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Tieflochbohrhammer
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Zusatz zu P 25 12 784.8-24 Beschreibuna Die vorliegende Erfindung
betrifft einen zum Anschluß an ein Bohrgestänge vorgesehenen Tieflochbohrhammer,
welcher am unteren Ende einen Spulbohrungen, Vertiefungen und Hartmetall-Einsätze
aufweisenden Bohrmeißel trägt und in welchem ein mit einem Durchgangsloch versehener
Schlagkolben unter pneumatischem Antrieb mit vorgegebenem Maximalhub zwischen der
zylindrischen Außenwand und einem zwei Längsbohrungen aufweisenden Innenrohr gesteuert
auf und ab bewegbar ist, wobei die kraft übertragenden axialbeweglichen Teile des
Hammers in einem Polygonprofil ausgebildet sind, nach Patent (Patentanmeldung P
25 12 784.8-24).
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Der Tieflochbohrhammer nach dem Hauptpatent ermöglicht einen sicheren
Betrieb bei den unterschiedlichsten Gesteinsvorkommen.
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In der Praxis hat sich aber herausgestellt, daß seine Fertigung und
die Arbeitsweise seiner Steuerung noch verbesserungsfähig ist.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist insbesondere eine Vereinfachung
der Konstruktion eines Bdrhammers der eingangs genannten Art zur Steigerung der
Wirtschaftlichkeit sowohl der Herstellung als auch des Einsatzes.
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Bei einem Tieflochbohrhammer des genannten Typs ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß im Schlagkolben und in dem ihn umschlieBenden Außenrohr Hohlräume
zur Anlauf-Entlüftung vorhanden sind.
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Dadurch erzielt man mit äußerst einfachen Mitteln eine wesentliche
Verbesserung der Betriebseigenschaften, so daß der Bohrhammer selbst unter ungünstigen
Bedingungen zuverlässig arbeitet. Die Entlüftungs-Hohlräume im Schlagkolben und
in dem ihn umschließenden Außenrohr bewirken einen einwandfreien Hochleistungs-Antrieb
des Schlagkolbens auch dann, wenn bei Rückstau vom Bohrlochgrund, bei Verstopfung
von Spülöffnungen durch Bohrklein oder bei etwaigen Undichtigkeiten dynamische Druckverhältnisse
eintreten, welche ohne die vorgesehenen Maßnahmen einen Betrieb des Bohrhammers
be- oder verhindern können, Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß
schräg nach oben oder radial gerichtete Bohrungen im Schlagkolben in einen Dämpfungsraum
zwischen Kolbenkopf und Außenrohr münden, daß schräg nach unten oder radial gerichtete
Bohrungen im Schlagkolben in dessen angehobener Stellung in einen Ringraum des Außenrohrs
münden und daß von dem Ringraum Entlüftungsbohrungen ausgehen, die in der Wandung
des Außenrohrs bis zu dessen Gewindeanschluß an die Haltekappe für den Bohrmeißelkopf
führen. Diese Hohlräume lassen sich mit üblichen Vorrichtungen bequem fertigen und
gewährleisten den sicheren Anlauf des Bohrhammers und sein exaktes Arbeiten unabhängig
davon, in welcher Ausgangsstellung der Schlagkolben sich jeweils befinden mag. Weil
die Hohlräume durch das Bewegungsspiel des Bohrmeißels und weitere Kanäle nach unten
fortgesetzt sind, ist die Entlüftung in allen Betriebsphasen sichergestellt.
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Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Schrägbohrungen
an den axialen Enden einer zylindrischen Aussparung im Schlagkolben sitzen. Dank
dieser Anordnung hat man neben einer zweckmäßigen Fertigung den Vorteil einer widerstandsarmen
Strömungsführung mit genauem Durchlaß an den Stellen, die der Schlagkolben in seinen
verschiedenen Bewegungsphasen gerade freigibt.
