and down movements cannot twist, via the screw guide 51 »52 therefore, with each up and down movement of the working piston, the guide cylinder 21 becomes a reciprocating motion Rotary movement granted. This is sufficient to cause the control openings for the pressure fluid be opened and closed in the manner explained with reference to FIG.

Um die Steueröffnungen bei der Winkeldrehung der Steuerhülse mit großem Öffnungsquerschnitt übereinanderzu-. bringen, sind die Steueröffnungen an dam InnenzylinderAround the control openings during the angular rotation of the control sleeve with a large opening cross-section on top of each other. bring the control ports on the inner cylinder

724655330.8.73 '16"724655330.8.73 '16 "

11 zweckmäßiger reise in der ir; Fig. 9 dargestellten Weise als Langlöcher 53 ausgebildet, die mit geringer Schräglage senkrecht stehen. Entsprechend sind die zugehörigen Steueröffnungen an der Steuerhülse ebenfalls als Langlöcher ausgebildet und nicht als Bohrungen wie beim AusfUhrungsbeispiel von Fig. 1.11 expedient travel in the ir; Fig. 9 shown Way designed as elongated holes 53, which are perpendicular with a slight incline. The associated Control openings on the control sleeve are also designed as elongated holes and not as bores as in the exemplary embodiment of FIG. 1.

Bei der in den Fig. 10 bis 14 dargestellten Steuervorrichtung ist an das untere Ende eines hohlen Bohrgestänges 55 ein Steuerkopf 56 angeschraubt. Durch den Steuerkopf 56 geht in vertikaler Richtung ein Durchlaßkanal 57 hindurch. Dieser führt zu einer senkrechten Nut 58, die in die Steuerhülse 59 eingearbeitet ist. Die Steuerhülse 59 ist in einem Gehäuse 60 um ihre vertikale Achse drehbar. Das Gehäuse 60 hat, ebenso wie der Steuerkopf 56, Querschnittsabmessungen, die denen des Bohrgestänges 55 entsprechen, so daß die beiden genannten Teile ohne seitlich überzustehen an das Bohrgestänge angesetzt werden können. Das Gehäuse 60, dasλim wesentlichen als Rohr ausgebildet ist, ist an dem Steuerkopf 56 durch eine Reihe vertikaler Schrauben 61 befestigt.In the control device shown in FIGS. 10 to 14, a control head 56 is screwed to the lower end of a hollow drill rod 55. A passage 57 passes through the control head 56 in the vertical direction. This leads to a vertical groove 58 which is worked into the control sleeve 59. The control sleeve 59 is rotatable in a housing 60 about its vertical axis. The housing 60, like the control head 56, has cross-sectional dimensions which correspond to those of the drill rod 55, so that the two parts mentioned can be attached to the drill rod without protruding laterally. The housing 60, which λ is essentially in the form of a tube, is fastened to the control head 56 by a series of vertical screws 61.

Die Rotation der Steuerhülse 59 um den Irinenzylinder 62 herum und in dem Gehäuse 60 erfolgt durch einen Turbinenantrieb. Dieser wird von Düsen 63 (Flg. 12) gebildet, die in Ausnehmungen 64 an der Unterseite des Steuerkopfes 56 untergebracht sind und auf einen Zahnkranz 65 einwirken, der sich an der oberen Stirnseite der Steuerhülse 59 befindet. Die Düsen 63 wirken etwa tangential auf den Zahnkranz 05 ein. Sie sind unter einem Winkel von ungefähr 45° oder weniger gegen dieThe rotation of the control sleeve 59 around the Irish cylinder 62 around and in the housing 60 is carried out by a turbine drive. This is formed by nozzles 63 (Fig. 12), which are accommodated in recesses 64 on the underside of the control head 56 and act on a ring gear 65 which is located on the upper end face the control sleeve 59 is located. The nozzles 63 act approximately tangentially on the gear rim 05. They are at an angle of about 45 ° or less against the

