DE3512734C1

DE3512734C1 - Schlageinrichtung

Info

Publication number: DE3512734C1
Application number: DE3512734A
Authority: DE
Inventors: Konstantin S. Gurkov; Vladimir V. Novosibirsk Klima&scaron;ko; Aleksandr D. Kostylev; Ivan P. Leonov; Gennadij A. Tka&ccaron;enko
Original assignee: Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR; Institut Gornogo Dela Sibirskogo Otdelenija Akademii Nauk Sssr Novosibirsk
Current assignee: Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR; Institut Gornogo Dela Sibirskogo Otdelenija Akademii Nauk Sssr Novosibirsk
Priority date: 1985-04-09
Filing date: 1985-04-09
Publication date: 1986-09-18
Also published as: FR2580328B1; FR2580328A1; SE8501644D0; US4637476A; CA1237420A; SE458132B; SE8501644L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlageinrichtung, die ein zylindrisches Gehäuse aufweist, in dem ein hin- und herbewegliches Schlagorgan angeordnet ist, hinter dem sich eine Vorwärtsgang-Kammer, die stets mit einer Luftzuführungsleitung verbunden ist, und vor dem sich eine Rückwärtsgang-Kammer befinden, die über einen kanalartigen, im Schlagorgan ausgebildeten Strömungsweg abwechselnd mit der Vorwärtsgang-Kammer und der Atmosphäre in Verbindung zu setzen ist, dem ein Luftverteiler der aus einer im Gehäuse befestigten, mit Öffnungen versehenen Büchse und aus einem relativ zu dieser beweglichen, zum Öffnen und Schließen der Büchsenöffnungen vorgesehenen Rohrschieber besteht, sowie eine Einrichtung zum Verschieben des Rohrschiebers zwischen zwei Endstellungen zugeordnet sind, in deren einer die Rückwärtsgang-Kammer über den kanalartigen Strömungsweg im Schlagorgan und über den Luftverteiler mit der Atmosphäre und in deren anderer sie mit der Vorwärtsgang-Kammer in Verbindung steht.

Aus der DE-AS 20 09 133 ist eine Schlageinrichtung dieser Art bekannt, bei der das Schlagorgan mit einer Axialbohrung hinreichend großen Durchmessers versehen sein muß, da diese eine die Einlaß- und Auspuffkanäle aufweisende Büchse aufnehmen muß. Außerdem wird dadurch, daß während eines größeren Teils des Vorwärtsgangs des Schlagorgans die Rückwärtsgang-Kammer von der Atmosphäre getrennt ist, ein das Schlagorgan abbremsender Gegendruck erzeugt und bei der Rückführung des Schlagorgans durch Expansion der Druckluft in der Rückwärtsgang-Kammer wird die Energie der Füllung der Rückwärtsgang-Kammer mit Druckluft nicht ausgenutzt, was eine verminderte Schlagenergie und Leistung zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlageinrichtung der eingangs erwähnten Gattung anzugeben, bei der durch die konstruktive Ausführung des Luftverteilers und des Schlagorgans die Möglichkeit eines freien Rückwärtsgangs des Schlagorgans sichergestellt und die Konstruktion bei erhöhter Schlagorganleistung vereinfacht ist.

Die wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Vorwärtsgang-Kammer zwischen der Stirnseite der Büchse und der Rückseite des Schlagorgans gebildet ist und der kanalartige Strömungsweg im Schlagorgan mindestens einen Kanalabschnitt umfaßt, der parallel zur Längsachse des Schlagorgans verläuft und mit dem Rohrschieber verbunden ist, wobei der Rohrschieber durch die Vorwärtsgang-Kammer hindurchgeführt ist und in seiner Mantelfläche zumindest eine Öffnung aufweist, über welche die Rückwärtsgang-Kammer abwechselnd mit der Vorwärtsgang-Kammer und der At-

mosphäre in Verbindung zu setzen ist.

Eine derartige Ausführung der Schlageinrichtung bietet die Möglichkeit, ihre Betriebszeit dadurch zu verlängern, daß in den Einzelteilen, welche die Stoßbelastungen aufnehmen, wesentliche Spannungsanhäufungen wie Querbohrungen und eine schroffe Änderung der Form des Schlagorgans fehlen sowie die Schlagenergie (Schlagleistungsfähigkeit) durch Vergrößerung des Schlagorganhubs dank dem Umstand zu erhöhen, daß bei der Schlagorganbewegung in Richtung der Volumenverringerung der Rückwärtsgang-Kammer die letztere über das kanalartige Mittel im Schlagorgan und den Luftverteiler stets mit der Atmosphäre verbunden ist, und in ihr kein das Schlagorgan abbremsender Gegendruck entsteht.

