DE1256597B - Pneumatically operated hammer drill - Google Patents

Description

UNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDUNDESREPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

E2 ί ΒE2 ί Β

Int. Cl.:Int. Cl .:

Deutsche Kl.: German class:

E 21b E 21b

Nummer: 1 256 597Number: 1 256 597

Aktenzeichen: St 18040 VI a/5 aFile number: St 18040 VI a / 5 a

Anmeldetag: 6. Juli 1961 Filing date: July 6, 1961

Auslegetag: 21. Dezember 1967Opened on: December 21, 1967

Die Erfindung betrifft einen pneumatisch betätigten Schlagbohrhammer für Gesteinsbohrer mit einem in einer Halterung in axialer Richtung unter der Wirkung eines Schlagkolbens begrenzt verschiebbaren Bohrmeißel, wobei die Bewegung des Schlagkolbens mittels einer automatisch arbeitenden, das Druckmedium abwechselnd auf verschiedene Seiten des Schlagkolbens leitenden Ventilanordnung gesteuert ist.The invention relates to a pneumatically operated hammer drill for rock drills with a Slidable to a limited extent in a holder in the axial direction under the action of a percussion piston Drill bit, the movement of the percussion piston by means of an automatically operating, the pressure medium controlled alternately on different sides of the percussion piston conductive valve assembly is.

Beim Einsatz eines derartigen Bohrhammers ist es zweckmäßig, unter Druck stehende Luft, d. h. Auspuff- oder Frischluft oder beides, kontinuierlich oder pulsierend auf das Bohrmeißelende des Hammers und damit in das vorgetriebene Bohrloch zu richten, um den Bohrmeißel frei von Bohrklein zu halten und dieses aus dem Bohrloch auszutragen.When using such a hammer drill it is expedient to use pressurized air, i. H. Exhaust- or fresh air, or both, continuously or pulsatingly on the bit end of the hammer and thus to be directed into the driven borehole to keep the drill bit free of cuttings and to carry this out of the borehole.

Die erforderliche Druckluft wird dem Hammer üblicherweise von einem Kompressor über geeignete Leitungen zugeführt, die aus einem oder auch mehreren Bohrgestängerohren bestehen können, von denen der Hammer getragen wird.The required compressed air is usually supplied to the hammer by a compressor via suitable Lines supplied, which can consist of one or more drill pipes, from to whom the hammer is carried.

Die Erfindung ist insbesondere auf innerhalb des Bohrlochs arbeitende Bohreinrichtungen, wie sie in der USA.-Patentschrift 2 823 013 beschrieben sind, anwendbar.The invention is particularly applicable to downhole drilling equipment such as that shown in FIG U.S. Patent 2,823,013 are applicable.

Bei einer solchen bekannten Konstruktion läßt das Halteorgan eine Axialbewegung des Bohrmeißels in seiner Halterung zu, die beträchtlich größer ist, als sie der Meißel normalerweise im Betrieb ausführt; und im normalen Betrieb des pneumatisch betätigten Schlagbohrhammers hält die Resultierende aus dem Bohrwiderstand des Gesteins, in dem der Bohrer arbeitet und dem Vortrieb bzw. Abwärtsdruck des Hammers den Meißel in der vorgesehenen Stellung gegenüber dem Hammerzylinder und dem hin- und hergehenden Kolben, der in ständiger Aufeinanderfolge Schläge auf den Bohrmeißel ausübt. Wird der Bohrhammer hingegen aus irgendeinem Grund von dem Gestein zurückgezogen oder angehoben, so kann sich der Meißel gegenüber seiner Halterung nach außen bewegen, bis er von dem Halteorgan aufgehalten wird, so daß sich der innerhalb des Hammerzylinders hin- und herbewegende Schlagkolben bei seinen wiederholten Vorwärtsbewegungen in dem Zylinder weiter abwärts (d. h. in Richtung des Bohrmeißelendes) bewegen kann, als er das normalerweise tut, so daß er auf innere Teile des Hammers aufschlägt und diese dabei beschädigt, auf die er normalerweise nicht auftreffen kann. Dies tritt insbesondere nach längerem Gebrauch und einem entsprechenden Verschleiß des Hammers ein, so daß die Luft, die sonst einen Puffer bildet und den Kolben auf dem Pneumatisch betätigter SchlagbohrhammerIn such a known construction, the holding member allows an axial movement of the drill bit in its holder, which is considerably larger than the bit normally performs in operation; and in normal operation of the pneumatically operated hammer drill keeps the resultant from the Drilling resistance of the rock in which the drill is working and the advance or downward pressure of the Hammer the chisel in the intended position opposite the hammer cylinder and the back and forth reciprocating piston that hits the drill bit in constant succession. Will the Rotary hammer, on the other hand, may be withdrawn or lifted from the rock for some reason the chisel move outwards relative to its holder until it is stopped by the holding member so that the reciprocating piston within the hammer cylinder on its repeated forward movements in the cylinder further downwards (i.e. towards the bit end) than it normally does so that it strikes internal parts of the hammer and damaging them in the process, which it would normally not be able to hit. This occurs in particular after prolonged use and wear and tear of the hammer, so that the air, which otherwise forms a buffer and the piston on the pneumatically operated hammer drill

