DE3034211A1 - Mit einer druckfluessigkeit beaufschlagbare schlag- und bohrvorrichtung - Google Patents

Mit einer druckfluessigkeit beaufschlagbare schlag- und bohrvorrichtung

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DE3034211A1 DE19803034211 DE3034211A DE3034211A1 DE 3034211 A1 DE3034211 A1 DE 3034211A1 DE 19803034211 DE19803034211 DE 19803034211 DE 3034211 A DE3034211 A DE 3034211A DE 3034211 A1 DE3034211 A1 DE 3034211A1
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Description

Anmelder: Herr Alfred Paikert
Höltkenstraße 119
5802 Wetter-Wengern
Vertreter: Patentanwälte Wenzel und Kälkoff Postfach 2448
5810 Witten/Ruhr
Bezeichnung: Kit einer Druckflüssigkeit beaufschlagbare Schlag- und Bohrvorrichtung
Erfindung bezieht sich auf eine Schlag- und Bohrvorrichtung, die mittels Druckflüssigkeit, insbesondere Hochdruckwasser beaufschlagbar ist und einen äußeren, rückwärts mit einer Druckflüssigkeitszuführleitung versehenen ruhenden Teil sowie einen inneren, vorwärts ein Schlag- und Bohrwerkzeug tragenden beweglichen Teil aufweist, wobei zur Steuerung einer Hubbewegung des als Schlagkolben ausgebildeten beweglichen Teils, ein Hauptsteuerventil vorgesehen ist, das die Vor- und Rückwärtsbewegung des Schlagkolbens hydraulisch steuert, und zur hydraulischen Steuerung des HauptSteuerventils ein von der Hubbewegung des Schlagkolbens seinerseits gesteuerter Vorsteuerschieber vorgesehen ist, und wobei am hinteren Ende des ruhenden Teils Rückstoßdüsen zum Vortrieb oder ein Gestänge angeordnet sind und der vordere Schlagkolben als Düsenteil ausgebildet ist, welches durch die Hochdruckflüssigkeit mit dem an ihm angeordneten Schlag- und Bohrwerkzeug in eine drehende und schlagende Bewegung versetzbar ist.
Eine derartige Schlag- und Bohrvorrichtung ist nach dem DBP 22 57 755 bekannt. Da weist die Steuerung dieser Vorrichtung zumindes zwei im Inneren angeordnete Steuerelemente auf, nämlich.ein Hauptsteuerventil 7 und einen
Vorsteuerschieber 6 von denen der Vorsteuerschieber von der Hubbewegung des alä Werkzeugträger ausgebildeten Teils mechanisch und das Hauptsteuerventil von dem 'Vorsteuerschieber hydraulisch beaufschlagt bzw. gesteuert wird.
Da mit der Einleitung eines Hubrichtungswechsels des als Werkzeugträger ausgebildeten Teils bzw. Schlagkolbens, welcher als Differentialkolben ausgebildet ist, der seinerseits über das Hauptsteuerventil beaufschlagt bzw. entlüftet wird, - über einen mechanischen Anschlag gleichzeitig eine Verschiebung des Vorsteuerschiebers eingeleitet wird, tritt in der Schlag- und Bohrvorrichtung nach dem DBP 22 57 753 aufgrund des schnellen Bewegungsablaufes der Steuerelemente und des Schlagkolbens und des erheblichen Kraftaufwandes zur Bewältigung der Reibungsund Massenkräfte ein hoher Leistungsverlust beim Schlaghub ein und somit einer relativ träge Arbeitsweise des Gerätes.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Schlag- und Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der trotz großer Hubgeschwindigkeit des Schlagkolbens und somit schnellem Bewegungsablauf der Steuerelemente der Leistungsverlust beim Schlaghub weitgehend verringert ist und somit die relativ träge Arbeitsweise der Schlag- und Bohrvorrichtung nicht mehr gegeben ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem Gedanken aus, die Steuerung des Schlag- und Bohrgerätes derart auszubilden, daß die Verschiebung des Vorsteuerschiebers nicht mehr durch einen mechanischen Anschlag des Schlagkolbens an den Vorsteuerschieber erfolgt, wobei der Schlagkolben durch den Anprall abgebremst wurde und einen großen Teil seiner Schlagenergie verlor, -
sondern die Verschiebung des Vorsteuerschiebers aufgrund hydraulischer Kräfte erfolgt, wie dies schon bei dem Hauptsteuerventil und dem Schlagkolben der Fall ist.