Vorteilhaft besitzt die Büchse einen vorstehenden rohrförmigen Teil, in dessen Wandung eine öffnung ausgeführt ist und dessen freies Ende innerhalb des Kanals des Schlagorgans untergebracht ist, wobei am rohrförmigen Teil der Rohrschieber des Luftverteilers derart gleitend angeordnet ist, daß er in den Endstellungen die öffnung des rohrförmigen Teils der Büchse abwechselnd überdeckt, über welche die Rückwärtsgang-Kammer mit der Vorwärtsgang-Kammer und mit der Atmosphäre abwechselnd in Verbindung zu setzen ist. Diese Ausführung der Schlageinrichtung gestattet es, auf den Rohrschieber von Seiten des Schlagorgans wirkende Reibungskräfte zu vermeiden, welche den Rohrschieber von der Stellung zu verschieben bestrebt sind, in welche er durch das Eingriffsmittel des Schlagorgans gebracht wurde. Dadurch wird die Betriebszuverlässigkeit der Einrichtung (Stabilität des Arbeitszyklus) erhöht, was für eine Einrichtung mit vergrößertem Schlagorganhub besonders wichtig ist.

Vorzugsweise ist der Rohrschieber mit einem Federmittel versehen, durch welches sein Andrücken an die Büchse nach dem Anlauf des Schlagorgans im Zustand seines Rückwärtsgangs gewährleistet ist. Dies erlaubt es, erhöhte Störungsfreiheit der Arbeit der Schlageinrichtung durch die von dem Federmittel besorgte zuverlässige Fixierung des Rohrschiebers in seiner Endstellung zu gewährleisten (wenn die Rückwärtsgang-Kammer über das kanalförmige Verbindungsmittel und den Luftverteiler mit der Atmosphäre in Verbindung steht), indem diese Fixierung zufällige Verschiebungen des Schiebers relativ zur Büchse unter der Wirkung von Stoß- und Vibrationsbeanspruchungen, die auf das Gehäuse der Schlageinrichtung wirken, vermeidet. Auch kann die Länge der Einrichtung dank der Erzielung eines minimalen Bewegungsbetrages des Rohrschiebers relativ zur Büchse reduziert werden. Diese Ausführung ist besonders für Einrichtungen zweckmäßig, bei denen die Länge des Bremsabschnittes des Schlagorgans mit der Länge des Abschnitts seines Anlaufs im Zustand des Rückwärtsgangs vergleichbar ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Rohrschieber in Form von zwei parallelen Rohren ausgebildet ist, in der Wandung eines jeden von denen mindestens eine Öffnung ausgeführt ist, wobei die Büchse in den Endstellungen die öffnung des einen Rohrs, über welche die Rückwärtsgang-Kammer mit der Vorwärtsgang-Kammer in Verbindung steht, und die öffnung des anderen Rohrs, über welche die Rückwärtsgang-Kammer mit der Atmosphäre in Verbindung steht, abwechselnd überdeckt. Eine solche Ausführung des Rohrschiebers gewährleistet einen besonders wirtschaftlichen Zyklus, wenn die Leistung der Druckluftquelle (des Verdichters) mit der höchsten Effektivität dadurch ausgenutzt wird, daß die Energie der Druckluft für die Verrichtung nützlicher Arbeit verwendet wird, wobei diese Ausführung für Schlageinrichtungen zweckmäßig ist, welche einen verhältnismäßig großen Außendurchmesser (über 200 mm) besitzen.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß der Rohrschieber in Form von zwei miteinander kontaktierenden und relativ zueinander verschiebbar angeordneten koaxialen Rohren ausgebildet ist, wobei in der Wandung zumindest eines Rohres durch das andere Rohr überdeckbare öffnungen ausgebildet sind, über welche die Rückwärtsgang-Kammer mit der Vorwärtsgang-Kammer und mit der Atmosphäre abwechselnd in Verbindung zu setzen ist.

Dadurch, daß jedes parallele Rohr nur eine Sitzfläche (Außenfläche) besitzt, können bei der Herstellung von zugeordneten Einzelteilen erweiterte Toleranzen verwendet werden.
Im folgenden wird die Erfindung durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen erläutert, in diesen zeigt

F i g. 1 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen schlagend arbeitenden Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden im Längsschnitt im Augenblick des Rückwärtsgangs des Schlagorgans,

F i g. 2 schematische Darstellung der schlagend arbeitenden Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden im Längsschnitt im Augenblick des vom Schlagorgan ausgeübten Schlags,

F i g. 3 schematische Darstellung der schlagend arbeitenden Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden bei dem Rückwärtsgang der Einrichtung im Längsschnitt,
F i g. 4 schematische Darstellung einer Ausführungs-Variante der Einrichtung, in welcher die Büchse des Luftverteilers mit einem vorstehenden rohrförmigen Teil ausgeführt ist, dessen freies Ende innerhalb des Kanals des Schlagorgans untergebracht ist, wobei am rohrförmigen Teil der Rohrschieber des Luftverteilers angeordnet ist, im Längsschnitt,

