EP0047944A1 - Percussion tool - Google Patents
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- EP0047944A1 EP0047944A1 EP81106994A EP81106994A EP0047944A1 EP 0047944 A1 EP0047944 A1 EP 0047944A1 EP 81106994 A EP81106994 A EP 81106994A EP 81106994 A EP81106994 A EP 81106994A EP 0047944 A1 EP0047944 A1 EP 0047944A1
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- B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
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- E21B6/06—Drives for drilling with combined rotary and percussive action the rotation being intermittent, e.g. obtained by ratchet device
Definitions
- the invention relates to a hammering and drilling device which is operated by means of hydraulic fluid, in particular water under high pressure, and which has an outer, stationary part provided at the rear with a hydraulic fluid supply line and an inner, movable part carrying a hammering and drilling tool at the front end a main control valve for the hydraulic control of an oscillating movement of the movable part designed as a percussion piston and with a pilot spool controlled by the oscillating movement of the percussion piston for the hydraulic control of the main control valve, recoil nozzles or a linkage for the propulsion being arranged at the rear end of the stationary part.
- Such a striking and drilling device is known from D E-PS 22 57 753.
- the reciprocating movement of the pilot spool is carried out mechanically as a result of the swinging movement of the percussion piston, while the control of the main control valve by the pilot spool done hydraulically.
- the pilot spool With every change of direction of the percussion piston there is an impact on the pilot spool, which reduces the usable force of the percussion piston.
- the respective impact results in a particularly safe function of the pilot spool, since the oscillating movement takes place with great certainty even when the pressure fluid is dirty and the pilot spool is correspondingly difficult to operate.
- the solution to this problem is that the pilot valve and the percussion piston form a control chamber with a pressure shoulder on the pilot valve, and that a displacement of the percussion piston opens a control bore serving to pressurize the control chamber and closes a venting bore through control edges or closes at one opposite displacement closes and opens.
- the pilot valve is therefore no longer displaced by a mechanical impact of the percussion piston on the pilot valve, but the pilot valve is displaced on the basis of hydraulic forces, in a manner similar to the movement of the main control valve from the movement of the Pilot valve causes. Because of the lack of impact, the full impact force of the percussion piston is available to the outside, so that the performance of the device according to the invention compared to the known device is significantly increased.
- the device according to the invention uses known practices for cleaning pipes and ducts with the aid of an impact and drilling tool at the front end of the device, the effect of which can be supported by the escape of liquid under high pressure and its drive with the aid of a rod or with the help of recoil nozzles at the rear end of the device.
- the percussion piston, the pilot spool and the main control valve are nested, that is to say arranged essentially concentrically to one another, and the percussion piston is designed in a manner known per se as a differential piston. Its smaller piston area is continuously pressurized, while the larger piston area is alternately pressurized and vented.
- the pilot spool is subjected to a similar, leading hydraulic effect, in which the resul Acting forces a shift of the pilot spool in one direction and the alternating pressurization and venting of an additionally created shoulder causes a temporary shift of the pilot spool in the other direction.
- the movements of the pilot spool cause the main control valve to oscillate between two end positions, the end positions each leading to the opening of one valve and the closing of another valve which are followed by hydraulic paths which lead to pressurization or ventilation of the larger piston area of the differential piston.
- the latter valves are formed, for example, by a radially outward extension on the main control valve, so that in view of the relatively large diameter with small movements of the main control valve, relatively large valve cross sections are created, which allow unimpeded access of the pressure fluid to the differential piston and a correspondingly rapid discharge ensure during ventilation.
- the impact piston which is identical to the differential piston, produces a particularly powerful impact.
- the device according to the invention is provided with a device which, from the oscillating movement of the percussion piston, forces the piston to rotate about its longitudinal axis.
- the resulting rotary movement takes place step-by-step, supporting members being used under frictional engagement which slip when the rotary movement is impeded, so that damage to the device causing the rotary movement is virtually impossible.
- a housing cover 1 with a hydraulic fluid supply line 2 or 2 ' is fastened, while on the other side the percussion piston 10 provided with a tool holder protrudes.
- a pilot spool 50 is shifted and thus a main control valve 7-n is actuated on the basis of hydraulic forces, which is described in detail below:
- liquid 3 is supplied to a space under high pressure, which liquid escapes in part via recoil nozzles 4 and is used as a recoil jet 5 to propel the device. Deviating from this, the propulsion can also take place through a linkage through which the liquid is then expediently fed to the device under high pressure.