- 17 -- 17 -

Vertikale geneigt. Die Zähr>e des Zahnkranzes 65 laufen nanh oben hin spitz zu und sind ebenfalls der Neigung der Düsen 65 entsprechend geneigt, so daß zwischen ihnen Taschen 66 gebildet werden, in die die Düsen hineinspitzen, so daß der Zahnkranz 65 und mit ihm die Steuerhülse 59 in Rotation um die vertikale Achse herum versetzt werden.Vertical inclined. The teeth of the ring gear 65 are running nanh at the top and are also inclined according to the inclination of the nozzles 65, so that between they pockets 66 are formed into which the nozzles point, so that the ring gear 65 and with it the Control sleeve 59 in rotation around the vertical axis be moved.

Die Düsen 63 werden ebenfaJ ^s über das Bohrgestänge 55 gespeist. Zu diesem Zweck ist der Steuerkopf ^6 mit vertikalen Bohrungen 67 versehen, die ihn jedoch nur zum Teil durchdringen und in Schrägbohrungen 68 einmünden, die von den Ausnehmungen 64 aus von unten in den Steuerkopf 56 eingearbeitet sind. Die Schrägbohrungen 68 haben ein Gewinde zum Einschrauben der Düsen 63.The nozzles 63 are also fed via the drill rod 55. For this purpose, the control head ^ 6 is provided with vertical bores 67, which, however, only partially penetrate it and open into inclined bores 68 which are worked into the control head 56 from below from the recesses 64. The inclined bores 68 have a thread for screwing in the nozzles 63.

Wie Fig. 11 zeigt, sind insgesamt zwei Düsen mit zugehörigen Bohrungen 67 vorhanden, die, bezogen auf den Zahnkranz 65, um l8o° versetzt zueinander angeordnet sind.As FIG. 11 shows, there are a total of two nozzles with associated bores 67 which, based on the Toothed ring 65, are arranged offset from one another by l8o °.

Die Leitung 57, durch die hindurch die unter einem Druck von etwa I50 atü stehende Flüssigkeit in die Nuten 58 gelangt, mündet zunächst in einen am unteren Ende des Steuerkopfes 56 vorgesehenen Ringraum 69, um sich von dort auf die insgesamt vier vertikalen Nuten 58 an der Außenseite der Steuerhülsa zu verteileni Entsprechend den vier senkrechten Nuten 58 finden bei einer Umdrehung der turbinengetriebenen Steuerhülse 59 zwei Auf- und Abbewegungen des Kolbens 70 statt. Der Innenzylinder 62, der von der Steuerhülse 59 um-The line 57, through which the liquid under a pressure of about 150 atmospheres in the grooves 58 arrives, initially opens into an annular space 69 provided at the lower end of the control head 56 from there to a total of four vertical grooves 58 on the outside of the control sleeve Corresponding to the four vertical grooves 58 take place with one revolution of the turbine-driven control sleeve 59 two up and down movements of the piston 70 instead. The inner cylinder 62, which is surrounded by the control sleeve 59