Anmelder:Applicant:

Carmen Liard, Witwe des Andre Stenuick,
Pierre Stenuick, Andree Stenuick,
Fontaine l'Eveque (Belgien)Carmen Liard, widow of Andre Stenuick,
Pierre Stenuick, Andree Stenuick,
Fontaine l'Eveque (Belgium)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,Dipl.-Ing. H. Marsch, patent attorney,

Düsseldorf, Lindemannstr. 31Düsseldorf, Lindemannstr. 31

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Andre Stenuick t, Fontaine l'Eveque (Belgien)Andre Stenuick t, Fontaine l'Eveque (Belgium)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 7. Juli 1960 (23 813)Great Britain 7 July 1960 (23 813)

letzten Teil seiner Vorwärtsbewegung auffängt, vorher unter dem Kolben entweichen kann. Ist dercatches the last part of its forward movement, can escape under the piston beforehand. Is the

as Kolben in einer üblicherweise am Kopf des Schaftes angeordneten Innenbüchse innerhalb des Zylinders geführt, so kann der Kolbenkopf auf das Innenende dieser Büchse aufschlagen und sie beschädigen.The piston in a usually at the head of the shaft arranged inner sleeve guided inside the cylinder, so the piston head can on the inner end hit this bushing and damage it.

Die gleiche Schwierigkeit kann sich ergeben, wenn während des Bohrvorgangs (insbesondere beim vertikalen Bohren) im Gestein ein beträchtlicher Hohlraum angebohrt wird, so daß der Bohrmeißel keinen Widerstand findet und bestrebt ist, sich frei von der Halterung vorwärts zu bewegen, bis er von dem an dem Bohrhammer vorgesehenen Halteorgan abgefangen wird.The same difficulty can arise if during the drilling process (especially the vertical Drilling) a considerable cavity is drilled into the rock so that the drill bit does not have a Encounters resistance and strives to move forward freely from the bracket until it starts from that the hammer provided holding member is intercepted.

Wird der Hammer zurückgezogen oder angehoben oder trifft er auf einen Hohlraum, besteht außerdem infolge der Vibration eine Tendenz zum Springen des Bohrmeißels, so daß er von dem hin- und hergehenden Kolben Schläge aufnehmen kann, die den Bohrmeißel gegen dessen Halteorgan (z. B. den Haltering, Haltenocken, Keil od. dgl.) treiben und dessen Zerstörung bewirken, wodurch der Meißel unter Umständen in das Bohrloch fallen kann.If the hammer is withdrawn or lifted, or hits a cavity, there is also as a result of the vibration, there is a tendency for the drill bit to jump, causing it to move away from the reciprocating Piston can absorb impacts which the drill bit against its holding element (e.g. the holding ring, Holding cam, wedge or the like.) Drive and cause its destruction, whereby the chisel under certain circumstances can fall into the borehole.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß der Schlagkolben beim Vorfall des Bohrmeißels wegen eines zu geringen Bohrwiderstandes nur noch mit einer minimalen Wucht auf das Bohrwerkzeug auftrifft, wobei die Schlagzahl außerdem ihren geringsten Wert annehmen und der Schlagkolben im Laufe der Zeit prak-It has already been proposed to eliminate this disadvantage in that the percussion piston in the event of the drill bit falling due to insufficient drilling resistance, only with a minimum Impact on the drilling tool, with the number of blows also assuming their lowest value and the percussion piston practically

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tisch in einen dem Schweben ähnlichen Zustand geraten soll. Eine solche Regelbarkeit der Schlagkraft und Frequenz soll dabei dadurch erreicht werden, daß das Auslaßventilglied an der vorderen Stirnseite des Schlagkolbens vorgesehen ist, das mit einem entsprechenden Gegenventilsitz im Bohrwerkzeug in Abhängigkeit von der Schlagkolben- und Bohrwerkzeugstellung zusammenarbeitet.table should get into a state similar to floating. Such a controllability of the impact force and frequency should be achieved in that the outlet valve member on the front face of the Percussion piston is provided, which depends on a corresponding counter valve seat in the drilling tool cooperates from the percussion piston and drilling tool position.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem pneumatisch betätigten Schlagbohrhammer der oben genannten Art Mittel vorzusehen, die die Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens sogleich von selbst unterbrechen, wenn der normale Bohrdruck auf den Meißel aufgehoben wird und sichjdieser gegenüber der Halterung des Hammers um ein größeres Maß frei vorwärts bewegen kann, als es beim normalen Bohrbetrieb der Fall ist.The invention is based on the object of providing means in a pneumatically operated percussion hammer of the type mentioned above, which immediately interrupt the reciprocating movement of the percussion piston by itself when the normal drilling pressure on the chisel is lifted and this moves against the holder of the hammer can move a greater amount of fre i forward than is the case in normal drilling operations.

