Anordnung an Gesteinbohrhämmern mit damit zusammengebautem Motor. An Gesteinbohrhämmern und ähnlichen Werkzeugen, die mit einem Schlagkolben ver sehen sind, welcher von einem mit dem Schlag kolbenzylinder -zusammengebauten Verbren nungsmotor getrieben wird, erhält der Schlag kolben seine -hin und her gehende Bewegung dadurch, dass einerseits der Expansionsdruck der Verbrennungsgase nach jeder Zündung im Motorzylinder den Kolben nach aussen zu einem Arbeitshub treibt,
und däss verdichtete ('rase an- der Aussenseite des- Schlagkolbens diesen zu einem Rückführungshub zurück treiben, Die verdichteten Gase sind in einem Zylinderraum an der Aussenseite des Schlag kolbens .eingeschlossen, und diese Anordnung wird im folgenden als ein Gaskissen bezeich net.
Bei. einer bekannten Ausführung steht das Gaskissen . mit - einer Gasdruckquelle in offener .Verbindung und hat einen Auslass, der gegen einen Kanal. off cri ist, welcher durch das Bohrwerkzeug hindurch in- das Bohrloch Hinabführt, wo das: Werkzeug- arbeitet, wobei die entweichenden Gase zum Reinblasen des Bohrlochs ausgenutzt werden.
Gewisse Druck verluste .entstehen-hierbei, und. zwar dadurch, dass Gas vom Schlagkolbenzylinder durch den Einlasskanal während. des -Arbeitshubes -des Schlagkolbeils .zurückgedrückt wird, während :(Aas gleichzeitig durch -den Auslass von diesem Zylinder entweicht. ..In. -gewissen Fällen wer den die Verluste -derart gross, dass ein hin reichender Druck .an. der.
Aussenseite des Schlagkolbens -'-zum Zurückführen desselben nicht:: erreicht @eird: =Dieses . äussert sich da> durch, dass der Schlagkolben allzu langsam arbeitet, -und dass die Schlagwirkung niedrig wird. --Die Geschwindigkeit, womit- sieh das Bohrwerkzeug in das Bohrloch hineinarbeitet, wird- entsprechend gering. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist vor allem, diese Nachteile .zu beseitigen und eine schnelle Bewegung des Schlagkolbens und eine entsprechend grosse Bohrgeschwin digkeit zu erreichen.
Das die Erfindung im wesentlichen Kennzeichnende liegt darin, dass in einem nach dem Gaskissenraum führenden Einlasskanal für Gas unter Druck ein bei Kompression des Gaskissens schliessendes Rückschlaf ventil angeordnet ist, und dass in einem Auslasskanal ein federbelastetes Ventil vorgesehen ist, welches zum Hinauslassen von Gas vom Gaskissenraum erst beim Erreichen eines gewissen Druckes geöffnet wird.
Als Gasdruckquelle wird für gewöhnlich der :Motorzylinder selbst verwendet, wobei der Einlaüfkanal des Schlagkolbenzylinders mit demselben in Verbindung steht.
Es ist aber auch möglich, einen besondern Verdichter zu verwenden, welcher beispielsweise mit Luft arbeitet, wobei der Verdichter das Gaskissen finit dem erforderlichen Druckmittel versorgt -und das Rückschlagventil im Verbindungs kanal zwischen dem Verdichter und dem Gas kissen angeordnet ist. ' Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung wird in. -der beiliegenden, 'Zeichnung veran schaulicht.
@Fig. -<B>1</B> zeigt den .Gesteinbohr- hammer bei teilweisem axialem Schnitt. Fig. 2 zeigt das Rückschlagventil im Einlass zum Schlagkolbenzylinder in grösserem Massstabe. Fig. 3 zeigt das im Auslass vorgesehene feder belastete Ventil ebenfalls in grösserem . Mass- stabe.
In der Zeichnung bezeichnet 1 den Zylin der des Verbrennungsmotors, 2 seinen Arbeits kolben und 3 den Verbrennungsraum. Mit 4 ist der Schlagkolben und mit 5 der Schlagkolbenzylinder bezeichnet. Der Schlag kolben ist mit einem Hilfskolben 6 grösse ren Durchmessers verbunden, und dieser Hilfskolben bewegt sich in einem er weiterten Endteil des Schlagkolbenzylinders. Der Zylinderraum 7 des Hilfskolbens 6 schliesst an der Aussenseite des Kolbens das Gaskissen ein. Dieses steht durch einen Kanal 8 mit dem Verbrennungsraum 3 in Verbin dung.
Durch einen Auslasskanal 9 steht das Gaskissen ferner mit einem ringförmigen Raum 10 in Verbindung, welcher unter Ver mittlung von Nuten 11 in der Schlagkolben stange 12 mit dem Innern einer Hülse 14 ver bunden ist, welche als Befestigung für das Bohrwerkzeug 15 dient. Durch das Bohrwerk zeug führt ein axialer Kanal 16 zum Arbeits ende des Werkzeuges hinab, so dass Kompres sionsgase, die in die Hülse 14 gelangen, durch diesen Kanal in das Bohrloch hinabgeleitet werden.