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Indem gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im unteren
Teil der einen Längsbohrung des Innenrohrs außen unterhalb einer Radialöffnung eine
weitere radiale Anlaufbohrung vorgesehen ist, fließt durch letztere das Druckmittel
(die Druckluft), solange sich der Schlagkolben in einer angehobenen Stellung befindet.
Nahe seiner unteren Endstellung verschließt der Schlagkolbenkopf diese Anlaufbohrung,
während die andere Radialöffnung den ungehinderten Durchfluß der Druckluft sicherstellt.
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Eine wichtige Verbesserung des Bohrhammers nach dem Hauptpatent durch
die Erfindung besteht darin, daß der Schlagkolben und die ihn führenden Rohre zylindrisch
ausgebildet sind, so daß auf die Verwendung eines teuren Polygonprofils bei diesen
Teilen ohne Beeinträchtigung der Funktionsweise verzichtet werden kann. Dadurch
ergibt sich eine beträchtliche Verbilligung des Bohrhammers.
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Zum sicheren Betrieb trägt es bei, wenn das Durchgangsloch des Schlagkolbens
zumindest in seinem oberen Abschnitt mit Umfangsrillen versehen ist, so daß eine
zügige Führung mit guten Gleiteigenschaften gewährleistet ist.
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Eine sehr einfache Montage ergibt sich, indem gemäß einem anderen
Merkmal der Erfindung die Haltekappe radial geteilt ist und ihre Hälften verstiftet
sind, sobald der im Durchmesser gegenüber dem Schaft erweiterte Kopf des Bohrmeißels
eingesetzt ist.
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Bei einem Tieflochbohrhammer mit einem aus Steuerzylinder, Steuerrohr
mit Ventilsitz, Steuerkolben mit Stützzylinder und Steuerkörper bestehenden Steuerteil
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Steuerzylinder unter Formschluß zu dem Ventilsitz-Bund
an dem Steuerrohr-Oberteil befestigbar ist, daß nahe dessen oberem Ende längliche
Querbohrungen vorhanden sind und daß der Steuerkolben an seinem Stützring außen
Längsrillen hat. Diese Ausgestaltung stellt gegenüber dem Hauptpatent eine bedeutsame
Vereinfachung dar, die sowohl wesentliche Fertigungseinsparungen als auch eine weitere
Leistungssteigerung und eine Erhöhung der Funktionssicherheit ermöglicht. Unter
anderem entfällt die Notwendigkeit, eine Seitendüse vorzusehen, und die gewählte
Gestaltung mit länglichen Querbohrungen am Steuerrohr-Oberteil sowie mit Längsrillen
am Steuerkolben-Stützring sorgt für geringste Strömungswiderstände in beiden Durchflußrichtungen.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung, für die selbständiger Schutz
in Anspruch genommen wird, besteht darin, daß am Umfang zumindest eines Elements
der Polygonprofil aufweisenden kraftübertragenden Hammerteile Rillen ausgebildet
sind.
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Beispielsweise kann die Haltekappe für den Bohrmeißelkopf in ihrer
Polygonbohrung Längsnuten oder -rillen haben, die als Entlüftungskanäle wirken und
den Austritt von gespannter Druckluft in das Bohrloch gestatten, so daß die Festsetzung
von Bohrklein oder Jede andere Verschmutzung während des Betriebes mit Sicherheit
vermieden wird.
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Zumindest der Dämpfungskolben kann mit Umfangsabdichtungen versehen
sein, um die Druckverluste möglichst gering zu halten und ein Maximum der verfügbaren
Antriebsenergie an den Bohrmeißel heranzubringen.