Diese Aufgabe findet ihre Lösung an einem pneumatisch betätigten Schlagbohrhammer für Gesteinsbohrer mit einem in einer Halterung in axialer Richtung unter der Wirkung eines Schlagkolbens begrenzt verschiebbaren Bohrmeißel, wobei die Bewegung des Schlagkolbens mittels einer automatisch arbeitenden, das Druckmedium abwechselnd auf verschiedene Seiten des Schlagkolbens leitenden Ventilanordnung gesteuert ist, nach der Erfindung dadurch, daß ein innerhalb einer die Halterung des Bohrmeißels tragenden Stoßdämpferbüchse verschiebbarer Stoßdämpferkolben ein Kolbenventil trägt, das mit einem Ventilsitz in dem Zylinder des Schlagkolbens zusammen ein Nebenschlußventil bildet, dessen Bohrung in eine Kammer des Schlagkolbenzylinders mündet. Im Oberteil des Zylinders sind vorzugsweise mehrere Gleitführungen zur Führung des Kolbenventils vorgesehen, wobei die unterste Gleitführung gleichzeitig als Ventilsitz dient. Damit durch den zusammen mit dem Bohrgestänge gegenüber dem Schlagbohrhammer verschiebbaren Stoßdämpferkolben auch die dem Bohrgestänge während des Bohrbetriebes erteilte Drehbewegung auf den Schlagbohrhammer und den mit diesem verbundenen Bohrmeißel übertragen wird, ist eine Kerbverzahnung zwischen Stoßdämpferkolben und Stoßdämpferbüchse vorgesehen.This task finds its solution in a pneumatically operated hammer drill for rock drills with a limited in a holder in the axial direction under the action of a percussion piston displaceable drill bit, the movement of the percussion piston by means of an automatically operating, the pressure medium is controlled alternately on different sides of the percussion piston conducting valve arrangement is, according to the invention, in that a within a supporting the holder of the drill bit Shock absorber sleeve sliding shock absorber piston carries a piston valve with a valve seat in the cylinder of the percussion piston together forms a bypass valve, the bore in a Chamber of the percussion piston cylinder opens. In the upper part of the cylinder there are preferably several Sliding guides are provided for guiding the piston valve, the lowest sliding guide at the same time serves as a valve seat. So by the together with the drill pipe compared to the hammer drill displaceable shock absorber piston also given to the drill string during drilling operations Rotary movement is transmitted to the hammer drill and the drill bit connected to it, a serration is provided between the shock absorber piston and shock absorber bushing.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung des Nebenschlußventils ergibt sich der Vorteil, daß dieses bei plötzlichem Nachlassen des Bohrdruckes und einer dabei hervorgerufenen Verschiebung des Hammerzylinders gegenüber dem mit dem Bohrgestänge verbundenen Stoßdämpferkolben automatisch öffnet. In diesem Zustand wird dann die Druckluft an dem Steuerventil des Hammers vorbei zu dem einen Zylinderende, und zwar vorzugsweise zu dem oberen oder rückwärtigen Ende geleitet, so daß der Kolben an dem anderen bzw. unteren Zylinderende zurückgehalten wird und an einer Hin- und Herbewegung in dem Zylinder gehindert ist. Dieser Zustand bleibt dann bestehen, bis die normalen Betriebsbedingungen wiederhergestellt sind.The inventive design and arrangement of the bypass valve results in the advantage that this occurs with a sudden decrease in the drilling pressure and a displacement caused thereby of the hammer cylinder compared to the shock absorber piston connected to the drill pipe opens. In this state, the compressed air is then past the control valve of the hammer to one end of the cylinder, preferably to the upper or rear end, so that the piston is retained at the other or lower end of the cylinder and at a back and forth Recovering in the cylinder is prevented. This condition then persists until normal operating conditions are restored.

Sollten anormale Betriebsbedingungen, wie z. B. die obenerwähnten, während der normalen Bohrarbeit auftreten und es daher nötig werden, die Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens automatisch anzuhalten, so ist es sehr erwünscht, daß die Zufuhr von Druckluft zu dem Meißelende des Hammers zum Zweck des Austrage von Bohrklein aus dem Bohrloch trotzdem aufrechterhalten wird, um zu verhindern, daß das Bohrklein in das Bohrloch zurückfällt und das Bohrwerkzeug festsetzt. Daher ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Querschnitt des Nebenschlußventils so bemessen, daß ein Teil des Druckmittels durch das Steuerventil des Hammers hindurch auf dem gleichen Wege wie während des normalen Bohrbetriebes in das Bohrloch strömen kann.Should abnormal operating conditions such as B. the above, during normal drilling work occur and it is therefore necessary to automatically reciprocate the percussion piston to stop it is very desirable that the supply of pressurized air to the chisel end of the hammer to the The purpose of removing cuttings from the borehole is nevertheless maintained in order to prevent that the cuttings falls back into the borehole and sets the drilling tool. Hence after Another feature of the invention, the cross section of the bypass valve sized so that a Part of the pressure medium through the control valve of the hammer in the same way as during normal drilling operations can flow into the borehole.