- the majority of the pressure fluid passes through an opening 6 in the main control valve 7 and through one or more bores 8 in an insert 9 into the inner cross section of the percussion piston 10, which is large as a blind bore, and via openings 11 into a cylinder space 12 which passes through the cylinder tube 13 and is limited backwards by a seal 15 on the percussion piston 10; a further seal 14 mounted in the guide ring 54 prevents the pressurized liquid from escaping at this point.
- the space 12 is constantly pressurized by the liquid, so it is under high pressure.
- a further part of the liquid under pressure is fed via channels 16 and 17 to a drilling tool 18 and 19, from which the liquid emerges at high speed for washing and cutting purposes.
- the percussion piston has run over and opened a control bore 21 with a control edge 20 during an oscillating movement directed in the direction of arrow 22, a control edge 23 having closed a ventilation bore 24.
- a pressure shoulder 25 is pressurized on the pilot spool 50, causing the pilot spool 50 to the left (in arrow direction 22) is shifted because the forces acting on it to the left from the hydraulic loading of surfaces 25, 26 and 27 are greater overall than the forces acting to the right from a piston surface 28.
- the decisive pressure shoulder 25 is located within a control chamber 21 ' which, as shown, can be pressurized or vented.
- the main control valve 7 is constantly acted upon by the pressure of the liquid with an end face 60, while a space 29 is constantly vented via vent holes 30, 31 and 32 and is therefore depressurized.
- a space 33 is also constantly vented via bores 34, a space 35, a channel 36, an annular space 37 and openings 38 and is therefore depressurized.
- a space 39 is continuously vented via bores 31 and 32 and thus depressurized.
- a control bore 40 is connected to the space 39, whereby a space 41 is depressurized, and the main control valve 7 is shifted so far to the left by the pressure on the surface 60 that valve surfaces 42 and 43 lie one on top of the other and the passage of the bottom Pressurized liquid from the opening 6 through a bore 44 into a cylinder space 45 is interrupted.
- a passage is created between valve surfaces 46 and 47 and the cylinder space 45 is thereby connected to the environment via the channels 34 to 38 and is therefore depressurized.
- the pilot spool 50 remains in its position under the influence of the hydraulic forces acting on it on the surfaces 25, 27 and 28 and on the end face 60 of the main control valve 7 until the control edge 20 of the percussion piston has passed over the control bore 21 and closed again , at the same time the vent hole 24 is run over by the control edge 23 and opened.
- the resulting relief of the pressure shoulder 25 and as a result of the pressure shoulder 26 already relieved in a cylinder space 45 now exceeds the hydraulic force acting on the pilot valve 50 on the surface 28 and the opposing forces on the surfaces 27 and 60, so that the pilot valve 50 follows moved to the right until it strikes the boundary of room 39.
- the control bore 40 is thereby connected to a bore 51 and the cylinder chamber 41 is pressurized with hydraulic fluid.
- the force acting on the main control valve 7 in this cylinder space 41 now exceeds the force acting on it in opposition to it as a result of the surface 60, so that the main control valve 7 moves to the right until the valve surfaces 46 and 41 abut one another and thus close the outlet from the cylinder space 45 .
- This cylinder space 45 is now filled again with hydraulic fluid via the annular gap formed between the valve surfaces 42 and 43.
- a compression spring 61 holds the main control valve 7 in a position in which the valve surfaces 46 and 47 abut one another. This prevents valve displacement during transport, i.e. outside of the company. It ensures that the starting position is always ready for operation; the spring 61 has no function during operation.
- FIG. 2 another embodiment of the impact and drilling device according to the invention is shown, which differs from the embodiment described above in that the pilot spool 50 is moved auxiliary due to mechanical action due to the swinging movement of the percussion piston 10 when the hydraulic, which is usually active Reversal fails.
- an end face 62 on the percussion piston 10 is flat in itself, so that it can interact with the end face 28 of the pilot valve 50.
- the further baffle pairing consists of the pressure shoulder 25, which is carried along by the control edge 23 if the hydraulic reversal fails, which leads to an oscillating movement of the pilot spool 50.
- both exemplary embodiments do not differ from one another.
- the insert 9 is guided and adjustable in length by means of a thread in the pilot valve 50, as a result of which the free passage cross section can be set on the valve surfaces 42 and 43.