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Eine weitere wichtige Ausgestaltung der Erfindung, für die gleichfalls
selbständiger Schutz in Anspruch genommen wird, sieht bei einem Bohrmeißel mit einem
aus Schaft und daran
austauschbar angebrachtem Verschleiß schuh
bestehenden Bohrmeißel vor, daß zur lösbaren Befestigung des Verschleißschuhes am
Bohrmeißelschaft dessen unteres Ende mit einem Ansatz versehen ist, der von einem
radial geteilten, in den Verschleißschuh geschraubten Haltering mit Anschlagbund
übergriffen ist. Gegenüber dem Tieflochbohrhammer nach dem Hauptpatent ist die Befestigung
des Verschleißschuhes dadurch außerordentlich vereinfacht. Die Konstruktion und
Fertigung der Bohrkrone erfordert infolgedessen viel weniger Aufwand; es werden
weniger Teile benötigt, und die Befestigung und Lösung des Verschleißschuhesvom
Bohrmeißelschaft geht erheblich schneller vonstatten.
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Hierbei ist es sehr vorteilhaft, wenn das Gewinde zur Befestigung
des Halteringes im Verschleiß schuh denselben Drehsinn wie der Hammerantrieb hat
und symmetrische, gerundete Flanken aufweist. Dadurch erübrigt sich eine Sicherung
der Befestigung, weil der Hammerantrieb selbst den Haltering in den Verschleißschuh
bis in die Endlage einschraubt und diese Verschraubung mit jedem Arbeitstakt wiederholt.
Die Gewindegestaltung sorgt andererseits dafür, daß unter Ansatz einer üblichen
Brechvorrichtung im Bedarfsfalle ein rasches Lösen der Verbindung möglich ist, also
hauptsächlich dann, wenn der Verschleißschuh des Bohrmeißels ausgetauscht werden
soll.
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Günstig ist es ferner, wenn das untere Ende des Bohrmeißelschafts
an der inneren Bodenfläche des Verschleißschuhes direkt oder unter Zwischenlage
eines Pufferstückes formschlüssig angreift, so daß die Übertragung der gesamten
zugeführten Schlagenergie auf breiter Fläche vor sich geht und die spezifische Belastung
des Bohrmeißel-Schaftendes sowie des Verschleißschuhes verhältnismäßig niedrig bleibt.
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Für die Montage und Demontage des erfindungsgemäßen Bohrhammers ist
es vorteilhaft, wenn er außen mit einem Rillenprofil versehen ist, vorzugsweise
über seine ganze Länge, so daß Brech-und
Fangvorrichtungen, wie
sie für das Bohrgestänge vorhanden sind, zum schnellen Zerlegen und Zusammenbau
des Bohrhammers Verwendung finden können. Außerdem ermöglicht das Rillenprofil eine
verbesserte Spülung des Bohrkleins aus dem Bohrloch.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Darin zeigen: Fig. 1a,b,c aneinandergesetzt zu denkende Teile der Axialschnittansicht
eines erfindungsgemäßen Tieflochbohrhammers, Fig. 2 eine Schnittansicht entsprechend
der Linie II-II in Fig. lc, Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend der Linie III-III
in Fig. Ib, Fig. 4 eine Seitenansicht des Innenrohr-Oberteils des Bohrhammers von
Fig. 1 und Fig. 5 eine Schnittansicht entsprechend der Linie V-V in Fig. la und
4.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist der in seiner Gesamtheit mit
1 bezeichnete Tieflochbohrhammer am Oberteil ein Rohr 2 auf, das einen Gewindestutzen
als Anschlußteil 3 hat.
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Unten schließt an das Rohr 2 ein Bohrmeißel 4 an, dessen Schaft 5
einen Verschleißschuh 6 haltert.
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Der Anschlußteil 3 ist mit einem Dämpfungskolben 7 einstückig, welcher
Polygonprofil besitzt, in einem Dämpfungszylinder 13 von gleichem Profil formschlüssig
gleitbar geführt ist und einen Durchlaß 8 sowie einen Rohransatz 9 hat, der an seinem
unteren Ende mit Radialauslässen 10 versehen ist. Ein Dichtungsbund 11 stützt in
Axialrichtung ein Führungsband 12 ab, das z.B. aus Tetrafluorpolyäthylen besteht
und im Dämpfungszylinder 13 für Leichtgängigkeit des Dämpfungskolbens 7 sorgt, dessen
Hub durch einen Anschlag 14 in einer Hubkammer 15 nach oben begrenzt ist. Nach unten
wird die Hubbegrenzung durch einen Ringpuffer 16 bewirkt, der sich axial an einem
Gehäuse 17 abstützt, das mittels einer Schraubverbindung 18 an dem Dämpfungszylinder
13 angebracht ist und einen etwas
kleineren Durchmesser hat als
dieser. Zwei Umfangsnuten 79 dienen zum verbesserten Volumenausgleich, wenn der
zusammengedrückte Ringpuffer 16 an der Innenwand des Rohrs 2 zur Anlage kommt.
