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Tieflochbohrhammer Die Erfindung betrifft einen Tieflochbohrhammer
mit schlagkolbengesteuertem Auspuff der Arbeitsluft auf die Bohrlochsohle zur Luftspülung.
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Die Luftspülung bei Tieflochbohrhämmern ist bekannt. Es ist auch allgemein
bei Bohrhämmern üblich, mit dem Kolben zusammenarbeitende AuslaßöfFnungen für die
Abluft vorzusehen, aus denen die Abluft nach überfliegen durch den Kolben entweicht.
Bekannt sind auch bei Tieflochbohrhämmern an jedem Ende der Kolbenkammer vorhandene
Ventilvorrichtungen, die mit dem Kolben zusammenwirken, um abwechselnd Luft aus
den Enden der Kammer zum Abluftkanal zu leiten.
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Gegenüber diesen bekannten Ausführungen wird nun der technische Fortschritt
des neuen Tieflochbohrhammers in der Ausbildung des Kolbens gesehen, der, ohne weitere
in der Seitenwand des Hammers Vorhandene Kanäle und ohne weitere in der Seitenwand
des Hammers vorhandene Bohrungen, die Steuerung des Schlagkolbens ermöglicht. Hierdurch
wird eine wesentliche Verstärkung des Hammers erreicht. Bekanntlich muß der Außendurchmesser
des Bohrgehäuses kleiner sein als die Weite des Bohrloches. Müßten in dem Bohrergehäuse
besondere Kanäle und Bohrungen vorgesehen werden, dann wäre eine solche Forderung
nur mit einer Komplizierung des Gehäuses lösbar, was wiederum mit einer Schwächung
der Gehäusewandung einhergeht.
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Der eingangs erwähnte neue Tieflochbohrhammer kennzeichnet sich dadurch,
daß der Kolben zum Auslassen der Abluft mit einer über den größten Teil des Kolbenweges
verschlossenen, dem Abluftkanal koaxialen Bohrung versehen ist und an seinem vorderen
Ende im Außendurchmesser abgesetzt ist.
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Dabei besteht die Verschließvorrichtung am hinteren Ende des Zylinders
aus einem festen Bolzen, der so lang ist, daß er die Bohrung schließt, bis der Kolben
sich in der Nähe seiner hinteren Endstellung befindet. In der Zeichnung ist F i
g. 1 eine teilweise geschnittene Außenansicht des erfindungsgemäßen Tieflochbohrhammers,
aus der die Lage der verschiedenen Bauteile sichtbar ist, und F i g. 2 ist ein Längsschnitt
des Bohrergehäuses mit der Schlagvorrichtung und der Spülanordnung, durch die Druckluft
der Bohrlochsohle zugeführt wird.
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Die eine bevorzugte Ausführung des Tieflochbohrhammers darstellende
F i g. 1 zeigt einen Umlaufmotor 10, der durch Zufuhr von über eine Leitung
12 zugeführte Druckluft angetrieben wird. Die Motorkraft wird über die Welle 14
und zwei Zahnräder 16 auf eine Spindel 18 übertragen. Das freie Ende 20 der Spindel
18 ist auf einen Stoßdämpfer 22 aufgeschraubt, der dazu dient, die bei dem Arbeiten
des Bohrers auftretenden Gegendruckkräfte aufzunehmen. Der Stoßdämpfer 22 ist mit
einer Gruppe von Bohrstangenabschnitten 24 durch Schraubgewinde verbunden, die mit
einem Bohrhammergehäuse 26 in Verbindung stehen, das in das gebohrte Loch eingesetzt
werden soll. Ein Bohrwerkzeug 28 ist gleitbar in das Bohrhammergehäuse 26 eingesetzt
und überträgt beim Antrieb Hammerschläge auf das zu zerkleinernde Gestein. Im Motorgehäuse
30 befindet sich eine zweite Leitung 32, für Druckluft, die zur Spindel 18 und von
dort über den Stoßdämpfer 22 und die Bohrstangenabschnitte 24 zum Bohrhammergehäuse
26 gelangt. Die Kanäle in den Bohrstangenabschnitten 24 führen die Druckluft
einem entsprechenden Kanal 46 des Bohrhammergehäuses 26 zu, in dem
eine Ventileinrichtung 80 die Enden des in dem Bohrhammergehäuse 26 befindlichen
Zylinders 48 abwechselnd füllt. Aus dem Zylinder 48 strömt die ausgedehnte Druckluft
durch einen Abluftkanal 50 in das Bohrwerkzeug 28, wo die Druckluft
der Bohrlochsohle zugeführt wird.