Insofern soll also ein "Amboßeffekt" des mechanischen Anschlages zwischen Schlagkolben und Vorsteuerschieber mit dem daraus resultierenden Verlust an Schlagenergie vermieden werden.
Zur Lösung der genannten Aufgabe ist bei einer Schlag- und Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Vorsteuerschieber und der Schlagkolben eine Steuerkammer mit einer Druckschulter des Vorsteuerschiebers bilden, wobei durch Verschiebung des Schlagkolbens eine zur Druckbeaufschlagung der Steuerkammer dienende Steuerbohrung oder eine zur Entlüftung dienende Bohrung durch Steuerkanten zu öffnen bzw. schließen sind.
"Bei einpr derartigen vollhydraulischen Steuerung des Sch]apkoTbons übor das Hauptsteuerventil, des Vorsteuersohieborfl übor die Hubbewegung des Schlagkolbemund Vorsteuerschiebera und des Hauptsteuerventils durch die Hubbewegung des Vorsteuerschiebers ergibt sich eine Steuerung hoher Schlagenergie der Schlag- und Bohrvorrichtung,.wobei die auftretenden Reibungs- und Massenkräfte sich mit einem geringeren Kraftaufwand bewältigen lassen und sich somit ein schneller, trägheitsloser Bewegungsablauf der Steuerelemente und des Schlagkolbens ergibt.
Einerseits wird dabei aufgrund des durch die Rückstoßdüsen erfolgenden Vortriebes des Gerätes gleichzeitig eine Reinigung von Rohr- bzw. Kanalwandungen sowie der Abtransport der bereits gelösten Ablagerungsteile ermöglicht. Andererseits wird von der in der Hochdruckflüssigkeit gespeicherten statischen Druckenergie und durch die dadurch verursachte drehende und schlagende Bewegung der am vorderen Düsen-
teil "bzw. Schlagkolben befindlichen Bohrwerkzeuge ein Abbau von Ablagerungen im Kanal und durch die zusätzliche Drehbewegung eine Präswirkung erzielt. Die vom Schlagwerk verbrauchte Druckflüssigkeit wird dabei anschließend zum Freispülen der Bohrschneiden mittels der Düsenöffnungen ausgenutzt.
Als Bohrwerkzeug dient dabei ein mit auswechselbaren Hartmetall-Schneidmessern bestückter stählerner Bohrkopf in entsprechender Größe des Kanaldurchmessers. Bei WürzelVerwachsungen oder anderen Weichstoffablagerungen werden stählernde Sägemesser anstelle der Hartmetallmesser am Bohrkopf angeordnet. Das Gerät ist dabei desweiteren auch z. B. zur Beseitigung von Beton- oder Kalksteinablagerungen geeignet oder erlaubt in den Kanal einragende Rohranschlüsse abzufräsen.
Eine kompakte Anordnung der Steuerelemente und des Schlagkolbens unter Ermöglichung einer einfachen hydraulischen Steuerung aller dieser Elemente ergibt sich gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Schlag- und Bohrvorrichtung, bei welcher der Schlagkolben in an sich bekannter Weise als Differentialkolben, also mit zwei unterschiedlich großen Kolbenflächen ausgebildet ist, in einem Ansatz dieses Schlagkolbens zumindest teilweise der Yorsteuerschieber verschieblich gelagert ist und innerhalb des Vorsteuerschiebers der Hauptsteuerschieber des Hauptsteuerventils, wobei ein Zylinderraum des Differentialkolbens von durch die Verschiebung des Hauptsteuerventils betätigte Ventile zur Druckbeaufschlagung und Druckentlastung aussteuerbar ist.
In vorteilhafter Ausführung ist dabei die Druckflüssigkeit durch eine Bohrung bzw. öffnung im Hauptsteuerventil und im Vorsteuerschieber zu dem in einer großen Querschnittsbreite im Innern sich in einer Sackbohrung öffnenden, als
Düse ausgebildeten Schlagkolben unter ständiger Beaufschlagung eines Druckzylinders des Differentialkolbens geführt.