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Der Innendurchiesser des Gehäuses 17 ist gegenüber dem Rohransatz
9 abgesetzt, so daß eine Druckfeder 19 Platz findet, die sich am Außenteil 21 eines
Steuerzylinders 20 abstützt.
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Im oberen, nach innen zylindrisch einspringenden Teil 17a des Gehäuses
17 ist eine Aussparung 17b vorhanden, welche den Durchtritt von Druckmittel aus
den Radialauslässen 10 in jeder Stellung des Dämpfungskolbens 7 ermöglicht.
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Der Außenteil 21 des Steuerzylinders 20 hat oben einen nach innen
zurückspringenden Zylinderansatz 21a, dessen lichte Weite dem Außendurchmesser des
Stützringes 27 eines Steuerkolbens 28 entspricht, welcher auf dem oberen Teil eines
Steuerrohrs 32 gleitbar angeordnet ist. Letzteres hat stirnseitig eine auswechselbare
Düse 34 und ist nahe dieser mit länglichen Querbohrungen 33 versehen, welche in
angehobener Stellung des Steuerkolbens 28 mit dessen Querbohrungen 29 fluchten können.
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Im Boden des Steuerzylinders 20 sind Bohrungen 24 sowie eine ringförmige
Ausnehmung 25 vorhanden, in der eine Druckfeder 26 sitzt, die mit ihrem oberen Ende
an dem Stützring 27 angreift.
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Dadurch ist der Steuerkolben 28 mit seinem Flansch 30 in Anlage am
unteren Ende des Rohransatzes 9 gehalten, auch wenn der Dämpfungskolben 7 aus seiner
unteren Endstellung aufwärts fährt. Der dann mit nach oben gehende Steuerkolben
28 tritt mit dem Stützring 27 in einen Ringraum 31 innerhalb des einspringenden
Zylinderansatzes 21a ein; der Beginn dieser Phase ist in Fig. 1a gezeichnet. In
dieser Stellung ist der Durchfluß von Druckmittel auf kleine Nebenwege beschränkt,
nämlich auf Längskanäle in Form von Rillen 27a am Außenumfang des StUtzringes 27,
dessen Steuerkanten in Schließstellung stehen.
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Mit seinem Boden 23 schließt der Steuerzylinder 20 formschlüssig an
den Oberteil eines Ventilsitzes 35 am Steuerrohr 32 an. An diesem Ventilsitz kann
ein nach Art einer Tellerbüchse ausgebildeter Steuerkörper 36 zur Anlage kommen,
wenn er von dem Ventilauflager 38 eines Haltekörpers 39 abgehoben ist. Am Umfang
seines Tellerteils hat der Steuerkörper 36 eine Anzahl von Aussparungen 76, die
außerhalb des Ventilsitzes 35 eine Strömungsverbindung von oben nach unten und umgekehrt
ermöglichen, wenn der Steuerkörper 36 von dem Ventilauflager 38 abgehoben ist. Insbesondere
dienen die Aussparungen 76 am Rande des Steuertellers dazu, die sog. Unterluft nach
oben durchzulassen.