Im Einlasskanal 8 ist ein Rückschlagventil angeordnet, welches bei Überdruck im Zylin derraum 7 sich schliesst. Der Ventilkörper des Rückschlagventils hat in der Zeichnung die Form einer Kugel 17, die mit einem Sitz 18 in einer Ausnehmung 19 im Boden des Schlag kolbenzylinders zusammenwirkt.
Der Kanal 8 mündet von unten in den Boden der Ausneh- mung 19, und unmittelbar oberhalb der Ventil kugel- 17 ist im Zylinderboden eine Platte 20 oder dergleichen befestigt, welche teils die Kugel 17 am Hinaufwerfen von der Ausneh- mung verhindert und teils die dem Kanal 8 entströmenden heissen Gase nach den Seiten führt, so dass sie daran verhindert werden, den Hilfskolben<B>6</B> zu treffen.
Die Ausnehmung befindet sieh seitlich - im Zylinderboden, und ihr Böden-21 steigt schräg aufwärts gegen den Zylinderboden, um allmählich in diesen über zugehen, wie es Fig. 2 zeigt.
Ferner ist im Auslasskanal 9 ein federbe lastetes Ventil angeordnet, welches sich erst beim Erreichen eines gewissen Druckes im Gaskissenraum 7 öffnet. Dieses Ventil kann eine Ventilkugel 22 aufweisen, welche mit einem Sitz 23 zusammenwirkt, der durch den Boden einer Ausnehmung 24 im Zylinderrauen des Schlagkolbens gebildet ist. Die Ausneh- mung 24 ist oben mittels einer Schraube 25 geschlossen, welche eine Feder 26 in der Aus- nehmung gegen die Ventilkugel presst.
Die letztere wird dadurch mit einer bestimmten Kraft belastet, die gegebenenfalls dadurch ge regelt werden kann, dass die Schraube mehr oder weniger eingeschraubt wird.
Der Kanal 9 beginnt mit einer Öffnung 27 in der Zylinderwand in einem gewissen Ab stand oberhalb des Bodens des Schlagkolben zylinders und wird somit durch den Hilfskol ben im Verlauf der Bewegung des letzteren nach aussen (abwärts in der Abbildung) ab gesperrt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen 11a# schine ist wie folgt. Bei der Zündung und der unmittelbar danach erfolgenden Verbrennung im Motorzylinder 3 -wird der Schlagkolben 4 mit seinem Hilfskolben 6 durch den dabei ent stehenden Druck nach unten geschleudert. Da bei wird Gas verdichtet, welches sich an der Unterseite des Hilfskolbens 6 im Zylinder raum 7 befindet. Wenn ein gewisser Druck im letzteren entstanden ist, ehe der Hilfskolben die Mündung 27 des Auslasskanals 9 von oben her erreicht hat, kann die auf die Kugel 22 einwirkende Kraft der Feder 26 überwunden werden, sö dass die Ventilkugel von ihrem Sitz 23 gehoben wird und die Gase durch das Ventil durchtreten lässt.
Diese Gase strömen nach dem ringförmigen Raum 10, durch die Nuten 11, die Hülse 14 und durch den axialen Kanal 16 im Bohrwerkzeug 15 in das Bohr loch hinab, um das letztere von während der Bohrarbeit entstehendem Bohrmehl und der gleichen reinzublasen. Ehe der Schlagkolben 4 Zeit gehabt hat, sich nennenswert zu bewegen, haben aber die unter hohem Druck stehenden Verbrennungsgase Gelegenheit gehabt, zum Teil durch den Kanal 8 am Rückschlagventil 17 vorbei in den Zylinderraum 7 hineinzu strömen. Nachdem - sich der Schlagkolben 4 und mit ihm der Hilfskolben 6 um ein Stückchen bewegt haben, deckt letzterer die Öffnung 27 des Auslasskanals 9, und der Druck im Zylinderraum 7 steigt dann rasch.
Wenn er den Druck im Einlasskanal 8 über steigt, wird das Rückschlagventil 17 geschlos sen, worauf das Gaskissen im Raume 7 sowohl an der Einlassseite als auch an der Auslassseite abgesperrt ist. Der Hilfskolben kann daher nicht zum Boden gehen, sondern prallt gegen das Gaskissen in die gezeigte innere, das heisst obere Endstellung zurück, Obschon die Erfindung in ihrer Anwen dung an Gesteinbohrhämmern mit Bohrmei sseln beschrieben worden ist, umfasst sie selbst verständlich auch ähnliche Maschinen mit andern Werkzeugen, wie zum Beispiel Brech- werkzeugen, Meisseln, Hämmern und der gleichen.