Dabei läßt sich der Druckzylinder des Differentialkolbens mit der kleineren Kolbenfläche ständig druckbeaufschlagen und der Druckzylinder mit der größeren Kolbenfläche in Abhängigkeit von der Stellung des Hauptsteuerventils beaufschlagen und entlüften, so daß sich die Hubbewegung des Schlagkolbens ergibt.
Ein geringer Leistungsverlust der Druckflüssigkeit ergibt sich insbesondere dann, wenn die Steuerbohrung zur Druckbeaufschlagung der Steuerkammer an einem Ansatz des Vorsteuerschiebers angelegt ist, wobei dieser Ansatz innerhalb des Schlagkolbens bzw. der dortigen Sackbohrung verschiebbar ist und durch eine Steuerkante des Schlagkolbens geöffnet und geschlossen wird.
Auf diese Weise ist es möglich die in der Sackbohrung anstehende Druckflüssigkeit auf kürzestem Wege über eine relativ große Bohrung unmittelbar in die Steuerkammer zur hydraulischen Steuerung des Vorsteuerschiebers zu bringen.
In vorzugsweiser Fortbildung dieser Ausführung ist vorgesehen, die Entlüftungsbohrung ebenfalls im Vorsteuerschieber anzuordnen, wobei die Entlüftungsbohrung über Kanäle im Vorsteuerschieber zu einer Ringkammer geführt wird und von dort über Bohrungen im Mantel und Lagerblock der Schlag- und Bohrvorrichtung, welcher den Vorsteuerschieber lagert, nach außerhalb , wobei die Steuerkante zum Öffnen und Schließen der Entlüftungsbohrung ebenfalls vom Schlagkolben gebildet wird.
Die Steuerkanten des Schlagkolbens lassen sich dabei in einfacher Weise durch eine rechteckige Ausnehmung im Schlagkolben erzielen, welche an der Außenseite des Vorsteuerschiebers unter den Anschluß der zur hydraulischen Drucksteuerung des Vorsteuerschiebers dort angelassener Druckschulter verschieblich ist.
Erfindungsgemäß weist die Schlag- und Bohrvorrichtung eine hydraulisch arbeitende Schnellsteuerung mit großen Ventilöffnungen auf, wodurch dem Schlagkolben eine große Beschleunigungskraft aufgezwungen und eine hohe Schlagfolge bewirkt wird. Dazu werden Ventile mit großen Ein- und Auslaßöffnungen für den gesteuerten Zylinderraum des als Differentialkolben ausgebildeten Schlagkolbens vorgesehen.
Insofern wird erfindungsgemäß das Hauptsteuerventil als Hohlventil mit in axialer Richtung der Schlag- und Bohrvorrichtung sich erstreckendem rohrförmigen Schieber mit großer Öffnungsweite ausgebildet.
Der rohrförmige Schieber mit großer öffnungsweite ermöglicht aufgrund seines großen Bohrungsdurchmessers einerseits einen verlustfreien Durchtritt der Druckflüssigkeit zum Schlagkolben und dessen Zylinderräumen. Andererseits erlaubt die Ausbildung des Hohlventils mit rohrförmigen Schieber trotz eines großen Öffnungsquerschnittes des Ventils den zur Umsteuerung des Ventils notwendigen Ventilhub äußerst kurz zu halten, so daß sich bei gleichzeitiger Umsteuerung eines Ventils zur Druckbeaufschlagung und eines Ventils zur Entlüftung des gesteuerten Zylinderraumes des Differentialkolbens nur vernachlässigbare Kurzschlüsse ergeben.
Gemäß einem vorteilhaftem Merkmal; ist dabei des weiteren vorgesehen, daß bei einem zumindest teilweise im Vorsteuerschieber geführten Hauptsteuerschieber, wobei die Schieber
,leweils mit durchgehenden rohrförmigen Bohrungen versehen sind, der Vorsteuerschieber in seiner Bohrung einen rohrförmigen in Längsrichtung einstellbaren Einsatz aufweist, der als Anschlag gegen die angrenzende Stirnfläche des Hauptsteuerschiebers aufgrund entsprechender Öffnungsquerschnitte zur Wirkung kommt, und wobei durch diese Anschlag- und Stirnflächen gleichzeitig die Ventilflächen für das Hauptsteuerventil zur Druckbeaufschlagung des ausgesteuerten Zylinderraumes des Schlagkolbens gebildet werden.