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Das Steuerrohr 32 ragt mit einem Rohransatz 37 in den Haltekörper
39 hinein, dessen Oberteil zylindrisch gestaltet ist und an einer Umfangsstelle
(in Fig. la rechts) einen Seitenhat kanal 40,. Der Haltekörper 39 ist einstückig
mit einem Innenrohr 41, das vorzugsweise außen zylindrisch ist und parallel zu einer
Rückstau-Bohrung 42 eine Spülbohrung 43 aufweist, die mit dem Inneren des Steuerrohr-Oberteils
in Verbindung steht. Parallel zu dem Innenrohr 41 ist im Oberteil des Haltekörpers
39 ein Druckmittel-Einlaß 44 angeordnet, der oben in eine an den Steuerkörper 36
anschließende Ringkammer 36a mündet. Die Spül-Bohrung 43 ist in einem Abstand zu
ihrem unteren Ende mit einer Radialöffnung 46 versehen, unterhalb welcher eine zusätzliche
Anlaufbohrung 46a radial nach außen führt.
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Die am unteren Ende durch einen Gewindestopfen 47 verschlossene Rückstau-Bohrung
42 hat weiter oben eine Radialöffnung 45.
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Zwischen dem Innenrohr 41 und der Außenwand 48 des Rohres 2 ist der
Kopfteil eines Sch1 gkolbens 50 geführt, der ein zylindrisches Durchgangsloch 51
aufweist. Ein Dämpfungsraum 48a mit einer Schulter 49 in der Außenwand 48 begrenzt
den Weg des Schlagkolbens 50, der in Fig. Ib kurz vor seiner tiefsten Stellung gezeichnet
ist. An wenigstens einer Umfangsstelle hat der Schlagkolben 50 eine beispielsweise
als Freistich
ausgebildete Aussparung 52, an deren Oberteil zwei
sich gegenüberliegende Öffnungen 53 schräg oder radial anschließen, während am axial
unteren Ende der Aussparung 52 in gleichmäßigen Umfangsabständen z.B. drei oder
vier Auslässe 53a angeordnet sind, die schräg oder radial gerichtet sein können.
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Im Durchgangsloch 51 sind Umfangsrillen 82 eingearbeitet, welche die
Gleitbeweglichkeit des Schlagkolbens 50 auf dem Innenrohr 41 fördern.
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Unterhalb der Schulter 49, die den Dämpfungsraum 48a begrenzt, hat
das Außenrohr 48 einen Ringraum 85, an den nach unten z.B.
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sechs oder mehr Entlüftungsbohrungen 84 anschließen. Letztere verlaufen
parallel zu der Außenwand 48 und führen bis an die Gewindeverbindung 54 mit dem
Oberteil der Haltekappe 55. Diese Hohlräume 84, 85 gewährleisten zusammen mit einem
Ringspalt 86 zwischen dem Außenrohr 48 und dem Haltekappen-Oberteil 55, daß der
Schlagkolben 50 unabhängig von seiner jeweiligen Ausgangsstellung stets anfahren
kann, also auch bei ungünstigen Druckverhältnissen.
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Die Haltekappe 55 ist radial geteilt. Ihre Hälften sind miteinander
durch Bolzen 89 verstiftet, nachdem der Kopf 57 des Bohrmeißelschaftes 58 in die
Haltekappe 55 eingesetzt wurde; dieser Kopf 57 ist im Durchmesser gegenüber dem
Schaft 58 erweitert. Am Innen- und Außendurchmesser setzt die Haltekappe 55 den
darüber befindlichen Rohrteil ohne Abstufung fort. Eine als Amboß-Anschlag wirkende
Schulter 56 im unteren Teil der Haltekappe 55 begrenzt den Weg des Bohrmeißels 4
bzw. seines Kopfes 57 nach unten.
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Ebenso wie der innere Unterteil der Haltekappe 55 hat der Schaft 58
des Bohrmeißels 4 Polygonprofil. Er ist an seinem unteren Ende mit einem schulterartigen
Ansatz 73 ausgestattet und schließt entweder direkt oder über ein (nicht gezeichnetes)
Pufferstück aus elastisch-nachgiebigem Material an die innere Bodenfläche 74 der
den Verschleiß schuh 6 bildenden Bohrkrone 61 formschlüssig an, die mittels eines
radialgeteilten Halteringes 63 mit dem unteren Ende des Bohrmeißelschaftes 58
lösbar
verbunden ist. Haltering 63 und Verschleißschuh 6 bzw.
