DE92345C

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Publication number: DE92345C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Bei Stofsbohrmaschinen wird die hin- und hergehende Bewegung des Bohrers bezw. des denselben tragenden Stofskolbens entweder unter Vermittelung mechanischer Getriebe hervorgerufen (mechanische Stofsbohrmaschinen) oder ohne Vermittelung solcher Getriebe direkt durch die Betriebskraft, nämlich durch Dampf, Druckluft oder elektromagnetische Zugkraft (direkt wirkende Stofsbohrmaschinen). Im letzteren Falle wirkt immer die Betriebskraft abwechselnd in der Richtung des Stofses und in der entgegengesetzten Richtung treibend auf den Kolben, ganz wie bei der gewöhnlichen Dampfmaschine, nur dafs hier die Nutzarbeit ausschliefslich in Massenbeschleunigung besteht, während bei der Dampfmaschine die unvermeidlichen Massenbeschleunigungen gerade zu schädlichen Widerständen (Beschleunigungsdrucken) Veranlassung geben. In fabric drilling machines, the reciprocating movement of the drill is BEZW. of the same load-bearing substance piston caused either by means of mechanical gears (mechanical material drilling machines) or without the intermediary of such gears directly through the operating force, namely through steam, Compressed air or electromagnetic traction (direct-acting drill press). In the latter Trap always acts alternately in the direction of the substance and in the operating force drifting in the opposite direction on the piston, just like the ordinary one Steam engine, only that here the useful work consists exclusively of mass acceleration, while with the steam engine the inevitable mass accelerations are just increasing give rise to harmful resistances (acceleration pressure).

Die hin- und hergehende Bewegung mufs aber ferner in eine einseitig stofsende umgewandelt werden. Hierzu kommt bei direkt wirkenden Stofsbohrmaschinen eine Prell- oder Bufferfeder (bezw. ein Luftkissen) zur Verwendung, welche die Bewegungsenergie des Stofskolbens beim Rückgang als Spannkraft aufnimmt und beim Vorwärtsgang wieder in Bewegungsenergie umsetzt, also auch die Energie des Rückganges für den Schlag ausnutzt.The to-and-fro movement must, however, also be converted into a one-sided movement will. For this purpose, a bounce or buffer spring (or an air cushion) is used on direct-acting drills, which absorbs the kinetic energy of the piston as a tension force when it falls and returns to it when moving forward Converts kinetic energy, so also uses the energy of the decline for the blow.

Für den normalen Betrieb einer Stofsbohrmaschine reichen diese Einrichtungen aus. Klemmt dagegen der Bohrer im Loche fest, so wird, wenn die Maschine nicht stehen bleiben soll, plötzlich eine erhebliche Zugkraft nach rückwärts erforderlich, zu deren Erzeugung die Betriebskraft in der Regel nicht ausreicht.These devices are sufficient for normal operation of a drill press. If, on the other hand, the drill is stuck in the hole, the machine will not stop should remain, suddenly a considerable tractive force backwards required to generate it the operating force is usually insufficient.

Dieser Uebelstand, welcher ganz besonders die praktische Brauchbarkeit der elektromagnetischen Stofsbohrer beeinträchtigt, läfst sich vollständig beseitigen durch das Rückzug-Federwerk, welches den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet. Das Wesentliche derselben besteht darin, aufser der erwähnten hinteren Prellfeder noch eine zweite Feder zu verwenden, welche so angeordnet ist, dafs sie dem Schlage des Stofskolbens entgegenwirkt. Von der zuweilen zum Schütze des vorderen Maschinendeckels beim Leerlauf oder bei zu langem Hub neben der hinteren Feder angewendeten vorderen Prellfeder unterscheidet sich diese Rückzugfeder dadurch, dafs sie den Kolben innerhalb seines normalen Hubes in seiner Vorwärtsbewegung hindert, während die Prellfeder lediglich bei zu langem Hub zur Wirkung kommt.This evil, which is especially the practical usefulness of the electromagnetic Material drill impaired, can be completely eliminated by the retraction spring mechanism, which forms the subject of the present invention. The essence of the same consists of using a second spring in addition to the rear bounce spring mentioned, which is arranged so that it counteracts the impact of the piston. From the at times to the shooter in the front Machine cover applied next to the rear spring when idling or when the stroke is too long front bounce spring, this return spring differs in that it moves the piston within its normal stroke prevents its forward movement, while the buffer spring only for too long a stroke Effect comes.