- Both embodiments are also a device for forced rotation from the oscillating movement of the percussion piston 10 together, which is only shown in FIG. 1 is shown. It comprises two opposing members 55 and 56, the axis of rotation of which extends radially and which are rotatably mounted in the wall of the percussion piston 10.
- a cantilever is arranged at its respective outer end, which projects in the circumferential direction from the central axis of the respective links 55 and 56.
- an extension with a double wedge surface points once in the direction of the drilling tool 18 (link 55) and in the direction of the feed line 2 (link 56).
- the double wedge surfaces dip into a keyway 58 and 59 and are each biased by means of a spring 57 so that they form a frictional engagement with the keyway 58 or 59 before reaching the end position of the percussion piston 10, that is to say a support point.
- the further movement of the percussion piston 10 causes each link 55 or 56 to perform a rotary movement around the point of frictional engagement, so that the central axis of each link 55 or 56 performs a circular movement with respect to the point of frictional engagement.
- the impact and drilling device according to the invention is held approximately in the middle of the tool, the device can be placed on a slide, the runners of which can be adjusted over a wide range and can thus be adapted to different diameters.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schlag- und Bohrvorrichtung, die mittels Druckflüssigkeit, insbesondere Wasser unter Hochdruck betrieben wird und einen äußeren, rückwärtig mit einer Druckflüssigkeit-Zuführleitung versehenen ruhenden Teil sowie einen inneren, am vorderen Ende ein Schlag- und Bohrwerkzeug tragenden beweglichen Teil aufweist, mit einem Hauptsteuerventil zur hydraulischen Steuerung einer Schwingbewegung des als Schlagkolben ausgebildeten beweglichen Teiles und mit einem von der Schwingbewegung des Schlagkolbens seinerseits gesteuerten Vorsteuerschieber zur hydraulischen Steuerung des Hauptsteuerventils, wobei am hinteren Ende des ruhenden Teils Rückstoßdüsen oder ein Gestänge für den Vortrieb angeordnet sind.The invention relates to a hammering and drilling device which is operated by means of hydraulic fluid, in particular water under high pressure, and which has an outer, stationary part provided at the rear with a hydraulic fluid supply line and an inner, movable part carrying a hammering and drilling tool at the front end a main control valve for the hydraulic control of an oscillating movement of the movable part designed as a percussion piston and with a pilot spool controlled by the oscillating movement of the percussion piston for the hydraulic control of the main control valve, recoil nozzles or a linkage for the propulsion being arranged at the rear end of the stationary part.
Eine derartige Schlag- und Bohrvorrichtung ist nach der DE-PS 22 57 753 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird die hin- und hergehende Bewegung des Vorsteuerschiebers mechanisch als Folge der Schwingbewegung des Schlagkolbens ausgeführt, während die Steuerung des Hauptsteuerventils durch den Vorsteuerschieber hydraulisch erfolgt. Bei jedem Richtungswechsel des Schlagkolbens findet also ein Aufprall auf den Vorsteuerschieber statt, der die nutzbare Kraft des Schlagkolbens mindert. Allerdings bewirkt der jeweilige Aufprall eine besonders sichere Funktion des Vorsteuerschiebers, da auch bei verschmutzter Druckflüssigkeit und entsprechend schwergängigem Vorsteuerschieber die Oszillierbewegung mit sehr großer Sicherheit stattfindet.Such a striking and drilling device is known from D E-PS 22 57 753. In this device, the reciprocating movement of the pilot spool is carried out mechanically as a result of the swinging movement of the percussion piston, while the control of the main control valve by the pilot spool done hydraulically. With every change of direction of the percussion piston there is an impact on the pilot spool, which reduces the usable force of the percussion piston. However, the respective impact results in a particularly safe function of the pilot spool, since the oscillating movement takes place with great certainty even when the pressure fluid is dirty and the pilot spool is correspondingly difficult to operate.
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Schlag-und Bohrvorrichtung dieser Art zu verbessern, bei der die nutzbare Kraft des Schlagkolbens vergrößert und die bisher erzielbare Betriebssicherheit erhalten wird.It is therefore an object of the invention to improve a striking and drilling device of this type, in which the usable force of the striking piston is increased and the operational reliability that can be achieved to date is maintained.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Vorsteuerschieber und der Schlagkolben eine Steuerkammer mit einer Druckschulter an dem Vorsteuerschieber bilden, und daß eine Verschiebung des Schlagkolbens eine zur Druckbeaufschlagung der Steuerkammer dienende Steuerbohrung öffnet und eine zur Entlüftung dienende Bohrung durch Steuerkanten schließt bzw. bei einer entgegengesetzten Verschiebung schließt und öffnet.The solution to this problem is that the pilot valve and the percussion piston form a control chamber with a pressure shoulder on the pilot valve, and that a displacement of the percussion piston opens a control bore serving to pressurize the control chamber and closes a venting bore through control edges or closes at one opposite displacement closes and opens.