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Bohrkrone 61 haben zu diesem Zweck ein Gewinde 64, das denselben Drehsinn
wie der Hammerantrieb hat und vorzugsweise symmetrische, wellrohrförmig gerundete
Flanken aufweist. An seinem oberen Anschlagbund 72 hat der Haltering 63 innen ein
Polygonprofil, das den Bohrmeißel-Schaft 58 formschlüssig umgreift.(Fig. 2).
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In gleicher Weise wie der Schlagkolben 50 mit einem Durchgangsloch
51 und der Bohrmeißel-Schaft 58 mit einem Zentraldurchlaß 60 versehen ist, hat auch
ein gegebenenfalls vorhandenes Pufferstück einen Durchlaß gleicher Öffnungsweite.
An diese Durchlässe schließen die Spülluft-Öffnungen 67 der Bohrkrone 61 an, die
einen verbreiterten Fuß 75 aufweist. Am Boden und an der angefaßten Bodenkante des
Fußes 75 trägt die Bohrkrone 61 3arr befestigte Hartmetall-Einsätze in Form von
Warzen 69, die über den Umfang bzw. die Bodenfläche vorzugsweise regelmäßig verteilt
sind.
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Die Arbeitsweise eines solchen Tieflochbohrhammers ist folgende.
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Durch die Bohrung 8 des DaBpfungskolbens 7 sowie durch die Düse 34
im Steuerrohr 3-2 gelangt ständig Druckmittel über die Bohrung 43, das Durchgangsloch
51 und den Zentraldurchlaß 60 sowie die Öffnungen 67 an die Bohrlochsohle. Dadurch
wird das während des Bohrvorganges erzeugte Bohrklein fortlaufend unter Druck ausgespült.
Wenn der Dämpfungskolben 7, dessen Polygonprofil im Rohr 2 gepunktet angedeutet
ist, mit seinen Radialauslässen 10 die Aussparung 17b nahe der gezeichneten unteren
Stellung (Fig. la) erreicht, tritt Druckmittel in die zwischen dem Außenteil 21
und dem Steuerkolben 28 vorhandene Ringkammer 31 des Steuerzylinders 20 ein, strömt
durch die Bohrungen 24 und den Innenraum des Steuerkörpers 36, verläßt diesen über
die Ringkammer 36a und gelangt durch den Einlaß 44 in den Arbeitsraum oberhalb des
Schlagkolbens 50. Letzterer wird dadurch abwärt + ewegt, bis der Kopf des Schlagkolbens
50 im Dämpfungsraum
48a vor der Schulter 49 einen gleichgroßen
Gegendruck aufgebaut hat.
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Zuvor trifft das untere Ende des Schlagkolbens 50 auf den Bohrmeißel-Kopf
57, welcher hierdurch in der Haltekappe 55 abwärtsfährt und den Verschleißschuh
6 bzw. die Bohrkrone 61 nach unten bewegt. Da auch der Bohrmeißel-Schaft 58 in der
Haltekappe 55 einerseits und in dem Haltering 63 andererseits mit (gepunktet angedeutetem)
Polygonprofil geführt ist, erfolgt während sämtlicher Axialbewegungen auch drehende
Mitnahme, wenn von einem (nicht gezeichneten) Bohrmotor über ein ileichfalls nicht
dargestelltes) Gestänge eine Drehbewegung auf den Bohrhammer 1 übertragen wird.
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Durch den Aufprall des Verschleißschuhes 6 bzw. der Bohrkrone 61 auf
die Bohrlochsohle federt der Bohrmeißel 4 nach oben zurück. Seine Aufwärtsbewegung
kann sich auf den Schlagkolben 50 übertragen, der sich unter diesem Stoß und/oder
durch den Druckmittel-Rückstau im Dämpfungsraum 48a sowie in den Hohlräumen 86,
84, 85 zunächst so weit abhebt, bis die Öffnungen 45 und 53 miteinander und mit
dem Dämpfungsraum in Verbindung kommen. Der Druckmittelstau und die Aufwärtsbewegung
des Schlagkolbens 50 bewirken aber auch,,daß der Steuerkörper 36 vom Ventilauflager
38 abgehoben und an den Ventilsitz 35 gedrückt wird.