Auf den ersten Blick könnte es den Anschein haben, dafs durch diese Einrichtung der Schlag geschwächt werde. Dies ist aber thatsächlich nicht der Fall, wenn, wie vorausgesetzt, aufser der Rückzugfeder auch noch die hintere Prellfeder vorhanden ist. Die Rückzugfeder nämlich wirft, wenn der Bohrer nicht klemmt, nach jedem Schlage den Kolben zurück, giebt also genau so viel Arbeit, als sie aufgenommen hat, wiederum an den zurückgehenden Kolben, durch ihn an die hintere Prellfeder und schliefslich an den vorwärtsAt first sight it might appear that through this arrangement the blow will be weakened. But this is actually not the case if, as assumed, In addition to the return spring, the rear bounce spring is also present. The return spring namely, if the drill does not jam, it throws the piston after each stroke back, so gives exactly as much work as it has taken up, again to the returning one Piston, through it to the rear bounce spring and finally to the forward

schlagenden Kolben ab. Die Wirkung der Rückzugfeder besteht also bei normaler Arbeit lediglich darin, dafs der Hub des Stofskolbens vergröfsert und die hintere Prellfeder stärker als sonst beansprucht wird; auf die Schlagstärke ist die Rückzugfeder ohne Einflufs. Klemmt dagegen der Bohrer im Loch, so leistet die Rückzugfeder die zum Herausziehen erforderliche Reibungsarbeit und beschleunigt nicht mehr so wie vorher den Kolben beim Rückgang; der nächste Schlag nach der Klemmung also fällt in der That schwächer aus, was aber unvermeidlich ist, da Energie zur Leistung von Reibungsarbeit verbraucht wurde.beating piston. The action of the return spring therefore exists during normal work only in the fact that the stroke of the piston is increased and the rear rebound spring stronger than is otherwise claimed; the return spring has no influence on the impact force. Stuck on the other hand, if the drill is in the hole, the return spring does what it takes to pull it out Friction work and no longer accelerates the piston as it did before when going back; the next blow after clamping is actually weaker, but this is unavoidable, since there is energy for power was consumed by friction work.

Fig. ι veranschaulicht die beschriebene Einrichtung bei einer schematisch angedeuteten elektromagnetischen Stofsbohrmaschine. Der aus unmagnetischem Material bestehende Stofskolben K, welcher mit Hülfe der abwechselnd vom Strom durchfiossenen Magnetisirungsspulen P₁ und P₂ und des Eisenkernes E in Bewegung versetzt wird, trägt den Bundring G, welcher innerhalb des normalen Hubes einerseits gegen die hintere Prellfeder F₂, andererseits gegen die Rückzugfeder F₁ stöfst. Das vom Bundring G abgewendete Ende von F₁ ist am vorderen Maschinendeckel, dasjenige von F₂ an einem ringförmigen Vorsprung H des Maschinengehäuses befestigt.Fig. Ι illustrates the device described in a schematically indicated electromagnetic drill press. The material piston K made of non-magnetic material, which is set in motion with the aid of the magnetizing coils P ₁ and P ₂ through which the current flows alternately and the iron core E , carries the collar G, which within the normal stroke on the one hand against the rear baffle spring F ₂ , on the other hand against the return spring F ₁ . The end of F ₁ facing away from the collar G is fastened to the front machine cover, that of F _{2 is} fastened to an annular projection H of the machine housing.

Nimmt man die Rückzugfeder F₁ heraus und ordnet sie so an, dafs sie nur bei zu langem Hub als Prellfeder wirkt, und läfst die Maschine arbeiten, so tritt, da keine erhebliche Rückzugkraft vorhanden ist, schon nach geringer Abnutzung des Bohrmeifsels ein Festklemmen desselben ein, so dafs die Maschine stehen bleibt; setzt man aber die richtig angeordnete Rückzugfeder ein, so arbeitet der schon abgenutzte Meifsel anstandslos weiter, bis er so stark abgenutzt ist, dafs auch die Rückzugkraft der Feder sein Festklemmen nicht mehr verhindern kann. Die Maschine wird somit erst durch die Rückzugfeder wirklich praktisch brauchbar.If you take out the retraction spring F ₁ and arrange it so that it only acts as a bounce spring if the stroke is too long, and if the machine is running, since there is no significant retraction force, the drill bit will jam even after slight wear so that the machine stops; but if the correctly arranged return spring is used, the already worn chisel continues to work without any problems until it is so worn that the return force of the spring can no longer prevent it from jamming. The machine can only really be used in practice thanks to the return spring.