Fig.5 schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der schlagend arbeitenden Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, in welcher der Rohrschieber mit einem Federmittel versehen ist, im Augenblick der Beendigung des Vorwärtsgangs des Schlagorgans, im Längsschnitt,

Beispiel 6 schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der schlagend arbeitenden Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, in weleher der Rohrschieber des Luftverteilers eine geschlossene Stirnseite besitzt, im Längsschnitt,

F i g. 7 schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der schlagend arbeitenden Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, in welcher der Rohrschieber in Form von zwei parallelen Rohren ausgebildet ist, im Augenblick der Beendigung des Rückwärtsgangs des Schlagorgans, im Längsschnitt,

Fig.8 schematische.Darstellung einer Ausführungsvariante der schlagend arbeitenden Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, in welcher der Rohrschieber in Form von zwei parallelen Rohren ausgebildet ist, im Augenblick der Beendigung des Vorwärtsgangs des Schlagorgans, im Längsschnitt,
F i g. 9 schematische Darstellung der schlagend arbeitenden Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden, in welcher der Rohrschieber in Form von zwei koaxialen Rohren ausgebildet ist, im Augenblick der Beendigung des Vorwärtsgangs des Schlagorgans, im

Längsschnitt.

Die schlagend arbeitende Einrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden (F i g. 1) enthält ein zylindrisches Gehäuse 1, ein Schlagorgan 2 und einen Luftverteiler 3, der mit einer Luftzuführungsleitung 4 in Verbindung steht. Das Schlagorgans 2 und der Luftverteiler 3 unterteilen den Innenraum des Gehäuses 1 in drei Kammern: eine Rückwärtsgang-Kammer 5, eine Vorwärtsgang-Kammer 6, die sich zwischen der Stirnseite 7 des Schlagorgans und der Stirnseite 8 des Luftverteilers 3 befindet, und eine Dränagekammer 9, die über einen Kanal 10 mit der Atmosphäre stets verbunden ist.

Der Luftverteiler 3 besteht aus einer Büchse 11, die mittels eines Gewindes 12 in einer Mutter 13 (Fig. 1) befestigt ist, im Gehäuse 1 über ein elastisches Element 14 (zum Ausgleich der Herstellungsfehler von zugeordneten Einzelteilen) angeordnet ist und eine Einlaßöffnung 15, die mit der Luftzuführungsleitung 4 verbunden ist, sowie eine Auspufföffnung 16 besitzt, deren eines Ende mit einer Ausdrehung 17 in der Büchse 11 endet, während das andere Ende mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und aus einem Rohrschieber 18, welcher durch die Vorwärtsgang-Kammer 6 geführt und dazu vorgerichtet ist, bei seiner Verschiebung relativ zur Büchse 11 die öffnung 16 in dieser zu öffnen und zu schließen.

Die technische Lösung, bei der infolge der Anordnung der Rückwärtsgang-Kammer 5 außerhalb des Schlagorgans 2 das letztere eine gleichartige Form hat, die kanalartigen Verbindungsmittel, aber als Kanäle ausgebildet sind, die zur Schlagorganachse (zur Wirkungslinie von Schlagimpulsen) parallel sind, gestattet es, die Lebensdauer der Einrichtung wesentlich zu erhöhen, weil in den Einzelteilen, die Stoßbeanspruchungen aufnehmen, wesentliche Spannungsanhäufungen fehlen.

In der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsvariante der Einrichtung besitzt die Büchse 22, deren Zweckbestimmung dem Verwendungszweck der Büchse 11 (Fig. 1) ähnlich ist, einen Ringspalt 23, in dem sich der Rohrschieber 18 befindet, und einen vorstehenden rohrförmigen Teil 24, dessen freies Ende innerhalb des Kanals 20 des Schlagorgans 2 untergebracht ist, wobei in der Wandung des rohrförmigen Teils eine Öffnung 25, die bei der Überstimmung mit der Öffnung 21 des Rohrschiebers 18 mit der Vorwärtsgang-Kammer 6 in Verbindung gesetzt wird, und eine öffnung 26 ausgeführt ist, die bei der Übereinstimmung mit der Öffnung 21 des Rohrschiebers 18 über die Auspufföffnung 16 mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht wird. Hierbei wirken auf den Rohrschieber 18 keine Reibungskräfte von Seiten des Schlagorgans 2, und daher ist es hier erforderlich, daß die Reibungskräfte, welche auf den Rohrschieber 18 von Seiten des rohrförmigen Teils 24 der Büchse 22 wirken, größer als sein Gewicht sind (dies ist eine unerläßliche Bedingung einer zuverlässigen Arbeit der Einrichtung zur Herstellung von senkrechten Bohrlöchern).