724655330.8.73 - 18-724655330.8.73 - 18 -

1 O1 O

geben 1st, und in dem der Kolben 70 vertikal verschiebbar ist, enthält Steueröffnungen 71* 72, von denen in Fig. 10 nur zwei sichtbar sind. Die Steueröffnungen des Innenzylinders kommen bei Drehung der Steuerhülse 59 zyklisch mit deren Steueröffnungen zur Deckung. Die Steueröffnungen sind dabei so angeordnet, daß zum Anheben des Kolbens 70 stets zwei Steueröffnungen 71* 73 unterhalb der Kolbenfläche 70 übereinanderliegen und somit über die entsprechende Nut 58 Druckflüssigkeit unter die Kolbenfläche 74 gelangen kann. Gleichzeitig besteht oberhalb der Kolbenfläche JO eine Deckung zwischen der Steueröffnung 72 und einer weiteren öffnung 75 der Steuerhülse. Die öffnung 75 führt zu einer Vertikalbohrung 76.der Steuerhülse, durch die die PlUssigkeit nach unten hin abgeleitet wird. Die Vertikalbohrung 76 bildet die Niederdruckseite des Steuersystems.give 1st, and in which the piston 70 is vertically displaceable, contains control openings 71 * 72, of which only two are visible in FIG. 10. When the control sleeve 59 rotates, the control openings of the inner cylinder come to converge cyclically with its control openings. The control openings are arranged in such a way that, in order to lift the piston 70, two control openings 71 * 73 always lie one above the other below the piston surface 70 and thus pressure fluid can reach under the piston surface 74 via the corresponding groove 58. At the same time, there is an overlap between the control opening 72 and a further opening 75 of the control sleeve above the piston surface JO. The opening 75 leads to a vertical bore 76 in the control sleeve, through which the fluid is diverted downwards. The vertical bore 76 forms the low pressure side of the control system.

Bei angehobenem Kolben 70 wirkt der in den Nuten 58 herrschende Druck über entsprechende, hier nicht im einzelnen dargestellte Steueröffnungen von oben her auf die Kolbenfläche 70 ein, während der Raum unterhalb der Kolbenfläche 74 mit der Vertikalbohrung 76 verbunden wird. Der Kolben 70 wird daher von dem hohen Druck nach unten getrieben, und die unterhalb der Kolbenfläche 74 vorhandene Flüssigkeit läuft über die Vertikalbohrung 76 ao. Bei diesem zuletzt genannten Vorgang ist die Steuerhülse 59 gegenüber der in Fig. gezeigten Stellung, bei der der Kolben hochgetrieben wird, um 90° verdreht. Bei einer Drehung um weitere erfolgt das nächste Anheben des Kolbens 70.When the piston 70 is raised, it acts in the grooves 58 The prevailing pressure via corresponding control openings not shown in detail here from above on the piston surface 70, while the space below the piston surface 74 with the vertical bore 76 connected. The piston 70 is therefore driven downwards by the high pressure, and that below the piston surface 74 existing liquid runs through the vertical bore 76 ao. With this last one The process is the control sleeve 59 compared to the position shown in Fig. In which the piston is driven up is rotated by 90 °. With a further rotation, the piston 70 is raised again.

J)O Fig. 10 stellt einen Schnitt entlang der Linie X-X von J) O Fig. 10 shows a section along the line XX of

- 19 -- 19 -

I I I I I I II I I I I I I

Pig. 14 dar.Pig. 14 fig.

f)er Kolben 70 ist an seinen Enden mit FUhrungszylindern 77$ 78 versehen, die in Oleitbüchsen 79 laufen. Die Oleitbüchsen 79 sind in den Innenzylinder 62 eingosetzt. Die PUhrungszylinder 77» 78 haben, ebenso wie die Steuerhülse 59, umlaufende Schmiernuten geringer Tiefe, die bei guter Abdichtung eine reibungsarme Bewegung sicherstellen.f) the piston 70 is provided at its ends with FUhrungszylindern 77 $ 78, which run in Oleitbüchsen 79th The Oleitbüchsen 79 are inserted into the inner cylinder 62. The guide cylinders 77 »78, like the control sleeve 59, have circumferential lubrication grooves of small depth, which ensure low-friction movement with good sealing.

