DE920842C

DE920842C - Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit des Bohrers einer Gesteinsbohrmaschine

Info

Publication number: DE920842C
Application number: DEA12929A
Authority: DE
Inventors: Max Bassner
Original assignee: Salzgitter Maschinen AG
Current assignee: Salzgitter Maschinen AG
Priority date: 1951-02-21
Filing date: 1951-02-21
Publication date: 1955-12-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit des Bohrers einer Gesteinsbohrmaschine Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit des Bohrers einer Gesteinsbohrmaschine mit einem in Abhängigkeit vom Bohrdruck verschiebbaren Bohrer und einem Regler.
Bei dem bekannten Verfahren dieser Art wird für die Änderung der Vorschubgeschwindigkeit der Spindel eine Kupplung verwendet, die in Abhängigkeit vom Bohrdruck ein- und ausgerückt wird. Es erfolgt dabei eine ruckweise Regulierung, die einmal den Regelvorgang ungünstig beeinflußt und sodann aber auch eine ziemlich verwickelte Konstruktion erfordert.
Demgegenüber ist gemäß der Erfindung eine wesentliche Verbesserung dadurch erzielt, daß der Regler die Drehzahl des mit veränderlicher Drehzahl arbeitenden Vorschubmotors in Abhängigkeit vom Bohrdruck in der Weise unmittelbar steuert, daß der Bohrdruck mit Hilfe der Veränderlichkeit der Drehzahl des Vorschubmotors konstant bleibt. hie Regeltätigkeit bei Anwendung dieses neuen Verfahrens gestaltet sich sanft und stoßfrei, was wiederum zur Folge hat, daß die praktische Ausführung einfach und unkompliziert ist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Gesteinsbohrmaschine zur Durchführung des neuen Verfahrens. Das Neue dieser Gesteinsbohrmaschine besteht gemäß der Erfindung darin, daß als Vorschubmotor ein druckmittelbetriebener Drehkolbenmotor dient, während der Regler mit Hilfe eines Schiebers unmittelbar den Druckmitteleinlaß des Drehkolbenmotors steuert. Dabei ist zweckmäßig der Steuerschieber des Drehkolbenmotors auf der axial verschiebbaren Vorschubspindel angeordnet. Ein in dieser Weise ausgebildeter Motor eignet sich für die Konstanthaltung des Bohrdrucks im Sinne der Erfindung besonders gut.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Rückstellung des Steuerschiebers mit Hilfe einer Rückstellkraft, z. B. einer Rückstellfeder. Dabei kann zusätzlich auf dem Steuerschieber noch der Druck des Betriebsmittels lasten.
Um den Bohrdruck auf die gewünschte Höhe jederzeit einstellen zu können, ist im Sinne der Erfindung die Kraft der Rückstellfeder auf den gewünschten Bohrdruck im voraus einstellbar.
Besonders günstige Betriebsverhältnisse ergeben sich dann, wenn die axial verschiebbare Vorschubspindel an ihren beiden Enden in Längslagern ruht und die Axialbewegung der Spindel beiderseits durch Anschläge am feststehenden Gehäuse abwechselnd begrenzt ist. Dadurch wird erreicht, daß auf die Spindel nur Zugkräfte wirken, was eine weitere Vereinfachung der konstruktiven Ausgestaltung der neuen Vorrichtung bedeutet.
Die Zeichnung zeigt schematisch eine beispielsweise Anordnung der selbsttätigen Bohrdruckregulierung gemäß der Erfindung im Schnitt.
Die Gesteinsbohrkrone a sitzt auf einer Bohrstange h und wird durch einen Bohrmotor c über die Zahnradvorgelege d und e angetrieben bzw. in Rotation versetzt, wodurch das anstehende Gestein f zerspant wird, wenn die Bohrkrone außerdem noch mit einem der Festigkeit des Gesteins entsprechenden kontinuierlichen Vorschubdruck angedrückt wird. Der Vorschubdruck i wird durch die Vor-Schubspindel lt auf die Vorschubrnutter g der Gesteinsbohrmaschine bzw. auf die Bohrkrone a übertragen. Bohrmaschine und Vorschubapparat sind in einen gemeinsamen Rahmen, der nicht besonders gezeichnet, sondern nur durch die strichpunktierte Linie k angedeutet ist, gelagert. Die Vorschubspindel la ist hierbei so längs beweglich in den Rollenlagern q gelagert, daß sie beim Vorschieben als auch beim Zurückziehen stets auf Zug und nicht auf Knickung beansprucht wird. Die Vorschubspindel h wird durch den am Rahmen der Bohrmaschine befestigten Preßluftvorschubmotor l über das Ritzel m und das Zahnrad it angetrieben. Im Motor Z ist seitlich ein Drosselregelschieber o verschiebbar angeordnet, welcher mit seinem linken Ende über das Längslager p in der Längsrichtung fest, jedoch drehbar mit der Vorschubspindel la verhunden ist. Am anderen Ende ist die Vorschubspindel la über das Längslager r mit der Hülse s verbunden, die an dem Übertragungshebel t anliegt, während das andere Hebelende sich auf die Druckfeder u abstützt. Die Druckfeder it kann durch die Stellschraube z, mehr oder weniger entsprechend dem gewünschten Bohrdruck gespannt werden.