Der Stoßdämpferkolben weist im übrigen öffnungen auf, durch die die Druckluft vorzugsweise über ein vom Steuerventil unabhängiges RückschlagventilThe shock absorber piston also has openings through which the compressed air preferably passes a check valve independent of the control valve

ίο od. dgl. dem zwischen dem Stoßdämpferkolben und dem Hammerkolben vorgesehenen Ventilgehäuse zugeführt wird.ίο or the like. That between the shock absorber piston and the hammer piston provided valve housing is supplied.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigtAn embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. In this shows

F i g. 1 einen axialen Schnitt des Oberteils eines erfindungsgemäßen pneumatischen Schlagbohrhammers undF i g. 1 shows an axial section of the upper part of a pneumatic hammer drill according to the invention and

F i g. 2 eine ähnliche Darstellung des unteren Teils des Hammers nach F i g. 1.F i g. FIG. 2 is a similar representation of the lower part of the hammer according to FIG. 1.

Bei der Beschreibung des Ausführungsbeispieles der Erfindung sei davon ausgegangen, als befände sich der pneumatische Schlagbohrhammer und das Bohrgestänge, an dem er befestigt ist, in einer vertikalen Stellung in einem Bohrloch.In the description of the exemplary embodiment of the invention, it is assumed that it is found the pneumatic hammer drill and the drill pipe to which it is attached are in a vertical position Position in a borehole.

Nach der Zeichnung besitzt der pneumatisch betätigte Gesteins-Schlagbohrhammer einen Zylinder 1, der an seinem der Bohrlochsohle zugewandten Ende eine Halterung 2 zur Aufnahme des Schafts 3 eines Bohrmeißels 4 besitzt, der innerhalb der Halterung in einem Maße axial hin- und herbeweglich ist, das von einem geschlitzten Haltering 5 oder einem nicht dargestellten Haltenocken oder Keil begrenzt wird. Das innere Ende des Schaftes 3 des Bohrmeißels 4 ist ständig wiederholten Schlagen durch einen Kolben 6 ausgesetzt, der innerhalb des Zylinders 1 angeordnet ist und darin durch unter Steuerung eines in einem Ventilgehäuse 8 in Richtung des von der Halterung 2 entfernten Endes des Zylinders 1 angeordneten Steuerventils 7 abwechselnd entgegengesetzten Kolbenenden zugeführte Druckluft axial hin- und herbeweglich ist, wobei das Steuerventil Öffnungen 9 und 10 zur Zufuhr der Druckluft zum unteren Ende des Kolbens 6 und einen weiteren Satz von öffnungen 11 zur Zufuhr der Druckluft zu dem oberen Ende des Kolbens 6 steuert. Das Steuerventil 7 vermag diese Öffnungen abwechselnd automatisch zu schließen, wenn der Kolben in dem Zylinder des Hammers hin- und hergeht, und es öffnet wiederum die Auspufföffnungen 12 an den entgegengesetzten Enden des Kolbens 6. In ein koaxial in das obere Ende des Hammerzylinders 1 eingeschraubtes Stoßdämpferfutter 14 ist ein rohrförmiger Stoßdämpferkolben 13 koaxial eingesetzt, der axial gegenüber dem Zylinder 1 gleitbar ist und an dem dem Hammerkolben 6 entgegengesetzten Ende des Ventilgehäuses 8 angeordnet ist sowie öffnungen 15 aufweist, durch welche die Druckluft dem Ventilgehäuse 8 über die Öffnungen 16 des Gehäuses zu-According to the drawing, the pneumatically operated rock hammer drill has a cylinder 1, at its end facing the borehole bottom a holder 2 for receiving the shaft 3 of a Has drill bit 4, which is axially reciprocable within the holder to an extent that is limited by a slotted retaining ring 5 or a retaining cam or wedge, not shown. The inner end of the shank 3 of the drill bit 4 is repeatedly hammered by a piston 6 exposed, which is arranged within the cylinder 1 and therein under the control of a arranged in a valve housing 8 in the direction of the end of the cylinder 1 remote from the holder 2 Control valve 7 alternately opposite piston ends supplied compressed air axially is reciprocable, the control valve openings 9 and 10 for supplying the compressed air to the lower end of the piston 6 and another set of openings 11 for supplying the compressed air to the upper end of the piston 6 controls. The control valve 7 is capable of alternating these openings automatically to close when the piston reciprocates in the cylinder of the hammer and it opens in turn, the exhaust ports 12 at the opposite ends of the piston 6. In a coaxial into the The shock absorber chuck 14 screwed into the upper end of the hammer cylinder 1 is a tubular shock absorber piston 13 used coaxially, which is axially slidable with respect to the cylinder 1 and on which the hammer piston 6 opposite end of the valve housing 8 is arranged and has openings 15, through which the compressed air is supplied to the valve housing 8 via the openings 16 of the housing.

*>° geführt werden kann, welche von einem Rückschlagventil 17 gesteuert werden, das von dem Steuerventil 7 unabhängig ist und durch eine Druckfeder 18 innerhalb des Ventilgehäuses in seiner geschlossenen Stellung gehalten wird. Der Stoßdämpferkolben 13 kann, wenn der Hammer in Betrieb ist, an dem Führungsende des Bohrrohrs 19 oder einer Folge solcher Bohrrohre befestigt werden, von denen der Hammer getragen wird und mit deren oberem Ende der nicht*> ° which can be guided by a check valve 17, which is independent of the control valve 7 and is controlled by a compression spring 18 is held in its closed position within the valve housing. The shock absorber piston 13 can, when the hammer is in operation, at the leading end of the drill pipe 19 or a sequence of such Drill pipes are attached by which the hammer is carried and with the upper end of the not

dargestellte Hammerdrehmotor befestigt ist, welcher zur vertikalen Einstellung auf dem Turm der Bohrvorrichtung auf einem Schlitten od. dgl. gelagert ist, wie dies beispielsweise in den USA.-Patentschriften 2 823 013 oder 2 895 715 beschrieben ist.Hammer rotary motor shown is attached, which for vertical adjustment on the tower of the drilling device Is mounted on a slide or the like, as is the case, for example, in the USA patents 2,823,013 or 2,895,715.