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Das Bohrhammergehäuse 26 hat an seinem Vorderende eine Ausnehmung
64 zur Aufnahme des Bohrwerkzeuges 28. Diese Ausnehmung enthält eine Gruppe von
Keilnuten 66, die in eine Gruppe von an der äußeren Umfangsfläche des Bohrwerkzeuges
28 vorgesehenen entsprechenden Keilnuten 68 verriegelt eingreifen, so daß die Drehung
des Bohrhammergehäuses 26 auf das Bohrwerkzeug 28 übertragen wird.
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Eine nähere Beschreibung der Stoßvorrichtung und der Einrichtung zum
Zuführen von Druckluft zur
Bohrlochsohle erfolgt an Hand der F i
g. 2. Das Bohrhammergehäuse 26 enthält einen Zylinder 48; in dem ein Kolben 70 bei
Ausdehnung der innerhalb der Kammer befindlichen Druckluft betätigt wird, um auf
das in dem Bohrhammergehäuse gleitbar gelagerte Bohrwerkzeug 28 aufzuschlagen. Zwischen
dem Zylinder 48 und der das Bohrwerkzeug aufnehmenden Ausnehmung 64 besteht
über eine Ausnehmung 72 eine Verbindung, die -für gewöhnlich offen ist, wenn sich
der Kolben 70 am hinteren Ende 74 des Zylinders 48 befindet, die aber geschlossen
wird, wenn sich der Kolben im vorderen Ende 76 des Zylinders 48 befindet.
Der Kolben 70 weist eine Bohrung 78 auf, die koaxial mit dem Abluftkanal
50 des Bohrwerkzeuges 28 verläuft, so daß das hintere Ende 74 des Zylinders
48 mit der Bohrlochsohle in Verbindung steht, wenn der Kolben 70 seine vordere
Einstellung einnimmt. Die Bohrlochsohle steht demzufolge einmal mit dem vorderen
Ende 76 des Zylinders 48 in Verbindung, wenn der Kolben 70 sich in seiner hinteren
Endstellung befindet, zum anderen mit dem hinteren Ende 74 des Zylinders 48, wenn
der Kolben 70 seine vordere Endstellung eingenommen hat.
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Eine Ventileinrichtung 80 im Bohrgehäuse 26 versorgt
abwechselnd die Endabschnitte des Zylinders 48 mit Druckluft. Sie besteht aus zwei
Teilen 82 und 84,
deren Mittelbohrungen 86 einen zylindrischen
Bolzen 88 aufnehmen können. Am hinteren Ende 90 dieses Bolzens befindet
sich eine mit der Zuführleitung 46 in Verbindung stehende Ausnehmung 92, während
er mit seinem vorderen Ende 94 über die Ventilvorrichtung hinaus in den Zylinder
48 hineinragt, und dadurch mit dem Kanal 78 des Kolbens 70 Verbindung
besitzt. Der Ventilteil 82 weist seinerseits eine Ringkammer 96 auf, die
mit dem Vorderende 76 des Zylinders 48 mittels eines Kanales 98 in
Verbindung steht, der sich in der Wand 100 des BQhrhanunergehäuses 26 befindet.
Außerdem steht diese Ringkammer mit der in dem Bolzen 88 befindlichen Ausnehmung
92 über die Kanäle 102 in Verbindung. Druckluft aus der Zuführleitung
46 wird daher aus der Ausnehmung 92 durch die Kanäle 102 hindurch
zur Kammer 96 und von dort in den Kanal 98 zum Vorderende 76 des Zylinders
48 geleitet. Eine Ausnehmung 104 und ein Kanal 106 des Ventilteils 82 stellen
eine Verbindung mit einer im Ventilteil 84 vorgesehenen Ringkammer 108 her. Da schließlich
in diesem Ventilteil 84 noch ein zweiter Kanal 110 vorgesehen ist,
steht die Ringkammer 108 auch mit dem hinteren Ende 74 des Zylinders
48 in Verbindung. Auf diese Weise wird Druckluft von der Vorratsleitung über
den Kanal 106 zur Kammer 108 und von dort in dem Kanal 110
zum Zylinder 48 geleitet.