Die Wirkungsweise ist folgende: Der Bohrmotor c ist in Tätigkeit gesetzt, die Bohrkrone a ist noch nicht an das zu bohrende Gestein angesetzt und dreht sich frei. Nun wird der Vorschubmotor Z voll in Lauf gesetzt, indem Preßluft über den Lufteintritt w in den Drosselschi.eberraum x eintritt und über die voll geöffneten Kanäle y in den A@lotor L einströmt. Diese Wirkung tritt deswegen ein, weil einerseits die Stirnseite des Drosselschiebers o im Raum x den Drosselschieber in der unteren Betriebslage hält, was einem bestimmten Mindestbohrdruck entspricht, und weil andererseits die Druckfeder u über den Hebel t, Hülse s, Lager y, Vorschubspindel h- und Lager p den Drosselschieber o ebenfalls in der linken gezeichneten Endlage festhält.
Der Preßluftvorschubmotor L läuft daher mit voller Geschwindigkeit und versetzt über die Welle z, Zahnräder m und ia, die Vorschubspindel h in Drehung, die nun die Bohrmaschine c über die Vorschubmutter ä im Leergang so lange rasch vorwärts bewegt; bis die Bohrkrone a sich auf das Gestein aufsetzt und Widerstand findet. Ist der Bohrwiderstand auf die Größe i, die etwa der Kraft der Federn it und ui sowie des Betriebsmittels entspricht, angestiegen, so wird die Vorschubspindel h und mit ihr der Drosselschieber o nach rechts verschoben, bis sich die Kanäle y im Schieber o und Vorschubmotor l so abdrosseln und die Drehzahl des Vörschubmotors Z so vermindert, daß die Vorschubgeschwindigkeit genau dem verlangten Bohrdruck i entspricht. Wird das zu bohrende Gestein weicher, so wird der Bohrfortschritt rascher, der Bohrdruck läßt nach, der Drosselschieber o öffnet die Kanäle y, der Bohrmotor läuft schneller, so lange, bis sich der Bohrdruck i wieder in voller Größe eingestellt hat. Die Vorschubspindel steht hierbei unter Zugspannung und hängt am Lager y. Beim Zurückziehen des Bohrers aus dem Bohrloch wird die Drehrichtung des Vorschubmotors umgesteuert, wodurch die Vorschubspindel lt umgekehrt läuft und die Bohrstange, h mit voller Geschwindigkeit zurückzieht, wobei die Bohrspindel la ebenfalls wieder unter Zug steht und am Lager p hängt. Der Vorschubdruck wird entsprechend der Härte des Gesteins durch Spannen der Feder u eingestellt. Die Vorschubkraft i kann an der Feder z, geeicht und an der Skala abgelesen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit des Bohrers einer Gesteinsbohrmaschine mit einem in Abhängigkeit vom Bohrdruck vorschiebbaren Bohrer und einem Regler, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (o) die Drehzahl des mit veränderlicher Drehzahl arbeitenden Vorschubmotors (l) in Abhängigkeit vom Bohrdruck in der Weise unmittelbar steuert, daß der Bohrdruck mit Hilfe der Veränderlichkeit der Drehzahl des Vorschubmotors konstant bleibt.
2. Gesteinsbohrmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch z, gekennzeichnet durch einen druckmittelbetriebenen Drehkolbenmotor (d) als Vorschubmotor und den mit Hilfe eines Schiebers (o) unmittelbar den Druckmitteleinlaß (y) des Drehkolbenmotors (L) steuernden Regler.
3. Gesteinsbohrmaschine nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (o) des Drehkolbenmotors (i7 auf der axial verschiebbaren Vorschubspindel (h) angeordnet ist.
4. Gesteinsbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (o) auf der Vorschubspindel (h) drehbar, aber nicht axial verschiebbar ist.
5. Gesteinsbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 4, gekennzeichnet durch den mit Hilfe einer Rückstellkraft, z. B. Rückstellfeder (u, u1), rückstellbaren Steuerschieber (o).
6. Gesteinsbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 5, gekennzeichnet durch den zusätzlich vom Druck des Betriebsmittels (w) belasteten Steuerschieber (o).
7. Gesteinsbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Rückstellfeder (u) auf den gewünschten Bohrdruck im voraus einstellbar ist. B.
Gesteinsbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 7, gekennzeichnet durch mehrere Rückstellfedern, von denen die eine (u1) unverstellbar ist und unmittelbar auf den Steuerschieber (o) einwirkt, während die andere (u) verstellbar am entgegengesetzten Ende der Vorschubspindel (h) angesetzt ist.
9. Gesteinsbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbare Vorschubspindel (h) an ihren beiden Enden in Längslagern (p, r) ruht und die Axialbewegung der Spindel beiderseits durch Anschläge am feststehenden Gehäuse (k) abwechselnd begrenzt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 193 888, 347 5 16, 355 595, 449 948; USA.-Patentschriften Nr. 2 255 231, 2 380 457.