An seinem unteren Ende trägt der Schlagkolben 6 einen koaxialen Ansatz 20, der in einer Büchse 21 gleitet, die im unteren Ende des Hammerzylinders 1 oberhalb des Bohrmeißelschaftes 3 befestigt ist, und der Hammerkolben 6 bewegt sich in einem zylindrischen Futter 22 innerhalb des Hammerzylinders 1 hin und her. Entlang der Außenfläche des Futters sind längsgerichtete Durchlässe 23 und 24 vorgesehen, die an ihrem unteren Ende mit radialen Einlaßöffnungen 25 im unteren Teil des Futters verbunden sind und an ihrem oberen Ende mit Seitenteilen der Öffnungen 10, die von dem im oberen Teil des Hammerzylinders zwischen dem Futter 22 und dem rohrförmigen Stoßdämpferfutter 14 befestigten Ventilgehäuse 8 wegführen.At its lower end, the percussion piston 6 has a coaxial extension 20, which is in a sleeve 21 slides, which is attached in the lower end of the hammer cylinder 1 above the drill bit shaft 3, and the hammer piston 6 moves in a cylindrical chuck 22 within the hammer cylinder 1 back and forth. Longitudinal passages 23 and 24 are provided along the outer surface of the chuck, which are connected at their lower end to radial inlet openings 25 in the lower part of the chuck are and at their upper end with side parts of the openings 10, which are different from that in the upper part of the hammer cylinder between the chuck 22 and the tubular shock absorber chuck 14 Guide valve housing 8 away.

Das obere Ende 26 des Stoßdämpferkolbens 13 ist mit einem Schraubengewinde versehen, um in den unteren Teil eines Einschraubstücks 27 zur Verbindung mit dem unteren Ende des Bohrrohrs 19 eingeschraubt zu werden.The upper end 26 of the shock absorber piston 13 is provided with a screw thread to the screwed in the lower part of a screw-in piece 27 for connection to the lower end of the drill pipe 19 to become.

Eine innen kerbverzahnte Stoßdämpferbüchse 28 ist in das obere Ende des Stoßdämpferfutters 14 eingeschraubt, und der Stoßdämpferkolben 13, der entsprechend verzahnt ist, durchsetzt mit seinem oberen Teil eine flüssigkeitsdichte Abdichtung 29 im oberen Ende dieser Büchse. Die Keilverzahnung des Stoßdämpferkolbens, die mit derjenigen der Stoßdämpferbüchse 28 zusammenwirkt, bewirkt, daß der Hammerzylinder 1 mit dem Bohrrohr 19 umläuft und ebenfalls die axiale Bewegung des Stoßdämpferkolbens gegenüber seinem Futter begrenzt und dementsprechend gegenüber dem Hammerzylinder sowie dem Ventilgehäuse.An internally splined shock absorber sleeve 28 is screwed into the upper end of the shock absorber chuck 14, and the shock absorber piston 13, which is toothed accordingly, penetrated with its upper one Part of a liquid-tight seal 29 in the upper end of this sleeve. The spline of the shock absorber piston, which cooperates with that of the shock absorber sleeve 28 causes the hammer cylinder 1 rotates with the drill pipe 19 and also the axial movement of the shock absorber piston limited to its lining and accordingly to the hammer cylinder as well the valve body.

Das untere Ende des Stoßdämpferkolbens ist zur Ausbildung eines koaxialen Kolbenventils 30, welches den einen Teil des Nebenschlußventils bildet, von vermindertem Durchmesser. Die erwähnten Öffnungen 15 des Stoßdämpferkolbens gehen von dessen Bohrung 31 aus und divergieren nach unten, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die durch die umlaufende Motorwelle, das oder die Bohrgestängerohre 19 sowie axial durch die Bohrung 31 des Stoßdämpferkolbens geführte Druckluft von diesem durch die öffnungen 15 um das Kolbenventil 30 sowie oberhalb des Ventilgehäuses 8 ausgestoßen wird.The lower end of the shock absorber piston is to form a coaxial piston valve 30, which which forms part of the bypass valve, of reduced diameter. The mentioned openings 15 of the shock absorber piston start from its bore 31 and diverge downwards, with the arrangement is made so that the through the rotating motor shaft, or the drill pipe 19 and compressed air guided axially through the bore 31 of the shock absorber piston by the latter the openings 15 around the piston valve 30 and above the valve housing 8 is ejected.