In der Ausführungsvariante gemäß Fig.5 ist der Rohrschieber 18 mit einem Federmittel 27 versehen, das für dessen Andrücken an die Büchse 11 nach dem Anlauf des Schlagorgans (der Verschiebung desselben um einen Betrag Li) im Zustand seines Rückwärtsgangs und auf einem Teil des Weges des Schlagorgans im Zustand seines Vorwärtsganges sorgt. Die Hublänge des Rohrschiebers 18 zwischen seinen Endstellungen ist bei dieser Ausführung der Einrichtung minimal und wird durch die Abmessungen seiner öffnung 21 bestimmt (aus F i g. 5 ist erkennbar, daß der Hub L2 des Rohrschiebers 18 etwa gleich ist der Länge der Öffnung 21 des Rohrschiebers 18, gemessen längs der Achse der Einrichtung).

Dadurch, daß die Fixierung des Rohrschiebers 18 in einer seiner Endstellungen durch das Federmittel 27 und nicht durch Reibung sichergestellt ist, kann man die Reibungskräfte zwischen dem Rohrschieber 18 und der Büchse 11 wesentlich verringern und dadurch die von der Reibung herrührende Wärmeentwicklung zu vermindern sowie die Lebensdauer und Störungsfreiheit der Einrichtung zu erhöhen.

In der in Fig.6 dargestellten Ausführungsvariante der Einrichtung ist der Rohrschieber als Rohr 28 mit geschlossener Stirnseite ausgebildet, wobei der Rohrschieber und die Büchse 11 die kleinsten axialen Abmessungen haben, weil bei der Endstellung des Rohrschiebers 18, die der Beendigung des Vorwärtsgangs des Schlagorgans entspricht, es nicht erforderlich ist, daß die Wandung des Rohrschieber 18 die Ausdrehung 17 in die Büchse 11 überdeckt, wie dies bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsvariante der Einrichtung notwendig war.
In Fig.7 ist eine Ausführungsvariante der Einrichtung dargestellt, die ein Gehäuse 1 enthält, in welchem eine Büchse 29 starr befestigt ist, deren Zweckbestimmung dem Verwendungszweck der Büchse 11 (Fig. 1) ähnlich ist. Der Rohrschieber 18 ist in Form von zwei parallelen beweglichen Rohren 30 und 31 (F i g. 7) ausgebildet. Jedes Rohr wird durch ein eigenes Eingriffsmittel im Schlagorgan 2 gesteuert: das Rohr 30 durch Absätze einer Ausdrehung 32 und das Rohr 31 durch Absätze einer Ausdrehung 33.
Das kanalartige Mittel im Schlagorgan 2 stellt zwei parallele Kanäle 34 und 35 dar, die mit der Rückwärtsgang-Kammer 5 in Verbindung stehen. Die Eingriffsmittel sind so ausgeführt, daß die Weglänge des Rohrs 30 im Schlagorgan 2 F i g. 8) um den Betrag L4 kleiner als die Weglänge des Rohrs 31 im Schlagorgan 2 ist. In der

Wandung des Rohrs 30 sind eine Öffnung 36 und in der Wand des Rohrs 31 eine Öffnung 37 ausgeführt.

Das Ende des Rohrs 30, an dem die Öffnung 36 vorgesehen ist, ist in der Bohrung 38 der Büchse 29 untergebracht, während sich das Ende des Rohrs 31 mit der Öffnung 37 in der Bohrung 39 der Büchse 29 befindet.

Dank einer solchen Konstruktion kann der Rohrschieber 18 während L4 des Rückwärtsgangs des Schlagorgans 2 eine Zwischenstellung einnehmen (wenn die Öffnung 36 bereits geschlossen, die öffnung 37 aber noch nicht geöffnet ist), bei welcher die Rückwärtsgang-Kammer 5 von der Vorwärtsgang-Kammer 6 und von der Atmosphäre isoliert ist, wobei infolgedessen das Schlagorgan 2 auf der Strecke L₄ dank der Energie der Expansion der in der Rückwärtsgang-Kammer 5 befindliehen Druckluft beschleunigt wird.

Bei einer solchen Ausführung der Einrichtung wird in ihr der wirtschaftlichste Arbeitszyklus realisiert, bei dem zur Verrichtung der nützlichen Arbeit sowohl die Arbeit der Druckluftquelle, der für ein verzögertes (auf der Strecke L3 (F i g. 8) des Schlagorganhubes) Einlassen in die Rückwärtsgang-Kammer 5 aufgewendet wird, als auch die Energie der Expansion der Druckluft in der Rückwärtsgang-Kammer 5 ausgenutzt wird, d. h., die Leistung der Druckluftquelle wird maximal ausgenutzt.