Bei einer und derselben Rückzugfeder ist die beschriebene Wirkung offenbar um so gröfser, je mehr die Feder vom Stofskolben beim Schlage gespannt wird, d. h. je weiter dieselbe in den Bereich des normalen Stofskolbenhubes hineinreicht. Die gröfste Wirkung erreicht man somit, wenn man die Rückzugfeder — und ebenso die hintere Prellfeder ·— schon in der Ruhelage gegen den Bundring des Kolbens anliegen läfst, wie dies Fig. 2 darstellt. Dein Kolben wird jetzt durch die beiden Federn eine bestimmte Mittellage angewiesen, und es ist nun wünschenswerth, dafs diese Mittellage mit der in elektromagnetischer Beziehung günstigsten zusammentrifft. Deshalb ist die Mittellage einstellbar gemacht, indem die beiden Federn nicht direkt am Maschinengehäuse, sondern in einem durch Schraubvorrichtungen S₁ und S₂ einstellbaren Federgestell befestigt sind. Das letztere besteht aus zwei Ringen R₁ und R₂, welche durch Stangen Z₁ und Z₂ mit einander verbunden sind.With one and the same return spring, the effect described is obviously greater, the more the spring is tensioned by the piston when it hits, ie the further it extends into the range of the normal piston stroke. The greatest effect is thus achieved if the return spring - and also the rear bounce spring - are already in the rest position against the collar of the piston, as shown in FIG. Your piston is now directed to a certain central position by the two springs, and it is now desirable that this central position coincides with the most favorable in electromagnetic relation. The central position is therefore made adjustable by not attaching the two springs directly to the machine housing, but rather in a spring frame that can be adjusted using screw devices S ₁ and S _2. The latter consists of two rings R ₁ and R ₂ , which are connected to one another by rods Z ₁ and Z _2.

Diese Anordnung läfst sich noch dahin ausbilden, dafs man die beiden Federn F₁ und F₂ beim Einsetzen in das Federgestell durch Muttern M₁ und M₂ so gegen einander spannt, dafs jede derselben noch nicht ganz entspannt wird, wenn die andere zusammengedrückt ist. Mittels dieser an sich bekannten Anordnung spart man bei gleichem Materialverbrauch für die Federn deren Befestigung an den Ringen ,R₁ und R₂. Die beiden Federn brauchen jetzt nur halb so stark zu sein als vorher, müssen dagegen auf die doppelte Länge zusammengedrückt werden können. Zur Veranschaulichung dieser Einspannung der beiden Federn ist bei Fig. 2 noch eine derselben in ungespanntem Zustande besonders dargestellt. Da nun aber der Kolben nach jedem Schlage gedreht werden mufs, während der Bundring jetzt zwischen die Federn eingespannt ist, so mufs der Bundring in diesem Falle auf dem. Kolben drehbar angeordnet werden und ist deshalb zu einer sogenannten Stofsbüchse B umgebildet.This arrangement läfst still form as meaning one That the two springs F ₁ and F ₂ when inserted in the spring frame by nuts M ₁ and M ₂ against each other so biased, that each of them is not yet completely relaxed when the other is compressed. By means of this arrangement, known per se, the fastening of the springs to the rings, R ₁ and R _{2, is} saved with the same material consumption for the springs. The two springs now only need to be half as strong as before, but they must be able to be compressed to twice the length. In order to illustrate this clamping of the two springs, one of the springs is shown in FIG. 2 in its untensioned state. But since the piston has to be turned after each stroke while the collar is now clamped between the springs, the collar must in this case be on the. Piston are rotatably arranged and is therefore converted into a so-called B cane.

Endlich kann man die letztbeschriebene Anordnung auch noch dahin abändern, dafs man nur eine Feder verwendet, welche aber gleichzeitig, etwa wenn sie ausgedehnt wird, als hintere Prellfeder und, wenn sie zusammengedrückt wird, als Rückzugfeder wirkt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Im Gegensatz zu den lediglich einseitig beanspruchten Federn in Fig. ι und 2 wird die Feder F in Fig. 3 abwechselnd in zwei Richtungen beansprucht und ist demgemäfs auch beiderseits befestigt, einmal an einem wie vorher verstellbaren Ringe R und dann an der Stofsbüchse B. Finally, the arrangement described last can also be modified so that only one spring is used, which at the same time acts as a rear bounce spring, for example when it is expanded, and as a return spring when it is compressed, as can be seen in FIG. In contrast to the springs in Fig. 1 and 2, which are only stressed on one side, the spring F in Fig. 3 is alternately stressed in two directions and is accordingly also attached on both sides, once on a ring R, which is adjustable as before, and then on the cloth sleeve B.