Der Steuerkopf 56 ist an seiner Unterseite mit einer Zylinderbohrung 80 versehen, in die der Steuerzylinder 77 bei angehobenem Kolben 70 hineinragt. Um Flüssigkeit, die evtl. in die Bohrung 80 hineingelangt, abzuführen und somit die Ausbildung eines Gegendruckpolsters, das die Kolbenbewegung behindern würde, zu vermeiden, ist die Bohrung 80 über ein als Kugelventil ausgebildetes überdruckventil 81 mit einer Vertikalbohrung 82 des Gehäuses 60 verbunden. Die Vertikalbohi*ung 82 steht ferner mit dem Ringraum 83 in Verbindung, in dem der Zahnkranz 65 des Turbinenantriebes läuft. Die Vertikalbohrung 82 ist am unteren Ende der Steuervorrichtung über einen (nicht dargestellten) Ringraum mit der Vertikalbohrung 76 der Steuerhülse verbunden, so daß die Niederdruckseiten des Turbinenantriebes und der Kolbensteuerung vereinigt sind. Von dort aus führt eine Leitung 84 in dem sich anschließenden Teil des Bohrgestänges nach unten, um an der Bohrkrone 85 auszulaufen. Die Druckflüssigkeit, die beispielsweise aus Wasser besteht, dem eine ölemulslon zugesetzt ist, wird also nach ihrer Benutzung für den Kolbenantrieb bzw. für den Turbinenantrieb als Spül-The control head 56 is on its underside with a Provided cylinder bore 80 into which the control cylinder 77 protrudes when the piston 70 is raised. To liquid which may get into the bore 80, to be discharged and thus the formation of a counterpressure cushion, that would hinder the piston movement is to avoid the bore 80 as a ball valve formed pressure relief valve 81 is connected to a vertical bore 82 of the housing 60. The vertical drilling 82 is also connected to the annular space 83 in which the ring gear 65 of the turbine drive runs. The vertical bore 82 is at the lower end of the control device via a (not shown) Annular space connected to the vertical bore 76 of the control sleeve, so that the low-pressure sides of the turbine drive and the piston control are combined. From there, a line 84 leads into the adjoining one Part of the drill string down to drain on the drill bit 85. The hydraulic fluid, for example consists of water to which an oil emulsion is added, so it is used for the Piston drive or for the turbine drive as a flushing

- 20 -- 20 -

flüssigkeit für das Bohrloch benutzt.fluid used for the borehole.

Die in den Fig. 10 bis 13 dargestellte Kolbenanordnung bildet «inen Tieflochhammer. Das untere Ende des Kolbens ist mit einem (nicht dargestellten) Schlagstück oder einem Amboss verbunden, der von oben her gegen die Bohrkrone 85 schlägt. Die Bohrkrone 85 ist drehfest und in vertikaler Richtung in Grenzen frei verschiebbar am unteren Ende des Bohrgestänges 86 angebracht .The piston assembly shown in Figs forms a deep-hole hammer. The lower end of the piston has a hammer (not shown) or connected to an anvil that strikes against the drill bit 85 from above. The drill bit 85 is attached to the lower end of the drill rod 86 so that it cannot rotate and can be freely displaced in the vertical direction within limits .

Wirkt von oben her auf den Steuerkopf 56 eine Druckflüssigkeit ein, dann wird der Turbinenantrieb inganggesetzt. Die Steuerhülse 59 wird gedreht und der Kolben 70 mit einer Frequenz auf- und abbewegt, die von der Drehgeschwindigkeit der Steuerhülse abhängt. IstIf a pressure fluid acts on the control head 56 from above, the turbine drive is started. The control sleeve 59 is rotated and the piston 70 is moved up and down at a frequency determined by the speed of rotation of the control sleeve depends. is

I^ diese Drehgeschwindigkeit hoch, dann führt der Kolben ,Hübe mit relativ kleiner Amplitude aus, weil die Bewegungsumkehr schon erfolgt, wenn der Kolben erst einen geringen Weg zurückgelegt hat. Ist die Drehzahl dagegen langsam, dann führt der Arbeitskolben 70 Jewells seinen vollständigen Hub aus. Die Drehzahl kann Je nach P«?schaffenheit des Bodens durch Einsetzen unterschiedlicher Düsen 63 oder durch Vorschalten von Droscelelementen vor die Düsen .eingestellt werden, so daß wahlweise mit hoher und mit niedriger Schlagfrequenz gearbeitet werden kann.I ^ this speed of rotation high, then the piston leads , Strokes with a relatively small amplitude, because the movement is reversed when the piston is only has traveled a short distance. If, on the other hand, the speed is slow, the working piston 70 carries jewels its full stroke. The number of revolutions can depending on the nature of the soil by inserting it different nozzles 63 or by connecting Droscel elements in front of the nozzles that you can work with either a high or a low beat frequency.