Der rohrförmige Hauptsteuerschieber wird dabei in vorteilhafter Weise an seinem Ende radial nach außen abgekantet, so daß er mit der Außenfläche dieser Abkantung bei entgegengesetzter Verschiebung auf einen zweiten Ventilsitz bringbar ist, über den die Entlüftung des gesteuerten Zylinderraumes des Schlagkolbens erfolgt, bzw. unterbunden wird.
Bei einer derartigen Ventilausbildung und Anordnung lassen sich trotz geringen Hübe des Vorsteuerschiebers bzw. des Hauptsteuerschiebers und damit der Ventilflächen große Ventilöffnungen und somit eine große Schlagenergie bei großer Hubgeschwindigkeit des Schlagkorbens erreichen.
Über den in Längsrichtung des Hauptsteuerschiebers einstellbaren Einsatz des Vorsteuerschiebers kann dabei der zulässige Hub beispielsweise exakt auf 1 mm eingestellt werden, wobei beispielsweise der äußere Querschnittsdurchmesser des Vorsteuerschiebers 22 mm beträgt.
Die Ausbildung des Hauptsteuerventils als rohrartiges Hohlventil bewirkt somit aufgrund der gegebenen großen Öffnungsquerschnitte bei kleinem Ventilhub eine erhebliche
Verringerung der Kurzschlußverluste, somit eine Vermei dung eines Druckabfalles während der Kurzschlußphase und hierdurch wiederum ebenfalls ein schnelleres Füllen bzw. Entleeren des gesteuerten Zylinderraumes.
Dadurch wird ein schnellerer Bewegungsablauf, eine größere Schlagzahl und eine höhere Schlagenergie bei geringer Verlustleistung (Druckabfall) erzielt.
Die größere Schlagzahl bewirkt in gleichem Maße eine'. Erhöhung der Drehzahl des Werkzeugträgers und damit des Bohrwerkzeuges, da die Drehbewegung durch Umlenkung der Hubbewegung erzeugt wird.
Da erfindungsgemäß an beiden Hubendlagen Umlenkglieder angeordnet sind, verdoppelt sich des weiteren die schon durch den schnellen Bewegungsablauf erheblich höhere Drehgeschwindigkeit nochmals, was eine weitere Leistungssteigerung des erfindungsgemäßen Schlag- und Bohrgerätes bewirkt.
Erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich ferner aus den Patentansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlag- und Bohrvorrichtung gemäß beiliegender Zeichnung.
In der beiliegenden Zeichnung ist dabei eine Schlag- und Bohrvorrichtung in Längsschnitt wiedergegeben.
Die Schlag- und Bohrvorrichtung besteht dabei im wesentlichen aus einem äußeren Mantelrohr 52 , in welchem ein druckfestes Zylinderrohr 13f ein Lagerblock 53. srowie ein Führungsring 54 gelagert ist.
An den Stirnseiten des Mantelrohres ist einerseits ein Gehäusedeckel 1 mit der Druckflüssigkeitzuführleitung 2 bzw. 2' befestigt, während auf der anderen Seite der als Werk-
ORiGINAL
-H-zeugträger ausgebildete Schlagkolben 10 herausragt.
Der Schlagkolben 10 ist mit Umlenkgliedern 55, 56 ausgerüstet, welche sich an feststehenden Teilen 13 und 54 des Lagerblockes 53 abstützen und wodurch dem Schlagkolben bei einer Hubbewegung eine zusätzliche Drehbewegung um seine Längsachse erteilt wird. Die Umlenkglieder 55, 56 sind mittels Federn 57 an die abstützenden Keilflächen 58, 59 angedrückt um die Massenkräfte aus der schnellen Hubbewegung aufzufangen. Dabei sind in Umfangrichtung des Schlagkolbens insgesamt 3 Paare von Umlenkgliedern 55, 56 angeordnet wobei die Umlenkglieder jeweils um eine Drehachse derart gelagert sind, daß ihre in die Keilflächen 58, 59 eingreifenden Keilspitzen in einer bestimmten Umfangsrichtung der ringförmigen Keil flächen drehbar sind und in der dazu entgegengesetzten Richtung sperrend.