Bei der Erfindung erfolgt die Verschiebung des Vor--=steuerschiebers also nicht mehr durch einen mechanischen Aufprall des Schlagkolbens auf den Vorsteuerschieber, sondern die Verschiebung des Vorsteuerschiebers wird aufgrund hydraulischer Kräfte vorgenommen, also in ähnlicher Weise, wie die Bewegung des Hauptsteuerventils von der Bewegung des Vorsteuerschiebers bewirkt,wird. Wegen des fehlenden Aufpralls steht nach außen hin die volle Schlagkraft des Schlagkolbens zur Verfügung, so daß die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber der bekannten Vorrichtung wesentlich erhöht ist.In the case of the invention, the pilot valve is therefore no longer displaced by a mechanical impact of the percussion piston on the pilot valve, but the pilot valve is displaced on the basis of hydraulic forces, in a manner similar to the movement of the main control valve from the movement of the Pilot valve causes. Because of the lack of impact, the full impact force of the percussion piston is available to the outside, so that the performance of the device according to the invention compared to the known device is significantly increased.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei versagender hydraulischer Bewegung des Vorsteuerschiebers eine mechanisch bewirkte, von dem Schlagkolben ausgehende Bewegung stattfindet die sich in. den. beiden Endlagen umkehrt und zu einer oszillierenden Bewegung des Vorsteuerschiebers führt. Im Störfall greift also die Erfindung auf die bisher benutzte Art der Vorsteuerschieberbewegung zurück, und zwar unter Inkaufnahme eines geringen Leistungsverlustes. Dieser Leistungsverlust ist dem völligen Ausfall der Vorrichtung stets vorzuziehen, da die Chance besteht, daß die Vorrichtung auch mit verminderter Leistung in einem entsprechenden Kanal weiterläuft. Es sei darauf hingewiesen, daß dieser Störfall relativ selten ist und daß in der Regel die Bewegung des Vorsteuerschiebers hydraulisch bewirkt wird.In a further development of the invention it is provided that when the hydraulic control valve fails to move, a mechanically effected movement starting from the percussion piston takes place. reverses both end positions and leads to an oscillating movement of the pilot spool. In the event of a malfunction, the invention therefore makes use of the type of pilot spool movement used hitherto, while accepting a slight loss of power. This loss of power is always preferable to the complete failure of the device, since there is a chance that the device will continue to run in a corresponding channel even with reduced power. It should be noted that this accident is relatively rare and that the movement of the pilot spool is usually effected hydraulically.
Im übrigen bedient sich die erfindungsgemäße Vorrichtung bekannter Praktiken zur Reinigung von Rohren und Kanälen mit Hilfe eines Schlag- und Bohrwerkzeuges am vorderen Ende der Vorrichtung, dessen Wirkung durch den Austritt von Flüssigkeit unter hohem Druck unterstützt werden kann und deren Antrieb mit Hilfe-eines Gestänges oder mit Hilfe von Rückstoßdüsen am hinteren Ende der Vorrichtung erfolgt.In addition, the device according to the invention uses known practices for cleaning pipes and ducts with the aid of an impact and drilling tool at the front end of the device, the effect of which can be supported by the escape of liquid under high pressure and its drive with the aid of a rod or with the help of recoil nozzles at the rear end of the device.