- 21 -- 21 -

Claims (18)

A η s ρ r U eheA η s ρ r U ehe 1. Hydraulische Steuervorrichtung zum Bewegen eines Arbeltekolbens, insbesondere für Bohrvorrichtungen1. Hydraulic control device for moving an Arbelte piston, especially for drilling devices zur Herstellung von Bohrungen im Erdreich oder im J Gebirge, vornehmlich für einen Tiefbohrhammer, mit einem den Arbeitskolben umschließenden Zylinder, der in unterschiedlichen Höhen Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen für die Druckflüssigkeit aufweist, und mit mindestens zwei bewegbaren Steuerteilen, die in bestimmten Stellungen Flüssigkeitsdurchlässe in das Innere des Zylinders freigeben, indem ihre Steuer-Öffnungen miteinander zur Deckung kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerteile aus einem koaxial um den Kolben (10, 70) herum angeordneten Innenzylinder (11, 62) und einer den Innenzylinder umgebenden Steuerhülse (21, 59) bestehen«for drilling holes in the ground or in the J mountains, primarily for a deep hammer drill with a cylinder surrounding the working piston, the inlet openings and outlet openings at different heights for the pressure fluid, and with at least two movable control parts which are in certain Positions release fluid passages into the interior of the cylinder by their control openings come to coincide with each other, thereby characterized in that the control parts consist of a coaxially arranged around the piston (10, 70) Inner cylinder (11, 62) and a control sleeve (21, 59) surrounding the inner cylinder consist " 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das eine Steuerteil bildende Innenzylinder (11, 62) mit aem den Arbeitskolben (10, 70) umschließenden Zylinder identisch ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that the one Inner cylinder (11, 62) forming the control part with a cylinder surrounding the working piston (10, 70) is identical. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder (11, 62) und die Steuerhülse (21, 59) relativ zueinander um die Längsachse des Arbeltskolbens (10, 70) herum verdrehbar rind, und daß miteinander zusammenwirkende Steueröffnungen (z.B. 35, 45; 44, 40) an beiden Steuerteilen jeweils in gleichen Höhen angeordnet sind.3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the Inner cylinder (11, 62) and the control sleeve (21, 59) relative to one another around the longitudinal axis of the working piston (10, 70) rotatable around, and that cooperating control openings (e.g. 35, 45; 44, 40) are arranged at the same height on both control parts. - 22- 22 4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder und die Steuerhülse relativ zueinander unverdrehbar, jedoch in Axialrichtung verschiebbar sind, und daß miteinander zusammenwirkende Steueröffnungen wenigstens teilweise im gleichen Winkelbereich angeordnet sind.4. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the Inner cylinder and the control sleeve relative to each other non-rotatable, but displaceable in the axial direction, and that interacting control openings at least partially in the same angular range are arranged. 5· Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder und die Steuerhülse relativ zueinander in Form einer Schraubenbewegung gleichzeitig axial verschiebbar und verdrehbar sind.5 · Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the Inner cylinder and the control sleeve relative to each other are axially displaceable and rotatable at the same time in the form of a screw movement. 6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis J5* dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder (11, 62) in bezug auf einen die Steuerhülse (21, 59) umgebenden, das Gehäuse (26, 60) der Steuervorrichtung bildenden Außenzylinder .feststeht, und daß die Steuerhülse zwischen Innenzylinder und Außenzylinder wenigstens in einem Winkelbereich drehbar ist.6. Control device according to one of claims 1 to J5 * characterized in that the inner cylinder (11, 62) with respect to one of the Control sleeve (21, 59) surrounding the housing (26, 60) of the control device forming outer cylinder .fixed, and that the control sleeve between the inner cylinder and the outer cylinder at least in an angular range is rotatable. 7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 der Innenzylinder zwischen Steuerhülse und Arbeitskolben wenigstens in einem Winkelbereich drehbar ist.7. Control device according to claim 1, characterized in that the inner cylinder da3 is rotatable between control sleeve and working piston at least in an angular range. 8. Steuervorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (21) oder der Innenzylinder (11) an einen Motor (23) angekuppelt und von diesem - gegebenenfalls mit ver-8. Control device according to claim 3> characterized in that the control sleeve (21) or the inner cylinder (11) is coupled to a motor (23) and from this - possibly with änderbarer Drehzahl - antreibbar ist.changeable speed - is drivable. 9· Steuervorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (59) oder der Innenzylinder (62) von einem Turbinerantrieb (Düsen 63 und Zahnkranz 65) angetrieben ist.9 · Control device according to claim 3 * thereby characterized in that the control sleeve (59) or the inner cylinder (62) from a turbine drive (Nozzles 63 and ring gear 65) is driven. 10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Speisung des Turbinenantriebes aus der gleichen Druckquelle erfolgt wie die über die Steuerteile (Innenzylinder 62 und Steuerhülse 59) bewirkte Speisung des den Arbeitskolben (70).umschließenden Zylinders.10. Control device according to claim 9 »characterized in that the feed of the turbine drive comes from the same pressure source as that via the control parts (inner cylinder 62 and control sleeve 59) caused the cylinder surrounding the working piston (70) to be fed. 11. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Speisung über das Rohr eines Bohrgestänges (55) erfolgt, in dessen Verlauf ein einen Amboss, der durch Sehlä- - ge auf eine Bohrkrone (85) einwirkt, betätigender Arbeitskolben (70) vorgesehen ist.11. Control device according to claim 10, characterized characterized in that the feed takes place via the pipe of a drill pipe (55), in the course of which an anvil that acts on a drill bit (85) through saw blades is actuated Working piston (70) is provided. 12. Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßleitung (Vertikalbonrung 82) des Turbinenantriebes und/ oder die Ausgangsleitung (Vertikalbohrung J6) des Zylinders in dem Gehäuse (60) abwärts zu der Bohrkrone (85) geführt ist.12. Control device according to claim 11, characterized in that the outlet line (vertical bonrung 82) of the turbine drive and / or the output line (vertical bore J6) of the cylinder in the housing (60) is guided downwards to the drill bit (85). 13· Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben bei seiner Axialbewegung über eine Schraubenführung (51, 52) mit starker Steigung den Innen-13 · Control device according to claim 3, characterized in that the working piston during its axial movement over a screw guide (51, 52) with a steep incline, the inner - 24 -- 24 - - 24 - ■ ■ .- 24 - ■ ■. zylinder oder die SteuerhUlse in eine hin- und hergehende Drehbewegung versetzt, bei der die Steueröffnungen an beiden Steuerteilen periodisch zur Deckung miteinander kommen (Fig. 7» 8).cylinder or the control sleeve set in a reciprocating rotary movement, in which the control openings on both control parts periodically to Coincide with each other (Fig. 7 »8). 14. Steuervorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet , daß der Innenzylinder (11) in Höhe der Steueröffnungen der SteuerhUlse (21) teilweise umlaufende Schlitze (43 bis 46) aufweist.14. Control device according to claim 3 *, characterized in that the inner cylinder (11) at the level of the control openings of the control sleeve (21) partially circumferential slots (43 to 46) having. 15· Steuervorrichtung nach Anspruch 14, d. a d u r c h · g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Schlitze-sich Jeweils über einen "Winkelbereich von etwas weniger als l80° erstrecken.15 · Control device according to claim 14, d. a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t that the slots-themselves Extend each over an "angular range of slightly less than 180 °. 16. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (21, 59) ein Paar um " einen Winkel zueinander versetzter längslaufender Nuten (33, 34j 58) oder Bohrungen besitzt, von denen jede mindestens eine Radialbohrung (35* J6) zvm Zuführen der Druckflüssigkeit zu den Steueröffnungen aufweist.16. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control sleeve (21, 59) has a pair of longitudinal grooves (33, 34j 58) or bores offset from one another by an angle, each of which has at least one radial bore (35 * J6 ) zvm supplying the hydraulic fluid to the control openings. 17· Steuervorrichtung nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (21, 59) eine weitere längslaufende Nut oder Bohrung (37» 76) mit zwei Querbohrungen (40, 4lj 75) zum Abführen der Druckflüssigkeit aufweist.17 · Control device according to claim l6, characterized characterized in that the control sleeve (21, 59) has a further longitudinal groove or bore (37 »76) with two transverse bores (40, 4lj 75) for discharging the hydraulic fluid. 18. Steuervorrichtung nach Anspruch 13* dadurch18. Control device according to claim 13 * thereby - 25 -- 25 - gekennzeichnet, daß die Steueröffnungen in der Steuerhülse und/oder dem Innenzylinder Langlöcher (53) mit vorwiegend senkrechter Komponente ihrer Längsachse sind (Pig. 9)·characterized in that the control openings in the control sleeve and / or the inner cylinder elongated holes (53) with predominantly vertical ones Components of their longitudinal axis are (Pig. 9) ·
DE7246553U Hydraulic control device for moving a working piston, in particular for a hammer drill for drilling earth or rock Expired DE7246553U (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE7246553U true DE7246553U (en) 1973-08-30