In F i g. 9 ist eine Ausführungsvariante der Einrichtung dargestellt, die ein Gehäuse 1 enthält, mit dem eine Büchse 29 starr verbunden ist (ihre Zweckbestimmung ist dem Verwendungszweck der Büchse ti nach F i g. 1

7 8

ähnlich), in deren Bohrung 39 das Ende des Rohrschie- Für Einrichtungen, bei denen der Bremsweg des

bers 18 untergebracht ist, welcher in Form von zwei Schlagorgans im Zustand seines Rückwärtsgangs mit

koaxialen Rohren 40 und 41 ausgebildet ist. In dem (in dem Weg L₁ seines Anlaufs vergleichbar ist, wird die

der Bohrung 39 angeordneten) Rohr 40 sind eine Öff- Ausführungsvariante gemäß F i g. 5 bevorzugt,

nung 42, die mit der Auspufföffnung 16 in Verbindung 5 Die Arbeit dieser Ausführungsvariante der Einrich-

gesetzt werden kann, und eine Öffnung 43 ausgeführt, tung im Zustand des Vorwärtsgangs des Schlagorgans

über welche die Verbindung der Rückwärtsgang-Kam- und auf der Anlaufstrecke L\ des Schlagorgans im Zu-

mer 5 mit der Vorwärtsgang-Kammer 6 zustande korn- stand seines Rückwärtsgangs unterscheidet sich durch

men kann. Jedes Rohr wird durch sein eigenes Eingriffs- nichts von der Arbeit der früher behandelten Variante

mittel im Schlagorgan 2 gesteuert: das Rohr 40 durch io der Einrichtung.

Absätze einer Ausdrehung 44 und das Rohr 41 durch Nachdem das Schlagorgan 2 die Strecke L\ im ZuAbsätze einer Ausdrehung 45. Die Eingriffsmittel sind stand des Rückwärtsgangs zurückgelegt hat, bringt es so ausgeführt, daß die Weglänge Ls des Rohrs 41 im mittels des Absatzes der Ausdrehung 19 über das Feder-Schlagorgan 2 um den Betrag Lj kleiner als die Weglän- mittel 27 den Rohrschieber 18 in die Endstellung um den ge Le des Rohrs 40 im Schlagorgan 2 ist. Das Rohr 41 ist 15 Betrag £2, wobei die öffnung 21 mit der Ausdrehung 17 dazu vorgesehen, die öffnung 43 des Rohrs 40 zu öffnen verbunden wird und aus der Rückwärtsgang-Kammer 5 und zu schließen. Die schlagend arbeitende Einrichtung der Auspuff erfolgt. Es setzt die Etappe der Bremsung zur Herstellung von Bohrlöchern im Boden (F i g. 1) ar- des Schlagorgans 2 ein, während welcher der Rohrschiebeitet folgendermaßen. ber 18 unbeweglich bleibt, während das Federmittel 27

Die Druckluft wird über die Einlaßöffnung 15 der 20 zusammengedrückt wird und den Rohrschieber 18 in

Vorwärtsgang-Kammer 6 zugeführt, und das Schlagor- seiner Endstellung zuverlässig festhält,

gan 2 beginnt sich nach vorn zu bewegen, wobei die Im Zustand des Vorwärtsgangs des Schlagorgans 2

Rückwärtsgang-Kammer 5 über den Kanal 20, den wird auf dessen Anlauf strecke, die der Länge des

Rohrschieber 18 (welcher während des Vorwärtsganges Bremswegs des Schlagorgans 2 bei dessen Rückwärts-

des Schlagorgans durch Reibungskräfte von Seiten der 25 bewegung gleich ist, der Rohrschieber 18 nach wie vor

Büchse 11 auf der Stelle festgehalten wird), die Öffnung durch die Kraft der Zusamendrückung des Federmittels

21, die Ausdrehung 17 und den Auspuffkanal 16 stets mit 27 fixiert.

der Atmosphäre verbunden ist. Am Ende des Vorwärts- Für Einrichtungen, die einen mit der Leistung der

gangs bewegt das Schlagorgan 2 mittels des Absatzes Druckluftquelle größenmäßig vergleichbaren Luftver-

der Ausdrehung 19 den Rohrschieber 18 nach vorn 30 brauch erfordern, wird die Ausführungsvariante nach

(F i g. 2) und übt einen Schlag auf das Gehäuse aus, wo- F i g. 7, 9 bevorzugt. Die Arbeitsweise dieser Variante

durch dieses in den Boden eindringt. Bei der vorderen (F i g. 7) ist wie folgt.