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Die Ventilteile 82 und 84 begrenzen gemeinsam eine Kammer
112, in der ein büchsenähnliches Ventil 114 verschiebbar angeordnet ist und
den Zufluß der Druckluft zum Zylinder regelt. Der obere bzw. rückliegende Teil
116 des Ventiles 114 liegt zwischen dem Bolzen 88 und dem Ventilteil
82 und hält die Ver-Bindung,zwischen den in dem Bolzen 88 befindlichen Kanälen
102 und der in dem Ventilteil 82 vorgesehenen Ringkammer 96 aufrecht.
Der untere bzw. vorn liegende Teil 118 dieses Ventiles liegt zwischen den
Ventilteilen 82 und 84 und hält seinerseits eine Verbindung zwischen den in den
Ventilteilen 82 und 84
angeordneten Kanälen 106 und
110 aufrecht.
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Das erwähnte Ventil 114 wird von Druckluft beaufschlagt, die aus dem
Zylinder 48 durch zwei in der Wand 124 des Bohrhammergehäuses 26 befindliche
Kanäle 120 und 122 zugeführt wird. Gibt der Kolben 70 den Kanal 120 frei, dann gelangt
die Druckluft aus dem vorderen Ende 76 des Zylinders 48 zur unteren Ventilfläche
126 des Ventiles 114 und schiebt es in seine obere Grenzstellung.
Gibt aber der Kolben 70 den Kanal 122 frei, dann strömt die Druckluft aus dem hinteren
Ende 74 des Zylinders 48 zur gegenüberliegenden oder oberen Ventilfläche
128 und verschiebt das Ventil 144 in seine untere Grenzstellung.
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Die Zeichnung stellt die Arbeitsphase dar, bei der der Kolben
70 gerade auf das Bohrwerkzeug 28 aufschlägt. Das verschiebbare Ventil
114 hat also seine untere Stellung erreicht, bei der eine Verbindung zwischen der
in dem Bolzen 88 befindlichen Ausnehmung 92 und der in dem Ventilteil 82 befindlichen
Kammer 96 besteht. Auf diese Weise wird dem Vorderende 76 des Zylinders
48 in dem Kanal 98 Druckluft zugeführt und der Kolben 70 nach oben
zur Ventilvorrichtung 80 bewegt. In diesem Augenblick tritt der Bolzen 88
in die Mittelbohrung 78 des Kolbens 70 ein, die sich durch die gesamte Länge des
Kolbens 70 erstreckt, so daß also keine Verbindung zwischen dem hinteren Ende
74 des Zylinders 48 und dem Bohrwerkzeug 28 besteht. Hat andererseits
der Kolben 70 den im Bohrhammergehäuse 26 angeordneten Kanal 120 freigegeben,
dann wird Druckluft aus dem Vorderende 76 des Zylinders 48 zur Unterseite
126
des verschiebbaren Ventiles 114 geleitet und verschiebt dieses in seine
obere Stellung. Dabei hört der Zufluß von Druckluft zum Vorderende des Zylinders
48 allmählich auf und läßt diese Druckluft nunmehr über den Kanal 110 zum
hinteren Ende 74 des Zylinders 48 strömen. Die am Vorderende 76 des Zylinders
48 vorhandene Druckluft wird über das Bohr-Werkzeug 28 zur Bohrlochsohle
geleitet, weil der Kolben 70 völlig aus der zwischen dem Zylinder 48 und der Ausnehmung
64 für das Bohrwerkzeug 28 befindlichen Öffnung 72 zurückgezogen
worden ist.
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Ist genügend Druckluft dem hinteren Ende 74 des Zylinders 48 zugeführt
worden, dann wird der Kolben 70 auf einem Arbeitshub nach unten gedrückt.
Hierbei gibt er den in dem Bohrhammergehäuse 26
befindlichen Kanal 122 frei
und ermöglicht den Druckluftzustrom zur oberen Seite 128 des verschiebbaren
Ventiles 114, das nunmehr in seine untere Grenzstellung gelangen kann, wodurch
die Druckluft in dem Kanal 98 zum Vorderende 76 des Zylinders
48
strömt. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 70 gelangt der Bolzen
88 aus der Bohrung 78 heraus, wodurch das hintere Ende 74 des Zylinders
48 mit der Bohrlochsohle über den im Bohrwerkzeug 28 vorgesehenen Abluftkanal50
verbunden ist. Es kann somit die in dem Zylinder 48 befindliche Druckluft
abwechselnd aus beiden Endabschnitten des Zylinders 48 zur Bohrlochsohle
ausgestoßen werden.