Je nach Verwendungszweck des Bohrgerätes kann die Druckflüssigkeitszuführleitung als Schlauchleitung 2 ausgebildet sein und der rückwärtige Gehäusedeckel 1 mit Rückstoßdüsen 4 bestückt werden, deren Düsenstrahlen 5 einen selbsttätigen Vorschub des Bohrgerätes bewirken, oder die Zuführleitung ist als Rohrgestänge 2 ausgebildet, wobei keine Rückstoßdüsen benötigt werden und der Bohrvorschub über das Rohrgestänge erfolgt. (Tiefenbohrungen, Aufwärtsbohrungen, usw.)
Bei der erfindungsgemäßen Schlag- und Bohrvorrichtung erfolgt die Verschiebung des Vorsteuerschiebers 50 und damit die Aussteuerung des HauptSteuerventils bzw. Hauptsteuerschiebers 7 aufgrund hydraulischer Kräfte, so daß ein "Amboßeffekt" des mechanischen Anschlages zwischen Vorsteuerschieber 50 und Schlagkolben 10 mit dem daraus resultierenden Verlust an Schlagenergie vermieden wird.
Im Gegensatz zu der Schlag- und Bohrvorrichtung nach DTPS 22 57 753 ist somit die Einleitung des Hubrichtungswechsels des Schlagkolbens 10 ohne eine damit mechanisch gekoppelte Verschiebung des Vorsteuerschiebers 50 möglich, so daß trotz des schnellen Bewegungsablaufes der einzelnen Steuerelemente ein erheblich geringerer Kraftaufwand zur Bewältigung der sich ergebenden ReibungB- und Massenkräfte ergibt.
Arbeitsweise und Aufbau des vollhydraulisch gesteuerten erfindungsgemäßen Schlag- und Bohrgerätes mit Hochdruckflüssigkeitsantrieb sind im einzelnen wie folgt:
Durch eine am rückwärtigen Gehäusedeckel 1 des Bohrgerätes
befestigte Zuführleitung 2 bzw. 2 wird einem Raum 3 Hochdruckflüssigkeit zugeführt, welche zum Teil über Rückstoßdüsen 4 austritt und dabei als Rückstoßdüsenstrahl 5 zum Vortrieb des Bohrgerätes ausgenutzt wird.
Ein weiterer Teil der Druckflüssigkeit tritt durch die Öffnung 6 des Hauptsteuerventils 7 und die Bohrung 8 des Ventilsitzes 9 in den als Sackbohrung großen Öffnungsquerschnittes ausgebildeten Innenraum des Schlagkolbens 10 und über die öffnungen 11 in den Zylinderraum 12, welcher begrenzt wird durch den Zylinder 13, sowie die Dichtungen 14 und 15. Dieser Raum 12 bleibt ständig von der Hochdruckflüssigkeit beaufschlagt. Ebenso ist über die Kanäle 16 und 17 das Bohrwerkzeug 18 bzw. 19 zvm Zweck der Kühlung und Spülung ständig mit Hochdruckflüssigkeit versorgt.
Das Schlag- und Bohrgerät wird dabei von üblichen Kanalspülfahrzeugen angetrieben und mit einer Hochdruckflüssigkeit im Druckbereich von z.B. 60 bis 15G bar bei einer Pumpenvorderleistung von 250 bis 450 Liter / Minute beaufschlagt.
Die erfindungsgemäße Schnellsteuerung zur Steuerung der Hubbewegung des Schlagkolbens 10 bzw. zur Erzeugung seiner drehenden und schlagenden Bewegung erfolgt vollhydraulisch, wobei dem Schlagkolben eine große Beschleunigungskraft aufgezwungen und eine hohe Schlagfolge bewirkt wird (1000 bis 1500 pro Minute je nach Arbeitsdruck). Dieser hohen Schlagzahl ist eine nur langsame Drehbewegung des Bohrwerkzeuges von 100 bis 200 Umdrehungen pro Minute überlagert. Dadurch wird bei größtem Arbeitsfortschritt ein nur minimaler Bohrschneidenverschleiß der am Schlagkolben befindlichen Bohrwerzexige erzielt.