Der Schlagkolben, der Vorsteuerschieber sowie das Hauptsteuerventil sind ineinandergeschachtelt, also im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet, und der Schlagkolben ist in an sich bekannter Weise als Differentialkolben ausgebildet. Seine kleinere Kolbenfläche wird dauernd mit Druck beaufschlagt, während die größere Kolbenfläche abwechselnd druckbeaufschlagt und entlüftet wird. Der Vorsteuerschieber wird einer ähnlichen, vorlaufenden hydraulischen Wirkung unterworfen, bei der zunächst die resultierenden Kräfte eine Verschiebung des Vorsteuerschiebers in der einen Richtung und die abwechselnde Druckbeaufschlagung und Entlüftung einer zusätzlich geschaffenen Schulter eine vorübergehende Verschiebung des Vorsteuerschiebers in die andere Richtung bewirkt. Die Bewegungen des Vorsteuerschiebers lassen das Hauptsteuerventil zwischen zwei Endlagen oszillieren, wobei die Endlagen jeweils zu der öffnung eines Ventils und zur Schließung eines anderen Ventiles führt, denen Hydraulikwege nachgeschaltet sind, die zu einer Druckbeaufschlagung bzw. Entlüftung der größeren Kolbenfläche des Differenzkolbens führen.The percussion piston, the pilot spool and the main control valve are nested, that is to say arranged essentially concentrically to one another, and the percussion piston is designed in a manner known per se as a differential piston. Its smaller piston area is continuously pressurized, while the larger piston area is alternately pressurized and vented. The pilot spool is subjected to a similar, leading hydraulic effect, in which the resul Acting forces a shift of the pilot spool in one direction and the alternating pressurization and venting of an additionally created shoulder causes a temporary shift of the pilot spool in the other direction. The movements of the pilot spool cause the main control valve to oscillate between two end positions, the end positions each leading to the opening of one valve and the closing of another valve which are followed by hydraulic paths which lead to pressurization or ventilation of the larger piston area of the differential piston.
Die letztgenannten Ventile werden z.B..durch eine radial nach außen sich erstreckende Erweiterung an dem Hauptsteuerventil gebildet, so daß angesichts des relativ großen Durchmessers bei kleinen Bewegungen des Hauptsteuerventils relativ große Ventilquerschnitte entstehen, die einen ungehinderten Zutritt der Druckflüssigkeit zu dem Differentialkolben und eine entsprechend rasche Ableitung während der Ent-, lüftung sicherstellen. In dieser Weise entsteht eine besonders kräftige Schlagwirkung des Schlagkolbens, der identisch mit dem Differentialkolben ist.The latter valves are formed, for example, by a radially outward extension on the main control valve, so that in view of the relatively large diameter with small movements of the main control valve, relatively large valve cross sections are created, which allow unimpeded access of the pressure fluid to the differential piston and a correspondingly rapid discharge ensure during ventilation. In this way, the impact piston, which is identical to the differential piston, produces a particularly powerful impact.
In einer Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Einrichtung versehen, die aus der Schwingbewegung des Schlagkolbens eine Drehbewegung des Kolbens um dessen Längsachse erzwingt. Die resultierende Drehbewegung erfolgt schrittweise, wobei unter Reibschluß sich abstützende Glieder verwendet werden, die bei einer Behinderung der Drehbewegung durchrutschen, so daß eine Beschädigung der die Drehbewegung hervorrufenden Einrichtung so gut wie ausgeschlossen ist.In a further development, the device according to the invention is provided with a device which, from the oscillating movement of the percussion piston, forces the piston to rotate about its longitudinal axis. The resulting rotary movement takes place step-by-step, supporting members being used under frictional engagement which slip when the rotary movement is impeded, so that damage to the device causing the rotary movement is virtually impossible.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert; darin bedeuten:
- Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch eine Schlag- und Bohrvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer ausschließlich hydraulisch hervorgerufenen Oszillationsbewegung des Vorsteuerschiebers und
- Fig. 2 eine Längsschnittansicht in Form eines Ausschnittes eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Schlag-und Bohrvorrichtung mit einer hilfsweise mechanischen Bewegung des Vorsteuerschiebers.
- Fig. 1 is a longitudinal sectional view through an impact and drilling device according to the invention with an exclusively hydraulically induced oscillation movement of the pilot spool and
- Fig. 2 is a longitudinal sectional view in the form of a section of a further embodiment of the impact and drilling device according to the invention with an auxiliary mechanical movement of the pilot spool.