Das Ventilgehäuse 8 besitzt einen allgemein zylindrischen Körper aus einer Mehrzahl von Teilen, die so ausgebildet sind, daß sie zwischen sich eine zentrale Ausnehmung 32 sowie die Öffnungen 9,10,11 und 16 begrenzen, und das obere und untere Ende des Gehäuses ist mit einer zentralen koaxialen Bohrung 33 sowie einer koaxialen Nebenschlußbohrung 34 versehen, in denen das Kolbenventil 30 des Stoßdämpferkolbens einen dichten Gleitsitz findet, und die untere der beiden Bohrungen bildet einen Ventilsitz für das Kolbenventil, das durch einen umgebenden O-Ring 35 od. dgl. flüssigkeitsdicht in der zentralen Bohrung 33 abgedichtet ist.The valve housing 8 has a generally cylindrical body made up of a plurality of parts which are designed so that they have a central recess 32 and the openings 9,10,11 between them and 16 limit, and the upper and lower ends of the housing is provided with a central coaxial bore 33 and a coaxial bypass bore 34 in which the piston valve 30 of the shock absorber piston finds a tight sliding fit, and the lower of the two bores forms a valve seat for the piston valve, which od by a surrounding O-ring 35. The like. Liquid-tight in the central Bore 33 is sealed.

Die Öffnungen 16 sind in einer Serie in radialem Abstand von der zentralen Bohrung 33 im oberen Ende des Ventilgehäuses um diese angeordnet, und die unteren Enden dieser Öffnungen 16 sind durch ein Rückschlagventil 17 verschließbar, welches Ringform aufweist und entlang des Teils des Kolbenventils 30 aufwärts und abwärts gleiten kann, der axial in die Ausnehmung 32 hervorsteht. Die Feder 18 zum Schließen dieses Rückschlagventils ist um das Kolbenventil angeordnet und liegt mit ihrem einen Ende an der Unterseite des Rückschlagventils und mit ihrem anderen Ende am Boden der Hauptausnehmung 32 des Ventilgehäuses an. Das Rückschlagventil 17 verhindert den Rückstrom von LuftThe openings 16 are in a series at a radial distance from the central bore 33 in the upper End of the valve housing arranged around this, and the lower ends of these openings 16 are through a check valve 17 closable, which has an annular shape and along the part of the piston valve 30 can slide up and down which protrudes axially into the recess 32. The feather 18 for closing this check valve is arranged around the piston valve and lies with her one end at the bottom of the check valve and the other end at the bottom of the main recess 32 of the valve body. The check valve 17 prevents the backflow of air

ίο aus dem Ventilgehäuse durch die Öffnungen 16.ίο out of the valve housing through the openings 16.

Wenn der Hammer im normalen Betrieb mit einem Gesamtdruck auf den Bohrmeißel einwirkt, erstreckt sich das Kolbenventil 30 in die zentrale Bohrung 34 des unteren Endes des Ventilgehäuses 8 und verschließt diese. Durch das Zentrum des Stoßdämpferkolbens sowie durch die Öffnungen 15 abwärtsströmende Druckluft drückt das Rückschlagventil 17 herunter und gelangt in den Hohlraum 32 in dem Ventilgehäuse zur abwechselnden Zuleitung zum oberen und unteren Ende des Hammerzylinders. Das Steuerventil 7 ist von ringförmiger Form und koaxial mit der Bohrung 34 des Ventilgehäuses 8 angeordnet. Dieses Ventil kann innerhalb des Ventilgehäuses frei ansteigen und fallen.When the hammer acts with a total pressure on the drill bit during normal operation, extends the piston valve 30 in the central bore 34 of the lower end of the valve housing 8 and closes these. Flowing down through the center of the shock absorber piston and through the openings 15 Compressed air presses the check valve 17 down and enters the cavity 32 in the valve housing for alternating supply lines to the upper and lower end of the hammer cylinder. The control valve 7 is of annular shape and is arranged coaxially with the bore 34 of the valve housing 8. This valve can rise and fall freely within the valve housing.

Das Ventil 7 vermag die Öffnungen 9 und 10 beim Anstieg und Fallen des Kolbens 6 abwechselnd gegenüber den Öffnungen 11 zu öffnen und zu schließen, und die Druckluft strömt in den Hammerzylinder in den Raum oberhalb des Schlagkolbenkopfes durch die Öffnungen 11, wenn das Steuerventil angehoben wird sowie der Druck unterhalb des Ventils den darüberliegenden übersteigt, und sie strömt in den Hammerzylinder unterhalb des Schlagkolbenkopfes durch die öffnungen 9 und 10, wenn das Ventil sich in die untere Stellung bewegt, da der Luftdruck darüber den darunterliegenden übersteigt. Wie oben erläutert, stehen die Öffnungen 10 über die Längsdurchlässe 23 und 24 in dem Futter 22 des Zylinders mit Serien radialer Einlaßkanäle 25 am unteren Ende des Futters 22 in Verbindung, und diese dienen dazu, Luft zum Inneren des Futters unter das untere Ende des Schlagkolbens 6 zu führen.The valve 7 is able to alternately face the openings 9 and 10 as the piston 6 rises and falls the openings 11 to open and close, and the compressed air flows into the hammer cylinder in the space above the percussion piston head through the openings 11 when the control valve is raised as well as the pressure below the valve exceeds that above, and it flows into the hammer cylinder below the percussion piston head through the openings 9 and 10 when the valve is in the lower position because the air pressure above it exceeds the pressure below. As explained above, the openings 10 are above the longitudinal passages 23 and 24 in the chuck 22 of the cylinder with series radial inlet channels 25 at the lower end of the liner 22 in connection, and these serve to air to the inside of the chuck under the lower end of the percussion piston 6.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Druckluft abwechselnd gegenüberliegende Enden des Kolbens 6 erreicht, so daß der Kolben in schneller Aufeinanderfolge ansteigt und abfällt, wobei das untere Ende des Schaftes 20 des Kolbens auf das obere Ende des Schaftes 3 des Bohrmeißels 4 des Hammers auftrifft, wenn sich der Kolben jeweils abwärts bewegt.It should be noted that the compressed air alternates between opposite ends of the piston 6 so that the piston rises and falls in rapid succession, the lower end of the The shaft 20 of the piston strikes the upper end of the shaft 3 of the drill bit 4 of the hammer, when the piston moves downwards.