In der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Schlag- und Bohrgerätes hat der Schlagkolben 10 bei seiner in Pfeilrichtung 22 gerichteten Arbeitshubbewegung mit seiner Steuerkante 20 die Steuerbohrung 21 überfahren und geöffnet, wobei die Steuerkante 23 die Entlüftungsbohrung 24 verschlossen hat. Hierdurch wurde die Druckschulter 25 des Vorsteuerschiebers 50 druckbeaufschlagt und der Vor-.Steuerschieber 50 nach links (in Pfeilrichtung 22) verschoben,, weil die auf ihn nach links einwirkenden Kräfte aus der hydraulischen Belastung der Flächen 25, 26 und 27 insgesamt größer sind als die nach rechts wirkende Kraft aus der Kolbenfläche 28.
Das Hauptsteuerventil 7 ist mit seiner Stirnfläche 60 ständig van der Druckflüssigkeit beaufschlagt, während der Raum 29 über die Entlüftungsbohrungen 30, 31 und 32 ständig entlüftet und somit drucklos bleibt. Auch der Raum 33 bleibt über die Bohrung 34, den Raum 35, den Kanal 36, den Ringraum 37 und die öffnung 38 ständig entlüftet und somit drucklos. Ebenso ist der Raum 39 über die Bohrungen 31 und 32 ständig entlüftet und drucklos.
In der gezeigten Stellung ist die Steuerbohrung 40 mit dem Raum 39 verbunden, wodurch der Raum 41 drucklos wurde und das Hauptsteuerventil 7 von dem auf der Fläche 60 ■ lastenden Druck soweit nach links verschoben wurde, bis die Ventilflächen 42 und 43 aufeinander liegen und der Durchgang der Druckflüssigkeit von der Öffnung 6 über die Bohrung 44 in den Zylinderraum 45 unterbrochen wurde. Durch diese Verschiebung wurde jetzt zwischen den Ventilflächen 46 und 47 ein Durchgang geschaffen und hierdurch der Zylinderraum 45 über die Kanäle 34 bis 38 mit der Außenatmosphäre verbunden und somit drucklos gemacht. Durch den Wegfall der Druckbelastung auf der Kolbenfläche 48 überwiegt nunmehr die nach rechts in Pfeilrichtung 49 gerichtete Kraft auf die Kolbendichtung 15 und der Schlagkolben 10 bewegt sich wieder nach rechts.
Der Vorsteuerschieber 50 dagegen verharrt unter dem Einfluß der auf ihn einwirkenden hydraulischen Kräfte aus den Flächen 25, 27, 28 und aus der Stirnfläche 60 des Hauptsteuerschiebers in seiner Stellung solange, bis die Steuerkante 20 des Schlagkolbens 10 die Steuerbohrung 21 überfahren und verschlossen hat, wobei gleichzeitig die Entlüftungsbohrung 24 dabei von der Steuerkante 23 überfahren und geöffnet wird.
Durch diese Entlastung der Druckschulter 25 sowie der zuvor entlastenden Druckschulter 26 im Zylinderraum 45 übersteigt nunmehr die auf den Vorsteuerschieber 50 wirkende Belastung aus der Fläche 28 die entgegengerichteten Kräfte aus den Flächen 27 und 60, wodurch der Vorsteuerschieber sich nach rechts bewegt, bis zum Anschlag im Raum 39.
Die Steuerbohrung 40 wird hierdurch mit der Bohrung 51 verbunden und der Zylinderraum 41 mit Druckflüssigkeit
beaufschlagt. Die im Zylinderraum 41 auf das Hauptsteuerventil 7 einwirkende Kraft übersteigt jetzt die entgegengesetzt auf ihn einwirkende Kraft aus der Fläche 60 und das Hauptsteuerventil 7 bewegt sich nach rechts, bis die Ventilflächen 46 und 47 aufeinander liegen und so den Auslaß aus dem Zylinderraum 45 verschließen. Dieser Zylinderraum 45 wird jetzt über den zwischen den Ventilflächen 42 und 43 entstandenen Ringspalt wieder mit Druckflüssigkeit gefüllt.
Der Schlagkolben 10 wird hierdurch wieder nach links in Pfeilrichtung 22 gedrückt, 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 bzw. dessen Steuerkanten verschlossen wird.
Der eingangs beschriebene Vorgang wiederholt sich nun wieder.