Stellung des Rohrschiebers gelangt die Druckluft aus Die Druckluft wird über den Einlaßkanal 15 der Vorder Vorwärtsgang-Kammer 6 über die Öffnung 21 und wärtsgang-Kammer 6 zugeführt. Das Schlagorgan bedenKanal 20 in die Rückwärtsgang-Kammer 5. Hierbei 35 ginnt, sich nach vorn zu bewegen, wobei die Rückwärtsbeginnt das Schlagorgan 2, sich nach hinten zu bewegen. gang-Kammer 5 über den Kanal 20, das Rohr 31 (wel-Auf der Hubstrecke des Schlagorgans bewegt sich das ches während der Bewegung des Schlagorgans unbeletztere gleichmäßig beschleunigt, während der Rohr- weglich bleibt), die öffnung 39 und den Auspuffkanal 16 schieber 18 unbeweglich bleibt. Dann bringt das Schlag- stets mit der Atmosphäre verbunden ist.
organ 2 mittels des Absatzes der Ausdrehung 19 den 40 Am Ende des Vorwärtsganges verschiebt das Schlag-Rohrschieber 18 in die hintere Stellung, wobei die Öff- organ 2 mittels der Absätze der Ausdrehungen 32 und nung 21 mit der Ausdrehung 17 verbunden wird und aus 33 das Rohr 30 und das Rohr 32 nach vorn (F i g. 8) und der Rückwärtsgang-Kammer 5 ein Auspuff erfolgt. Es übt einen Schlag auf das Gehäuse 1 aus, wodurch die setzt die Etappe einer gleichmäßig verzögerten Bewe- Einrichtung in den Boden eindringt. Bei der vorderen gung des Schlagorgans 2 zusammen mit dem Rohrschie- 45 Stellung der Rohre 30 und 31 ist die Öffnung 37 des ber 18 nach hinten aufgrund der kinetischen Energie ein, Rohrs 31 durch die Wände der Bohrung 39 geschlossen, die es auf der Hubstrecke gewonnen hat, welche Etappe während die Öffnung 36 des Rohrs 30 geöffnet wird und mit einer vollständigen Stillsetzung des Schlagorgans die Druckluft über sie, den Innenraum des Rohrs 30 und und des Rohrschiebers 18 in der hinteren Endstellung den Kanal 35 des Schlagorgans 2 in die Rückwärtsgang-(F i g. 1) endet. 50 Kammer 5 gelangt. Da der Flächeninhalt des Schlagor-

Zur Umkehr der Einrichtung muß die Büchse 11 gans auf der Seite der Rückwärtsgang-Kammer 5 grö-F i g. 3) in axialer Richtung verschoben werden. Die ßer als der Flächeninhalt desselben auf der Seite der Umkehrvorrichtung stellt im konkreten Ausführungs- Vorwärtsgang-Kammer 6 ist, so beginnt das Schlagorbeispiel ein Schraubenpaar dar, das aus der Büchse 11 gan 2 sich nach hinten zu bewegen. Der erste Teil (L₃, und der Mutter 13 besteht. Durch Drehen kann die 55 Fig.8) des Rückweges des Schlagorgans geschieht Büchse 11 in die vordere oder hintere Endstellung ge- beim ständigen Einlassen der Druckluft in die Rückbracht werden, die der Vorwärts- oder Rückwärtsbewe- wärtsgang-Kammer 5 unter einem dem Netzdruck entgung der Einrichtung entspricht. Das Einlassen der Luft sprechenden Druck, während der zweite Teil (£4, in die Rückwärtsgang-Kammer 5 erfolgt bei der rück- F i g. 8) unter der Wirkung der Druckluftexpansion in läufigen Bewegung der Einrichtung früher als bei der 60 der Rückwärtsgang-Kammer 5 erfolgt. Am Ende des Vorwärtsbewegung, und das Schlagorgan 2 wird durch Rückwärtsgangs verschiebt das Schlagorgan 2 die Rohden Druckluftdruck in dieser Kammer zum Stillstand re 40 und 41 nach hinten, wobei die Rückwärtsganggebracht, ohne gegen das Gehäuse zu schlagen. Der Kammer 5 über die Öffnung 37 mit der Atmosphäre in Auspuff geschieht umgekehrt später, weshalb bei der Verbindung gesetzt wird. Es findet der Auspuff aus der Rückwärtsbewegung das Schlagorgan 2 einen Schlag 65 Rückwärtsgang-Kammer 5 statt und beginnt der Vorauf das Gehäuse 1 ausübt. Unter der Wirkung dieser wärtsgang des Schlagorgans.