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Gleichzeitig wird der Zustrom von Druckmittel zu dem Einlaß 44 und
mithin zur Oberseite des Schlagkolbens 50 unterbrochen.
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Infolgedessen wirkt nun der volle Druck des über die Umfangsausnehmungen
76 an dem Steuerkörper 36 vorbeifließenden Druckmittels (Unterluft) durch den Seitenkanal
40 und die Rückstau-Bohrung 42 auf die Unterseite des Schlagkolbens 50, so daß dieser
weiter aufwärts fährt und in seine Ausgangsstellung zurückgelangt. Dann kann der
nächste Arbeitstakt beginnen.
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Statt dieses Vollast-Betriebes ist auch ein Teillast-Betrieb möglich,
beispielsweise wenn der Bohrmeißel 4 unter dem Eigengewicht des Bohrhammers 1 einen
schnelleren als den am Bohrgerät
gerade eingestellten Vorschub
erfährt und im Gestein keinen großen Widerstand vorfindet. In diesem Falle wird
der Dämpfungskolben 7 bis an den Anschlag 14 nach oben zurückgezogen, und die Federbelastung
des Steuerkolbens 28 hebt diesen an, bis sein Stützring 27 in den Ringraum 31 eingetreten
ist, also seine Steuerkanten in Schließstellung stehen. Die Radialauslässe 10 sind
dabei an dem mit einem O-Ring 80 abgedichteten Erlagen des Gehäuses 17 ganz oder
teilweise versperrt. Nur im letzteren Fall kann das im Durchlaß 8 anstehende Druckmittel
durch die Radialauslässe 10 und die Aussparung 17b abströmen; es fließt dann aber
über die in dieser Stellung fluchtenden Querbohrungen 33 und 29 in das Steuerrohr
32 und weiter in die Spül-Bohrung 43, so daß darin bei praktisch kurzgeschlossener
Düse 34 der volle Betriebsdruck herrscht und die gesamte Druckmittelleistung für
den Spülbetrieb eingesetzt wird.
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Eine solche verstärkte Druckmittelzufuhr ist beispielsweise zweckmäßig,
wenn etwa die Einleitung von ca. 6 m3/min unter 13 bar bei hartem Gestein nicht
ausreicht und die Energie gesteigert werden muß, damit für die Bohrkleinspülung
stets genügend Druckmittel zur Verfügung steht Auch wenn der Därnpfungskolben 7
hochgezogen und der volle Spülbetrieb im Gange ist, wird durch die Rillen 27a am
Stützring 27 noch für den Leerlaufbetrieb des Schlagkolbens 50 Druckmittel abgezweigt,
das durch Bohrungen 24, den Innenteil des Steuerkörpers 36 und die Ringkammer 36a
in den Einlaß 44 strömt, so daß die Oberseite des Schlagkolbens 50 beaufschlagt
wird. Seine nachfolgende Aufwärtsbewegug geht in der oben geschilderten Weise mit
Druckmittelunterstützung über den Weg 76, 40, 42, 45, 5R, 53 bzw. 53a, 85, 86 vor
sich.
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Für den Betrieb des Bohrhammers t ist die Anordnung der Entlüftungs-HohlrSume
52, 53, 53a im Schlagkolben 50 und der Hohlräume 84 bis 86 im Außenrohr 48 von wesentlicher
Bedeutung.
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Sie gestatten den sicheren Anlauf des Schlagkolbens 50 aus Jeder beliebigen
Ausgangsstellung auch unter extrem schlechten
Bedingungen. Weil
sich nach unten weitere Entlüftungswege durch das Bewegungsspiel des Bohrmeißels
4 und durch Längsrillen 87 in der Haltekappe 55 anschließen, ist die Entlüftung
in allen Betriebsphasen des Bohrhammers 1 gewährleistet.