Die in der Fig. 1 dargestellte Schlag- und Bohrvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem äußeren Mantelrohr 52, in welchem ein druckfestes Zylinderrohr 13, ein Lagerblock 53 sowie ein Führungsring 54 gehalten ist und aus einem Schlagkolben 10 einschließlich der nachfolgend noch erläuterten Steuerteile. An den Stirnseiten des Mantelrohres 52 ist einerseits ein Gehäusedeckel 1 mit einer Druckflüssigkeit-Zuführleitung 2 bzw. 2' befestigt, während auf der anderen Seite der mit enem Werkzeugträger versehene Schlagkolben 10 herausragt.1 consists essentially of an
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verschiebung eines Vorsteuerschiebers 50 und damit die Ansteuerung eines Hauptsteuerventils 7-naufgrund hydraulischer Kräfte, was nachfolgend im einzelnen beschrieben wird:In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, a
Durch die Zuführleitung 2 bzw. 2' an dem rückwärtigen Gehäusedeckel 1 der Schlag- und Bohrvorrichtung wird einem Raum 3 Flüssigkeit unter Hochdruck zugeführt, welche zum Teil über Rückstoßdüsen 4 austritt und dabei als Rückstoßdüsenstrahl 5 zum Vortrieb der Vorrichtung ausgenutzt wird. Abweichend davon kann der Vortrieb auch durch ein Gestänge erfolgen, durch das zweckmäßigerweise dann die Flüssigkeit unter Hochdruck der Vorrichtung zugeführt wird.Through the
Der Großteil der Druckflüssigkeit tritt durch eine öffnung 6 in dem Hauptsteuerventil 7 und durch eine oder mehrere Bohrungen 8 in einem Einsatz 9 in den als Sackbohrung großen öffnungsquerschnittes ausgebildeten Innenraum des Schlagkolbens 10 und über öffnungen 11 in einen Zylinderraum 12, welcher durch das Zylinderrohr 13 und nach rückwärts durch eine Dichtung 15 an dem Schlagkolben 10 begrenzt wird; eine weitere, in dem Führungsring 54 gelagerte Dichtung 14 verhindert das Austreten der Drückflüssigkeit an dieser Stelle. Der Raum 12 ist ständig von der Flüssigkeit beaufschlagt, er steht also unter Hochdruck.The majority of the pressure fluid passes through an opening 6 in the
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 wird ein weiterer Teil der unter Druck stehenden Flüssigkeit über Kanäle 16 und 17 einem Bohrwerkzeug 18 und 19 zugeführt, aus dem zu Spül-und Schneidzwecken die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit austritt. Bei ausgeführten Vorrichtungen-werden Drücke von 40 - 300 bar verwendet bei einem Volumenstrom von etwa 100 - 500 Liter pro Minute,.wobei.zur Erzeugung dieser Drücke und dieser Ströme_übliche Kanalspülfahrzeuge verwendet werden. In,der in der Fig. 1 wiedergegebenen Stellung der Schlag- und Bohrvorrichtung hat der Schlagkolben bei einer in Pfeilrichtung 22 gerichteten-Schwingbewegung mit einer Steuerkante 20 eine Steuerbohrung 21 überfahren und geöffnet, wobei eine Steuerkante 23 eine Entlüftungsbohrung 24 verschlossen hat. Hierdurch ist eine Druckschulter 25 an dem Vorsteuerschieber 50 druckbeaufschlagt, wodurch der Vorsteuerschieber 50 nach links (in Pfeilrichtung 22)verschoben wird, weil die auf ihn nach links einwirkenden Kräfte aus der hydraulischen Belastung von Flächen 25, 26 und 27 insgesamt größer sind als die nach rechts wirkende Kraft aus einer Kolbenfläche 28. Die ausschlaggebende Druckschulter 25 befindet sich innerhalb einer Steuerkammer 21', die, wie gezeigt, druckbeaufschlagt oder entlüftet sein kann.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, a further part of the liquid under pressure is fed via
Das Hauptsteuerventil 7 ist mit einer Stirnfläche 60 ständig von dem Druck der Flüssigkeit beaufschlagt, während ein Raum 29 über Entlüftungsbohrungen 30, 31 und 32 ständig entlüftet und somit drucklos ist. Auch ein Raum 33 ist über Bohrungen 34, einen Raum 35, einen Kanal 36, einen Ringraum 37 und Öffnungen 38 ständig entlüftet und somit drucklos.'Ebenso ist ein Raum 39 über die Bohrungen 31 und 32 ständig entlüftet und damit drucklos.The