Eine Druckfeder 61 hält im drucklosen Zustand das Hauptsteuerventil 7 in seiner Position fest (Fläche 46 auf Fläche 47) und verhindert so eine VentilVerlagerung durch Transporterschütterungen. Während des Betriebszustandes hat die Feder 61 an sich keine Aufgabe. Allerdings hält sie die beiden Ventile (46, 47) und (42, 43) in definierter Lage, so daß sich bei Betriebnahme kein Kurzschluß der Ventile einstellt.
Die erfindungsgemäß an beiden Hubendlagen angeordneten Umlenkglieder 55, 56 verdoppeln die schon durch den schnelleren Bewegungsablauf erheblich höhere Drehgeschwindigkeit nochmals was eine weitere Leistungssteigerung des erfindungsgemäßen Schlag- und Bohrgerätes bewirkt.
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Um bei größeren Bohrdurchmessern den Düsenkörper bzw. das Schlag- und Bohrgerät etwa auf Bohrungsmitte des zu reinigenden Kanales zu halten und eine Freigängigkeit des Bohrwerkzeuges zu gewährleisten, kann das erfindungsgemäße Schlagbohrgerät auf ein Spezialschlittengestell aufgestellt werden. Dieses Schlittengestell ist im weiten Bereich verstellbar und kann daher für Bohrköpfe verschiedener Durchmesser eingesetzt werden.
BAD ORiGiNAL
Leerseite

Claims (15)

Anmelder: Alfred Paikert Höltkenstraße 119 5802 Wetter-Wengern Vertreter: Patentanwälte Wenzel und Kalkoff Postfach 2448 5810 Witten/Ruhr P atentansprü ehe
1. Schlag- und Bohrvorrichtung, die mittels Druckflüssigkeit, insbesondere Hochdruckwasser beaufschlagbar ist und einen äußeren rückwärts mit einer Druckflüssigkeit-Zuführleitung versehenen ruhenden Teil sowie einen inneren, vorwärts ein Schlag- und Bohrwerkzeug tragenden beweglichen Teil aufweist, wobei zur Steuerung einer Hubbewegung des als Schlagkolben ausgebildeten beweglichen Teils ein Hauptsteuerventil vorgesehen ist, das die Vor- und Rückwärtsbewegung des Schlagkolbens hydraulisch steuert, und zur hydraulischen Steuerung des Hauptsteuerventils ein von der Hubbewegung des Schlagkolbens seinerseits gesteuerter Vorsteuerschieber vorgesehen ist, und wobei am hinteren Ende des ruhenden Teils Rückstoßdüsen zum Vortrieb oder ein Gestänge angeordnet sind und der vordere Schlagkolben als Düsenteil ausgebildet ist, welches durch die Hochdruckflüssigkeit mit dem an ihm angeordneten Schlag- und Bohrwerkzeugen in eine drehende und schlagende Bewegung versetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerschieber (50) und der Schlagkolben (10) eine Steuerkammer (21) mit einer Druckschulter (25) des Vorsteuerschiebers (50) bilden, wobei durch die
Verschiebung des Schlagkolbens eine zur Druckbeauf-Bchlagung der Steuerkammer dienende Steuerbohrung (21) oder eine zur Entlüftung dienende Bohrung (24) durch Steuerkanten (20, 23) zu öffnen bzw. schließen sind.
2. Schlag- und Bohrwerkzeug, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagkolben (1O) in an sich bekannter Weise als Differentialkolben ausgebildet ist, in einem Ansatz des Schlagkolbens zumindest teilweise der Vorsteuerschieber (50) .verschieblich gelagert ist und innerhalb des Vorsteuerschiebers (50) der Hauptsteuerschieber des HauptSteuerventils (7), wobei ein Zylinderraum des Differentialkolbens von durch die Verschiebung des Hauptsteuerventils bzw. dessen Hauptsteuerschiebers betätigte Ventile (42, 43)J (46, 47) zur Druckbeaufschlagung und Druckentlastung aussteuerbar ist.
3. Schlag- und Bohrvorrichtung, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeit durch eine Bohrung bzw. Öffnung (6); (8) im Hauptsteuerventil (7) und im Vorsteuerschieber (50) zu dem in einer großen Querschnittsbreite mit einer Sackbohrung versehenen als Düse ausgebildeten Schlagkolben unter ständiger Beaufschlagung eines Druckzylinders (15) des Differ.entialkolbens geführt ist.