In dem Zylinderfutter sind Öffnungen 12 vorgesehen, durch die die Luft aus dem Hammerzylinder in Richtung des Endes der Aufwärts- und Abwärtsführung des Schlagkolbens entweichen kann. Diese Auspuffluft wird gewöhnlich durch geeignete nicht dargestellte Kanäle in der Wand des Hammerzylinders geleitet, die mit einem Ringraum 35 um die Führungsbüchse 21 des Kolbenschaftes verbunden sind, sowie durch Längskanäle 36 in der Außenwand der Büchse in das Innere der Bohrmeißelhalterung 2 und durch eine axiale Bohrung 51 in dem Meißel 4 in den Bereich des Arbeitsendes des Meißels, um das Bohrklein während des Bohrvorgangs aus dem Bohrloch abzuführen.In the cylinder liner openings 12 are provided through which the air from the hammer cylinder can escape in the direction of the end of the upward and downward guide of the percussion piston. This exhaust air is usually through suitable channels, not shown, in the wall of the hammer cylinder which is connected to an annular space 35 around the guide bushing 21 of the piston shaft are, as well as through longitudinal channels 36 in the outer wall of the sleeve into the interior of the drill bit holder 2 and through an axial bore 51 in the chisel 4 in the region of the working end of the chisel, around the Remove cuttings from the borehole during the drilling process.

Statt dessen oder außerdem kann die Auspuffluft auch zwischen der Verzahnung des Schaftes 3 des Bohrmeißels und über Kanäle durch eine innenverzahnte Haltebüchse_37, die in das untere Ende der Bohrmeißelhalterung 2 eingeschraubt ist, in den Be-Instead or in addition, the exhaust air can also be between the teeth of the shaft 3 of the Drill bit and through channels through an internally toothed holding bushing_37, which is inserted into the lower end of the Drill bit holder 2 is screwed into the loading

reich des wirksamen Endes des Bohrmeißels geleitet werden. Die Haltebüchse 37 hält den geschlitzten Ring sowohl in seiner Stellung innerhalb der Büchse, und sie wirkt mit einer Verzahnung 38 entlang des Bohrmeißelschaftes 3 zusammen.rich of the effective end of the drill bit. The retaining sleeve 37 holds the slotted Ring both in its position within the sleeve, and it acts with a toothing 38 along the Drill bit shank 3 together.

Soll der Stoßdämpferkolben 13 gegenüber dem Hammerzylinder zurückgezogen werden, indem beispielsweise der Stoßdämpferkolben mit dem Bohrrohr oder den Bohrrohren 19 angehoben wird oder indem der Hammer während des Bohrvorgangs auf einen Hohlraum auftrifft und gegenüber dem Stoßdämpferkolben abfällt, so wird das Kolbenventil 30 an dem Stoßdämpferkolben von seinem Sitz bzw. der Bohrung 34 im unteren Ende des Ventilgehäuses abgehoben, so daß das Steuerventil 7 kurzgeschlossen ist und die Druckluft von der Hauptkammer 32 des Ventilgehäuses 8 unmittelbar in das obere Ende des Hammerzylinders frei einströmen kann und bewirkt, daß der Schlagkolben in seiner unteren Stellung gehalten und die Hin- und Herbewegung gestoppt wird. Unter diesen Bedingungen strömt lediglich ein verminderter Druckluftstrom von dem Ventilgehäuse an dem Steuerventil vorbei und durch die Öffnungen 10 und die Kanäle 24 in der Fläche des Futters, um am wirksamen Hammerende den Austrag des Bohrkleins im Bereich des Meißels aufrechtzuerhalten und das Ansaugen von Bohrklein, Bohrtrübe od. dgl. in den Hammer zu verhindern. Dieser verringerte Luftstrom reicht jedoch nicht aus, den Kolben 6 entgegen den in diesem Stadium auf sein oberes Ende wirksamen Druck anzuheben.If the shock absorber piston 13 is to be withdrawn relative to the hammer cylinder, for example by the shock absorber piston is raised with the drill pipe or the drill pipes 19 or by the hammer striking a cavity during the drilling process and opposite the shock absorber piston falls, the piston valve 30 on the shock absorber piston from its seat or the Bore 34 lifted in the lower end of the valve housing, so that the control valve 7 short-circuited and the compressed air from the main chamber 32 of the valve housing 8 directly into the upper end of the Hammer cylinder can flow in freely and causes the percussion piston to be held in its lower position and the reciprocation is stopped. Under these conditions there is only a reduced flow Compressed air flow from the valve housing past the control valve and through the openings 10 and the channels 24 in the surface of the chuck to allow the cuttings to be discharged at the effective hammer end to maintain in the area of the chisel and the suction of cuttings, drilling sludge od. Like. In the Prevent hammer. However, this reduced air flow is not sufficient to counteract the piston 6 to apply effective pressure to its upper end at this stage.