In der dargestellten Stellung ist eine Steuerbohrung 40 mit dem Raum 39 verbunden, wodurch ein Raum 41 drucklos ist, und das Hauptsteuerventil 7 von dem auf der Fläche 60 lastenden Druck so weit nach links verschoben, daß Ventilflächen 42 und 43 aufeinanderliegen und der Durchgang der unter Druck stehenden Flüssigkeit von der Öffnung 6 über eine Bohrung 44 in einen Zylinderraum 45 unterbrochen ist. Durch diese Verschiebung ist zwischen Ventilflächen 46 und 47 ein Durchgang geschaffen und hierdurch der Zylinderraum 45 über die Kanäle 34 bis 38 mit der Umgebung verbunden und somit drucklos. Durch den Wegfall der Druckbelastung auf der größeren Kolbenfläche 48 des als Differentialkolben ausgebildeten Schlagkolbens 10 überwiegt nunmehr die nach rechts in Pfeilrichtung 49 gerichtete Kraft auf die kleinere Kolbenfläche des Schlagkolbens, wodurch letzterer wieder nach rechts (in Pfeilrichtung 49) bewegt wird.In the position shown, a
Der Vorsteuerschieber 50 dagegen verharrt unter dem Einfluß der auf ihn einwirkenden hydraulischen Kräfte auf die Flächen 25, 27 und 28 sowie auf die Stirnfläche 60 des Hauptsteuerventils 7 in seiner Stellung so lange, bis die Steuerkante 20 des Schlagkolbens die Steuerbohrung 21 wieder überfahren und verschlossen hat, wobei gleichzeitig die Entlüftungsbohrung 24 von der Steuerkante 23 überfahren und geöffnet wird. Die daraus resultierende Entlastung der Druckschulter 25 sowie infolge der zuvor bereits entlasteten Druckschulter 26 in einem Zylinderraum 45 übersteigt nunmehr die auf den Vorsteuerschieber 50 wirkende hydraulische Kraft auf die Fläche 28 die entgegengerichteten Kräfte auf die Flächen 27 und 60, so daß der Vorsteuerschieber 50 sich nach rechts bewegt, bis er an die Begrenzung des Raumes 39 anschlägt.The pilot spool 50, on the other hand, remains in its position under the influence of the hydraulic forces acting on it on the
Die Steuerbohrung 40 wird hierdurch mit einer Bohrung 51 verbunden und der Zylinderraum 41 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Die in diesem Zylinderraum 41 auf das Hauptsteuerventil 7 einwirkende Kraft übersteigt jetzt die entgegengesetzt auf ihn wirkende Kraft infolge der Fläche 60, so daß sich das Hauptsteuerventil 7 nach rechts bewegt,bis die Ventilflächen 46 und 41 aneinanderliegen und so den Auslaß aus dem Zylinderraum 45 verschließen. Dieser Zylinderraum 45 wird nun über den zwischen den Ventilflächen 42 und 43 entstandenen Ringspalt wieder mit Druckflüssigkeit gefüllt. Das führt zu einer Bewegung des Scnlagkolbens 10 nach links in Pfeilrichtung 22, während der Vorsteuerschieber 50 unter dem Einfluß der auf ihn einwirkenden hydraulischen Kräfte in seiner Stellung verharrt, bis die Steuerbohrung 21 geöffnet und die Entlüftungsbohrung 24 durch den sich verschiebenden Schlagkolben 10 bzw. dessen Steuerkanten verschlossen wird. Der eingangs beschriebene Vorgang wiederholt sich dann wieder.The
Eine Druckfeder 61 hält in drucklosem Zustand das Hauptsteuerventil 7 in einer Lage, in der die Ventilflächen 46 und 47 aneinanderliegen. Dadurch wird eine Ventilverlagerung während eines Transportes, also außerhalb des Betriebes verhindert. Sie stellt eine stets funktionsbereite Ausgangslage sicher, während des Betriebes hat die Feder 61 keine Funktion.In the depressurized state, a
In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schlag- und Bohrvorrichtung dargestellt, das sich von dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, daß der Vorsteuerschieber 50 hilfsweise aufgrund mechanischer Wirkung infolge der Schwingbewegung des Schlagkolbens 10 bewegt wird, wenn die im Regelfall tätige hydraulische Umsteuerung versagt. Dazu ist eine Stirnfläche 62 an dem Schlagkolben 10 in sich eben ausgebildet, so daß sie mit der Stirnfläche 28 des Vorsteuerschiebers 50 zusammenwirken kann. Die weitere Prallflächenpaarung besteht aus der Druckschulter 25, die bei Ausfall der hydraulischen Umsteuerung von der Steuerkante 23 mitgenommen wird, was zu einer Oszillierbewegung des Vorsteuerschiebers 50 führt.In Fig. 2, another embodiment of the impact and drilling device according to the invention is shown, which differs from the embodiment described above in that the