4. Schlag- und Bohrvorrichtung, nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (15) des Differentialkolbens mit der kleineren Kolbenfläche ständig druckbeaufschlagt ist und der Druckzylinder (48) mit der größeren Kolbenfläche in Abhängigkeit von der Stellung des Hauptsteuerventils (7) aussteuerbar ist.
5. Schlag- und Bohrvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbohrung (21) zur Druckbeaufschlagung der Steuerkammer (21') an einem Ansatz des Vorsteuerschiebers (50) angelegt ist, wobei dieser Ansatz innerhalb des Schlagkolbens (10) bzw. der dortigen Sackbohrung verschiebbar ist und die Bohrung durch eine Steuerkante (20) des Schlagkolbens geöffnet wird bzw. schließbar ist.
6. Schlag- und Bohrvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsbohrung (24) ebenfalls im Vorsteuerschieber (50) angelegt ist und über eine Rin^kammer (39) und Bohrungen (30,32) im Mantel (52) und Lagerblock (53) der Schlag- und Bohrvorrichtung nach außerhalb geführt ist und diese Entlüftungsbohrung (24) durch eine Steuerkante (23) des Schlagkolbens geöffnet wird bzw. schließbar ist.
7. Schlag- und Bohrvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer radialer Ansatz des Hauptsteuerschiebers unter Bildung eines Zylinderraumes (41) in einer Längs- oder Ringnut des Vorsteuerschiebers verschieblich gelagert ist, wobei über eine Steuerbohrung (40) des Vorsteuerschiebers und über Entlüftungs- und Druckflüssigkeitsbohrungen (31, 32; 51) der Zylinderraum (41) aussteuerbar ist.
8. Schlag- und Bohrvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsteuerventil (7) als Hohlventil mit in axialer Richtung der Schlag- und Bohrvorrichtung sich
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erstreckendem rohrförmigen Schieber mit großer Öffnungsweite ausgebildet ist.
9. Schlag- und Bohrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerschieber (50) ebenfalls hohl ist und langer als der Hauptsteuerschieber, und des weiteren einen rohrförmigen in Längsrichtung einstellbaren Einsatz ( 9 )aufweist, der als Anschlag (42) gegen die angrenzende Stirnfläche (43) des Hauptsteuerschiebers zur Wirkung kommt.
10. Schlag- und Bohrvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bei bestimmter "Verschiebung des Hauptsteuerschiebers gegen den rohrförmigen Einsatz des Vorsteuerschiebers zur Anlage kommenden Anschlag- bzw. Stirnflächen (42; 43) den Ventilsitz (42, 43) eines den Druckzylinder (45) mit Druckflüssigkeit beaufschlagenden Ventiles bilden.
11. Schlag- und Bohrvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des rohrförmigen Hauptsteuerschiebers eine Ventilfläche (46) angelegt ist, die bei axialer entgegengesetzter Verschiebung des Hauptsteuerschiebers gegen eine Ventilfläche (47) am Vorsteuerschieber zur Anlage kommt, wobei über eine Bohrung oder Ausnehmung im Vorsteuerschieber und Bohrungen im Lagerblock (53, 54) der Druckzylinder (45) des größeren Kolbens des Differentialkolbens entlüftbar ist.
12. Schlag- und Bohrvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stirn- bzw. Ventilflächen (43; 46) des rohrförmigen Hauptsteuerschiebers durch eine radial nach ■ außen sich erstreckende Endabkantung des Hauptsteuerschiebers gebildet sind.
13« Schlag- und Bohrvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Außen- und Innenseite der radialen Endabkantung unter Bildung von Ventilflächen (43; 46) abgeschrägt sind und entsprechende Ventilsitze am Vorsteuerschieber bzw. dessen Einsatz angelegt sind.
14. Schlag- und. Bohrvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz innerhalb des Vorsteuerscbiebors (50) über eine Gewindeverbindung einstellbar ist.
15. Schlag- und Bohrvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Hubendlagen des Schlagkolbens (1O) zur Wirkung kommende TJmlenkgiieder(55, 56) in Art von Rutschkupplungen zwischen dem Schlagkolben (10) und dem Lagerblock bzw. Mantel (54) der Schlag- und Bohrvorrichtung angeordnet sind zur Erzwingung einer Winkeldrehung aus der Hubbewegung des Schlagkolbens.
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