Schläge bewegt sich die Einrichtung im Bohrloch in um- In dieser Einrichtung geschieht das Einlassen der

gekehrter Richtung. Druckluft in die Rückwärtsgang-Kammer 5 über das

9

Rohr 30, während der Auspuff aus der Rückwärtsgang- und beginnt der Vorwärtsgang des Schlagorgans, bei Kammer 5 über das Rohr 31 erfolgt. Solch eine Kon- welchem die Rückwärtsgang-Kammer 5 über den Kanal struktion bietet die Möglichkeit, während des gesamten 20, die Rohre 40,41, die öffnung 42, die Ausdrehung Vorwärtsgangs des Schlagorgans 2 die Verbindung der und den Auspuffkanal 16 stets mit der Atmosphäre verRückwärtsgang-Kammer 5 mit der Atmosphäre (über 5 bunden ist.

das Rohr 31) zustande zu bringen und den Rückwärts- Am Ende des Vorwärtsganges verschiebt das Schlaggang des Schlagorgans 2 in drei Phasen zu gliedern: die organ 2 mittels der Absätze der Ausdrehungen 44 und anfangsphase — beim ständigen Einlassen der Druck- 45 gleichzeitig die Rohre 40 und 41 derart, daß die Öffluft in die Rückwärtsgang-Kammer 5, die Zwischenpha- nung 42 durch die Wände der Bohrung 39 der Büchse se — bei der adiabatischen Expansion der Druckluft in 10 geschlossen und die öffnung 43 geöffnet wird. Hierbei der Rückwärtsgang-Kammer 5 und die Endphase — bei übt das Schlagorgan 2 einen Schlag auf das Gehäuse der Verbindung der Rückwärtsgang-Kammer 5 mit der aus und bewirkt dessen Eindringen in den Boden. Atmosphäre. Des weiteren wiederholt sich der Zyklus.

Eine solche Konstruktion der Einrichtung erlaubt es, Im Vergleich mit den bekannten Konstruktionen der

das Einlassen der Druckluft in die Rückwärtsgang-Kam- 15 schlagend arbeitenden Einrichtungen zur Herstellung mer 5 und den Auspuff derselben aus der Rückwärts- von Bohrlöchern im Boden gewährleistet die erfingang-Kammer 5 über verschiedene Rohre zustande zu dungsgemäße Einrichtung eine Verminderung des Grabringen, die sich unabhängig voneinander verschieben. des von Spannungen, die in den die Stoßbeanspruchun-In dieser Einrichtung entsteht beim Vorwärtsgang des gen aufnehmenden Elementen der Einrichtung wirken, Schlagorgans in der Rückwärtsgang-Kammer 5 kein 20 und schließt das Entstehen eines Gegendrucks in der Gegendruck, der das Schlagorgan abbremst, und der Rückwärtsgang-Kammer aus, der das Schlagorgan Rückwärtsgang des Schlagorgans erfolgt bei dem wirt- während seines Vorwärtsgangs abbremst, schaftlichsten Arbeitszyklus, bei welchem die Leistung Die genannten Vorteile gewährleisten eine Erhöhung

des Verdichters mit der höchsten Effektivität ausge- der Zuverlässigkeit der Einrichtung um 10 bis 15% und nutzt wird. Als Ergebnis ist die Einrichtung bei ein- und 25 gestatten es (in den Grenzen eines Außendurchmessers demselben Leistungsbedarf des Verdichters und den der Einrichtung), die Schlagenergie der Einrichtung übrigen gleichen Bedingungen dank der Beseitigung der durch Verlängerung des Hubs ihres Schlagorgans unbe-Energieverluste des Schlagorgans für die Überwindung schränkt zu vergrößern.

des Gegendrucks in der Rückwärtsgang-Kammer 5 und

dank der maximalen Ausnutzung der inneren Energie 30 Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

der Druckluft wirtschaftlich im Betrieb und besitzt eine hohe Schlagleistung.

Die Arbeit der Ausführungsvariante der Einrichtung gemäß F i g. 9 geht auf folgende Weise vor sich.

Die Druckluft wird über den Einlaßkanal 15 der Vorwärtsgang-Kammer 6 zugeführt und gelangt von dort über die öffnung 43, die Innenräume der Rohre 40, 41 und den Kanal 20 in die Rückwärtsgang-Kammer 5. Da der Flächeninhalt des Schlagorgans 2 auf der Seite der Kammer 5 größer als sein Flächeninhalt auf der Seite der Kammer 6 ist, beginnt das Schlagorgan, sich nach hinten zu bewegen. Der erste Teil L5 des Rückwärtsgangs des Schlagorgans geht beim ständigen Einlassen der Druckluft in die Rückwärtsgang-Kammer 5 unter einem dem Netzdruck entsprechenden Druck vonstatten.