Im übrigen weichen beide Ausführungsbeispiele nicht voneinander ab. Zum Beispiel ist in beiden Fällen der Einsatz 9 mit Hilfe eines Gewindes in dem Vorsteuerschieber 50 geführt und längenverstellbar, wodurch der freie Durchtrittsquerschnitt an den Ventilflächen 42 und 43 eingestellt werden.kann.--Auch ist beiden Ausführungsbeispielen eine Einrichtung zur zwangsweisen Drehung aus der Schwingbewegung des Schlagkolbens 10 gemeinsam, die nur in der Fig. 1 dargestellt ist. Sie umfaßt zwei sich gegenüberliegende Glieder 55 und 56, deren Drehachse radial verläuft und die in der Wandung des Schlagkolbens 10 drehbar gelagert sind. An ihrem jeweils äußeren Ende ist ein Ausleger angeordnet, der von der Mittelachse der jeweiligen Glieder 55 und 56 in Umfangsrichtung absteht. An dessen jeweils freiem Ende weist ein Ansatz mit einer Doppelkeilfläche einmal in Richtung auf das Bohrwerkzeug 18 (Glied 55) und in Richtung auf die Zuleitung 2 (Glied 56). Die Doppelkeilflächen tauchen in eine Keilnut 58 und 59 ein und sind mit Hilfe einer Feder 57 jeweils so vorgespannt, daß sie noch vor Erreichen der Endlage des Schlagkolbens 10 mit der Keilnut 58 bzw. 59 einen Reibschluß bilden, also einen Abstützpunkt. Die weitere Bewegung des Schlagkolbens 10 bewirkt, daß jedes Glied 55 bzw. 56 um den Punkt des Reibschlusses eine Drehbewegung ausführt, so daß die Mittelachse jedes Gliedes 55 bzw. 56, bezogen auf den Punkt des Reibschlusses eine Kreisbewegung ausführt. Da der Punkt des Reibschlusses in einer und die Drehachse jedes Gliedes 55 bzw. 56 in einer anderen Ebene liegt,geht mit der Axialbewegung des Schlagkolbens auch eine Drehbewegung einher, die dann beendet ist, wenn der Schlagkolben seine Endlage erreicht hat. Auf dem entgegengesetzten Weg wiederholt sich der Vorgang mit Hilfe des an der entsprechenden Seite angeordneten Gliedes 55 bzw. 56, so daß in beiden Bewegungsrichtungen die Drehbewegung erzeugt-wird.Otherwise, the two exemplary embodiments do not differ from one another. For example, in both cases the
Für eine besonders gleichmäßige Drehbewegung, die bezüglich der Umfangskräfte ausgeglichen ist, sind drei Gruppen von Gliedern 55 und 56 gleichmäßig um den Umfang verteilt, von denen nur eine in der Fig. 1 dargestellt ist. Der Reibschluß zwischen den Gliedern 55 und 56 und den Keilnuten 58 und 59 ist durch die Wahl des Keilwinkels so gewählt, daß bei einer ernsthaften Behinderung der Drehbewegung der Reibschluß verloren geht und statt einer Drehbewegung des Schlagkolbens 10 eine Rutschbewegung zwischen den Gliedern und den Ringnuten eintritt. In dieser Weise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung gegen Beschädigungen geschützt. In der Praxis treten Schlagfolgen von 1.000 - 1.500 pro Minute auf, die zu einer Drehzahl von 100 - 200 Umdrehungen pro Minute führen.For a particularly uniform rotary movement, which is balanced with respect to the circumferential forces, three groups of
Bei größeren Kanaldurchmessern, die zu reinigen und von Rückständen zu befreien sind, wird ein entsprechend großes Werkzeug an dem Werkzeugträger angebracht, damit der theoretisch nutzbare Querschnitt des Kanals auch tatsächlich erfaßt wird. Damit dabei die erfindungsgemäße Schlag- und Bohrvorrichtung etwa in der Mitte des Werkzeuges gehalten ist, kanndie Vorrichtung auf einen Schlitten gestellt werden, dessen Kufen in weiten Bereichen verstellbar und damit verschiedenen Durchmessern anpaßbar sind.For larger duct diameters that have to be cleaned and cleaned of residues, a correspondingly large tool is attached to the tool carrier so that the theoretically usable cross section of the duct is actually recorded. So that the impact and drilling device according to the invention is held approximately in the middle of the tool, the device can be placed on a slide, the runners of which can be adjusted over a wide range and can thus be adapted to different diameters.
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