Es ist darauf hinzuweisen, daß selbst im Moment des Anhaltens des Schlagkolbens ein hinreichender Luftstrom in der Nähe des Arbeitsendes des Hammers verfügbar ist, um den Bohrmeißel des Hammers unter normalen Bedingungen frei vom Bohrklein zu halten und so ein Blockieren des Betriebs des Hammers zu verhindern, während dieser nicht arbeitet, bis das Kolbenventil 30 in den Ventilsitz oder die Bohrung 34 zurückgekehrt ist und die normalen Arbeitsbedingungen des Hammers wieder erreicht werden. Beim Bohren unter feuchten oder nassen Bedingungen oder unter Wasser können Bedingungen eintreten, unter denen ein solcher Luftstrom nicht ausreicht, um den notwendigen Spielraum von Bohrklein zu schaffen, und zwar entweder wenn der Hammer stillgesetzt ist oder wenn er arbeitet. Um solchen Situationen begegnen zu können, kann der Hammer mit zusätzlichen Spüleinrichtungen versehen werden, wie sie beispielsweise in der britischen Patentanmeldung 23 814/60 beschrieben sind.It should be noted that even at the moment the percussion piston stops, a sufficient Airflow near the working end of the hammer is available to the drill bit of the hammer to keep debris clear under normal conditions, thereby blocking the operation of the hammer to prevent while this does not work until the piston valve 30 in the valve seat or the Bore 34 has returned and returns to normal working conditions of the hammer will. When drilling in damp or wet conditions, or under water, conditions occur, under which such an air flow is insufficient to provide the necessary margin of To create cuttings, either when the hammer is stopped or when it is working. Around To be able to deal with such situations, the hammer can be equipped with additional flushing devices as described, for example, in British patent application 23 814/60.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Pneumatisch betätigter Schlagbohrhammer für Gesteinsbohrer mit einem in einer Halterung in axialer Richtung unter der Wirkung eines Schlagkolbens begrenzt verschiebbaren Bohrmeißel, wobei die Bewegung des Schlagkolbens mittels einer automatisch arbeitenden, das Druckmedium abwechselnd auf verschiedene Seiten des Schlagkolbens leitende Ventilanordnung gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerhalb einer die Halterung (2) tragenden Stoßdämpferbüchse (28) verschiebbarer Stoßdämpferkolben (13) ein Kolbenventil (30) trägt, das mit einem Ventilsitz in dem Zylinder (1) des Schlagkolbens zusammen ein Nebenschlußventil bildet, dessen Bohrung (34) in eine Kammer des Schlagkolbenzylinders mündet.1. Pneumatically operated hammer drill for rock drills with one in a holder Drill bit that can be moved to a limited extent in the axial direction under the action of a percussion piston, wherein the movement of the percussion piston by means of an automatically operating, the pressure medium alternately controlled on different sides of the percussion piston conductive valve assembly is, characterized in that a shock absorber bushing inside a bracket (2) (28) displaceable shock absorber piston (13) carries a piston valve (30) with a valve seat in the cylinder (1) of the percussion piston together form a bypass valve, the bore (34) of which into a chamber of the percussion piston cylinder flows out. 2. Schlagbohrhammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Gleitführungen (14, 33,34) im Oberteil des Zylinders (1) zur Führung des Kolbenventils (30), wobei die unterste Gleitführung (34) gleichzeitig als Ventilsitz dient.2. Hammer drill according to claim 1, characterized by several sliding guides (14, 33,34) in the upper part of the cylinder (1) for guiding the piston valve (30), the lowermost sliding guide (34) also serves as a valve seat. 3. Schlagbohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Kerbverzahnung zwischen Stoßdämpferkolben (13) und Stoßdämpferbüchse (28).3. Hammer drill according to claim 1 or 2, characterized by serrations between Shock absorber piston (13) and shock absorber sleeve (28). 4. Schlagbohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschlußbohrung (34) in die kopfseitige Kammer des Zylinders (1) mündet.4. Hammer drill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Shunt bore (34) opens into the head-side chamber of the cylinder (1). 5. Schlagbohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Nebenschlußventils so bemessen ist, daß ein Teil des Druckmittels durch das Steuerventil des Hammers hindurch in das Bohrloch strömt.5. Hammer drill according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Cross section of the bypass valve is dimensioned so that part of the pressure medium through the Control valve of the hammer flows through into the borehole. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 823 013, 2 895 715.Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,823,013, 2,895,715. In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 097 920.Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1 097 920. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 709/40 12.67 © Bundesdruckerei Berlin709 709/40 12.67 © Bundesdruckerei Berlin