Nachdem das Schlagorgan 2 die Strecke L5 zurückgelegt hat, verschiebt es mittels der Absätze der Ausdrehung 45 das Rohr 41 relativ zum Rohr 40, wobei das letztere die öffnung 43 überdeckt und die Rückwärtsgang-Kammer 5 von der Vorwärtsgang-Kammer 6 isoliert. In der nächstfolgenden Etappe der Bewegung des Schlagorgans (seiner Hubstrecke gleich Lj) wird das Rohr 41 zusammen mit dem Schlagorgan 2 relativ zum Rohr 40 verschoben, welches unbeweglich bleibt, wobei die Bewegung des Schlagorgans aufgrund der Energie der Expansion der Druckluft zustande kommt, die in die Rückwärtsgang-Kammer 5 auf der Bewegungsstrecke Ls des Schlagorgans 2 eingeströmt ist. Nachdem das Schlagorgan 2 den Weg L% (seit Beginn seines Rückwärtsgangs) zurückgelegt hat, verschiebt es mittels der Absätze der Ausdrehung 44 das Rohr 40 nach hinten bis zur Übereinstimmung der öffnung 42 mit der Ausdrehung 17 der Auspuffkanäle 16. Hierbei wird die Rückwärtsgang-Kammer 5 über den Kanal 20, die Innenräume der Rohre 40,41, die öffnung 42 und den Auspuffkanal 16 mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt. Es findet der Auspuff der Rückwärtsgang-Kammer 5 statt

Claims

Patentansprüche:

1. Schlageinrichtung, die ein zylindrisches Gehäuse (1) aufweist, in dem ein hin- und herbewegliches Schlagorgan (2) angeordnet ist, hinter dem sich eine Vorwärtsgang-Kammer (6), die stets mit einer Luftzuführungsleitung (4) verbunden ist, und vor dem sich eine Rückwärtsgang-Kammer (5) befinden, die über einen kanalartigen, im Schlagorgan (2) ausgebildeten Strömungsweg abwechselnd mit der Vorwärtsgang-Kammer (6) und der Atmosphäre in Verbindung zu setzen ist, dem ein Luftverteiler (3), der aus einer im Gehäuse (1) befestigten, mit öffnungen (15,16) versehenen Büchse (11) und aus einem relativ zu dieser beweglichen, zum Öffnen und Schließen der Büchsenöffnungen (15,16) vorgesehenen Rohrschieber (18) besteht, sowie eine Einrichtung zum Verschieben des Rohrschiebers (18) zwischen zwei Endstellungen zugeordnet sind, in deren einer die Rückwärtsgang-Kammer (5) über den kanalartigen Strömungsweg im Schlagorgan (2) und über den Luftverteiler (3) mit der Atmosphäre und in deren anderer sie mit der Vorwärtskammer (6) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärtsgang-Kammer (6) zwischen der Stirnseite (8) der Büchse (11) und der Rückseite (7) des Schlagorgans (2) gebildet ist und der kanalartige Strömungsweg im Schlagorgan (2) mindestens einen Kanalabschnitt (20) umfaßt, der parallel zur Längsachse des Schlagorgans (2) verläuft und mit dem Rohrschieber (18) verbunden ist, wobei der Rohrschieber (18) durch die Vorwärtsgang-Kammer (6) hindurchgeführt ist und in seiner Mantelfläche zumindest eine öffnung (21) aufweist, über welche die Rückwärtsgang-Kammer (5) abwechselnd mit der Vorwärtsgang-Kammer (6) und der Atmosphäre in Verbindung zu setzen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (11) einen vorstehenden rohrförmigen Teil (24) besitzt, in dessen Wandung eine öffnung (25) ausgeführt ist und dessen freies Ende innerhalb des Kanals (20 des Schlagorgans (2) untergebracht ist, wobei am rohrförmigen Teil (24) der Rohrschieber (18) des Luftverteilers (3) derart gleitend angeordnet ist, daß er in den Endstellungen die Öffnung (25) des rohrförmigen Teils der Büchse (11) abwechselnd überdeckt, über welche die Rückwärtsgang-Kammer (5) mit der Vorwärtsgang-Kammer (6) und mit der Atmosphäre abwechselnd in Verbindung zu setzen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrschieber (18) mit einem Federmittel (27) versehen ist, durch welches sein Andrücken an die Büchse (11) nach dem Anlauf des Schlagorgans (2) im Zustand seines Rückwärtsgangs gewährleistet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrschieber (18) in Form von zwei parallelen Rohren (30,31) ausgebildet ist, in der Wandung eines jeden von denen mindestens eine Öffnung (36,37) ausgeführt ist, wobei die Büchse (29)

in den Endstellungen die Öffnung (36) des einen Rohrs (30), über welche die Rückwärtsgang-Kammer (5) mit der Vorwärtsgang-Kammer (6) in Verbindung steht, und die öffnung (37) des anderen Rohrs (31), über welche die Rückwärtsgang-Kammer (5) mit der Atmosphäre in Verbindung steht,

abwechselnd überdeckt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrschieber (18) in Form von zwei miteinander kontaktierenden und relativ zueinander verschiebbar angeordneten koaxialen Rohren (40, 41) ausgebildet ist, wobei in der Wandung zumindest eines Rohres (40) durch das andere Rohr (41) überdeckbare Öffnungen (42,43) ausgebildet sind, über welche die Rückwärtsgang-Kammer (5) mit der Vorwärtsgang-Kammer (6) und mit der Atmosphäre abwechselnd in Verbindung zu setzen ist.