Family

ID=1288153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE7246553U Expired DE7246553U (en) Hydraulic control device for moving a working piston, in particular for a hammer drill for drilling earth or rock

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE7246553U (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8715784U1 (en) * 1987-11-28 1989-03-23 Salzgitter Maschinenbau GmbH, 3320 Salzgitter Control device for a hydraulic drive device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8715784U1 (en) * 1987-11-28 1989-03-23 Salzgitter Maschinenbau GmbH, 3320 Salzgitter Control device for a hydraulic drive device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3027393A1 (en) FLOCK DRILL DRIVEN WITH A FLUID
DE2021888A1 (en) Pusher
DE2645213B2 (en) Impact tools, in particular for rock drilling machines
DE937763C (en) Fluid operated shock drive, especially for earth drills
DE1558992B1 (en) Deep hole hammer drill
DE2804388A1 (en) HYDRAULIC ROCK DRILL
EP0168382B1 (en) Device for percussive and/or rotary drilling
DE2137385A1 (en) Rock drill
DE2733508C3 (en) Countersink hammer
DE7246553U (en) Hydraulic control device for moving a working piston, in particular for a hammer drill for drilling earth or rock
EP0933169B1 (en) Fluid driven percussion device
DE2262363A1 (en) HYDRAULIC CONTROL DEVICE FOR MOVING A WORKING PISTON, IN PARTICULAR FOR A DRILL FOR DRILLING IN THE BODY OR ROCK
DE1627936A1 (en) Screw press
DE4134918C1 (en) Deep-hole hammer for use in drilling - includes control edges on movable sliders which move so edge is in pressurised cylinder chamber
DE3024218A1 (en) Cluster down-the-hole drill - for large-dia. wells with separate rotation of each hammer superimposed to common rotation
DE2609376C3 (en) Downhole hammer
EP0183874A1 (en) Hydraulic percussion tool
DE3336684C2 (en)
DE970923C (en) Gripping drill for making vertical holes
EP0089568A1 (en) Fluid operated linear-to-rotary actuator
AT333225B (en) PNEUMATIC ROTARY IMPACT DRILL
DE374365C (en) Rock drill driven by hydraulic line pressure surge
DE2300388C3 (en) Impact device
DE2505396A1 (en) Drill for bore holes in mines - has tool shaft driven by hydraulic motor supplied by pump of hydraulic roof support
AT166824B (en) Hydraulically operated sausage filling machine