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Dabei spielt die gegenüber dem Hauptpatent vereinfachte Steuerung
eine große Rolle. Der Steuerzylinder 20 wird am Oberteil des Steuerrohrs 32 auf
dessen Ventilsitz-Bund 88 formschlüssig auf gesetzt und durch die Druckfeder 19
daran in Anlage gehalten.
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Auf dem Steuerrohr 32 gleitet unter Belastung durch das Druckmittel
einerseits und durch die Druckfeder 26 andererseits der Steuerkolben 28 hin und
her, dessen nahe dem Stützring 27 befindliche Querbohrungen 29 in der oberenen Stellung
des Steuerkolbens 28 mit den Langlöchern 33 kurz vor dem oberen Ende des Steuerrohrs
32 in Strömungsverbindung kommen. Die Längsrillen 27a am Außenumfang des Stützringes
27 bilden weitere Durchlässe, welche die geschilderten Funktionen ermöglichen.
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Die Betriebsweise des Bohrhammers 1 kann in einfacher Weise den jeweiligen
Verhältnissen angepaßt werden. So lassen sich Düsen 34 von verschiedener Durchlaßweite
einsetzen, wodurch das Ausmaß der Druckminderung bzw. der adiabatischen Expansion
nach Bedarf eingestellt werden kann.
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Zur Erhöhung der Betriebssicherheit und vor allem der Standzeiten
können in den Dämpfungsraum 48a und/oder an dem Amboß-Anschlag 50/57 Dämpfungsringe
eingelegt werden, welche die Bewegung der zugehörigen Kolben auch dann weich abfangen,
wenn sich im Schersteinsatz Abnutzungen eingatellt haben sollten, die eine verschlechterte
Abdichtung der axialbewegten Teile zur Folge haben. An verschiedenen Stellen sind
jedoch Dichtungsringe zusätzlich vorgesehen, z.B. das FUhrungsband 12 und ein O-Ring
80 am Rohransatz 9 des Dämpfungskolbens 7 sowie ein weiterer O-Ring 81 zwischen
dem Kopfteil des Innenrohrs 41 und dem Gehäuse 17.
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Weitere Ausgestaltungen sind aus den Fig. 2 bis 5 ersichtlich.
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Die in Fig. 2 dargestellte Draufsicht auf die Haltekappe 55 zeigt
einerseits das PC 4-Profil mit eingearbeiteten Rillen 87 für die Führung des Bohrmeißel-Schaftes
58, andererseits ein äußeres Rillenprofil 91, das in Verbindung mit (nicht gezeichneten)
Fang- und Brechvorrichtungen zur Montage oder Zerlegung des Bohrhammers 1 benutzt
werden kann. Zweckmäßig sind daher alle Außenteile des Bohrhammers 1 mit diesem
Rillenprofil 91 versehen, wie z.B. auch aus Fig. 3 entnommen werden kann, die einen
Querschnitt durch den unteren Teil des Außenrohrs 48 und den Schlagkolben 50 zeigt.
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Aus Fig. 4 und 5 gehen Einzelheiten der Ausbildung des Kopfteils von
Innenrohr 41 hervor. Man erkennt die Anordnung der verschiedenen Bohrungen 42, 43
und 44, welche unter optimaler Raum- und Materialausnutzung ineinandergreifen bzw.
aneinander anschließen. Der Durchlaß 40, welcher für die Beaufschlagung der Rückstau-Bohrung
42 wichtig ist, kann mit besonderem Vorteil als flacher Freistich ausgeführt sein,
an dessen Axialenden z.B. je drei Schrägkanäle 83, 83a anschließen (Fig. 5).
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In den Rahmen der Erfindung fallen zahlreiche weitere Abwandlungen
und Vereinfachungen. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung
hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver
Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für
sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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L e e r s e i t e