Bei allen, vorbeschriebenen Ausführungsformen ist die besondere Art der zur Verwendung kommenden Federn im Allgemeinen gleichgültig. In den Zeichnungen sind Schraubenfedern dargestellt, und zwar in Fig. 2 eingängige, in gewöhnlicher Weise aus Rundstahl hergestellte, während in den Fig. 1 und 3, da hier eine Befestigung der Federn durch Schrauben oder dergleichen erforderlich wird, eine besondere Art von zweigängigen Schraubenfedern angenommen ist, welche man in einfachster Weise durch Ausfräsen aus einem Stahlrohr herstellt. Neben Fig. 3 ist eine solche Feder noch besonders in Ansicht abgebildet.In all of the embodiments described above, the particular type of use is the one coming feathers generally indifferent. In the drawings are coil springs shown, namely in Fig. 2 catchy, in the usual way made of round steel produced, while in Figs. 1 and 3, as here a fastening of the springs by screws or the like is required, a special type of double-threaded coil springs is assumed, which can be done in the simplest way by milling out of a steel pipe manufactures. In addition to FIG. 3, such a spring is particularly shown in a view.

Unter gewissen Umständen, insbesondere bei gröfseren Ausführungen, kann es sich empfehlen, die Schraubenfedern durch Blattfedern zu er-Under certain circumstances, especially in the case of larger versions, it may be advisable to the coil springs to be replaced by leaf springs

setzen. Eine derartige Ausführung, welche im übrigen genau dem Schema der Fig. 2 entspricht, veranschaulicht Fig. 4. Jede der vorher mit F₁ und F₂ bezeichneten Federn besteht hier aus einem System von Blattfedern fif%··· und V₁ V₂ . . ., eine Anordnung, durch welche man eine grofse Durchbiegung ohne übermäfsige Verlängerung der Federn erreicht. Die Ringe R₁ und i?₂ sind hier durch Traversen T₁ und T₂ ersetzt, während die Stangen Z₁ und Z₂ und die Muttern M₁ und Af₂ in gleicher Weise wie vorher Anwendung finden. Zur Vereinfachung der Darstellung ist hier die Verstellbarkeit des Federgestelles in der Zeichnung fortgelassen. Die Stofsbüchse B hat eine zweckentsprechende Umbildung erfahren. Das Federwerk liegt im Gegensatz zu Fig. ι aufserhalb des Maschinengehäuses; dort ist eine gewöhnliche, hier eine gröfsere Vertical-Stofsbohrmaschine für Steinbrüche u. s. w. zu Grunde gelegt.set. Such an embodiment, which otherwise corresponds exactly to the scheme of FIG. 2, is illustrated in FIG. 4. Each of the springs previously designated F ₁ and F ₂ consists here of a system of leaf springs fif% ··· and V ₁ V ₂ . . ., an arrangement by which a great deflection is obtained without excessive elongation of the springs. The rings R ₁ and i? ₂ are replaced here by cross members T ₁ and T ₂ , while the rods Z ₁ and Z ₂ and the nuts M ₁ and Af _{2 are used} in the same way as before. To simplify the illustration, the adjustability of the spring frame is omitted in the drawing. The fabric canister B has been appropriately remodeled. In contrast to FIG. 1, the spring mechanism lies outside the machine housing; there is an ordinary, here a larger vertical material drilling machine for quarries etc. used as the basis.

Die bei der vorliegenden Federanordnung nicht interessirenden Maschinentheile sind überall fortgelassen; in Fig. 1 ist nur noch der Drall des Dreh werkes auf dem hinteren Kolbenende angedeutet.The machine parts not of interest in the present spring arrangement are everywhere omitted; in Fig. 1 is only the twist of the rotary works on the rear end of the piston indicated.

Claims

Patent Claims:

1. Retraction - spring mechanism for direct acting Drilling machines for the purpose of withdrawing the drill in the event of jamming in the borehole, consisting of a spring or a spring system, which is arranged so that it is the blow of the Counteracts material piston forward within its normal stroke.

2. A spring mechanism according to claim 1, wherein the piston by the return spring on the one hand and the rear bounce spring on the other hand respectively. through the appropriate A certain central position is assigned to the spring systems.

3. A spring mechanism according to claim 2, wherein the two springs or spring systems are replaced by a spring or a spring system, which alternately pulls and experiences pressure stress.

4. For the purpose of adjusting the central position of the piston, the special embodiment of the spring mechanism according to claim 2 or 3, consisting in that the spring systems on a longitudinally displaceable Spring frame are attached.

1 sheet of drawings.