DE2252458B2 - Steuervorrichtung für den Vorschub antrieb einer Gesteinsbohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für den Vorschubantrieb einer mit einem Druckfluidmotor für den Drehantrieb und einem in beiden Richtungen betreibbaren Druckfluidmotor für den Vorschubantrieb des Bohrstahls ausgerüsteten Gesteinsbohrmaschine, bei der am Einlaß des Vorschubmotors ein Entlastungsventil angeordnet ist, durch welches beim Überschreiten eines bestimmten Drehwiderstands am Bohrstahl der Einlaß auf einen niedrigen Druck umschaltbar ist.

Bei bekannten derartigen Steuervorrichtungen, durch welche der Vorschubantrieb bei einem bestimmten Drehwiderstand auf Rückzug umgestellt wird, ist ein Umschaltventil eingesetzt. Diese Umsteuerung arbeitet jedoch ziemlich langsam, weil die Leitungen, welche das Umschaltventil mit dem Vorschubmotor verbinden, bei der Umschaltung verhältnismäßig großen Druckänderungen ausgesei/ί sind.

Zur Lösung der auf die Beseitigung dieses Nachteils gerichteten Erfindungsaufgabe wird eine Steuervorrichtung der eingangs bezeichneten Art vorgeschlagen, bei welcher ein Auslaß des Vorschubmotors unter einem beim Umschalten des Einlasses auf den niedrigen Druck den Vorschubmotor in Rückwärtsrichtung antreibenden, erhöhten Druck gehalten ist.

Es ist bei dieser Lösung also nicht erforderlich, im Moment des Umschaltens des Vorschubmotors auf Rückwärtsantrieb erst Druckfluid zuzuführen, denn der Druck liegt am Auslaß des Vorschubmotors bereits an. Dieser Gegendruck ist auch nicht während der normalen Bohrarbeiten störend, denn es hat sich überraschend gezeigt, daß der für einen kurzen Rückzug zu Steuerzwecken benötigte Druck nur ungefähr

bis '/so des Drucks betrauen kann, wel

cher erforderlich ist, um das Bohrgestänge aus dem Bohrloch zu ziehen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schaltplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,

F i g. 2 eine Alternative zur Ausführung nach Fig. 1, wobei die Abweichung auf den in Fig. 1

mit A umgrenzten Bereich beschränkt ist,

F i g. 3 eine weitere Modifikation, welche das Anbohren eines Loches mit verminderter Vorschubkraft nach Richtungsumkehr gestattet.

F i g. 4 eine Alternative zur Ausführung nach

»5 Fig.3.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einer Bohrmaschine 62 mit einem mit Druckfluid betriebenen Flügelzellenmotor 1 als Drehantrieb für einen Bohrstahl 63 sowie weiterhin mit einem nicht gezeig-

ί" ten Schlagmotor. Die Bohrmaschine 62 ist aut einer Lafette 64 montiert und wird durch einen mit Druckfluid betriebenen Flügelzellenmotor 4 als Vorschubmotor über eine Kette 65 in Richtung auf das zu bohrende Gestein und zurück gezogen. Die räumliehe Beziehung zwischen den Motoren 1 und 4 und der mittels der Kette 65 bewegten Bohrmaschine 62 ist in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien 60 und 61 angedeutet. Der Drehantriebsmotor 1 hat einen Druckfluid-Einlaß 30, der an eine Versorgungslei tung 2 angeschlossen ist. Er hat ferner einen Hauptauslaß 31 und einen Nebenauslaß 32, an welchen eine Rückführleitung 3 für Druckfluid angeschlossen ist. Wenn Druckfluid über diese Leitung 3 statt über den Einlaß dem Motor 1 zugeführt wird, läuft er mit entgegengesetzter Drehrichtung wie normalerweise.

Der Vorschubmotor 4, welcher von derselben Art ist wie der Motor 1, hat einen Druckfluid-Einlaß 35. einen Hauptauslaß 34 und einen Nebenauslaß 33. Beim Vorschubantrieb in Richtung auf das Gestein erhält der Motor 4 Druckfluid über eine Leitung 50, ein Ventil 52, eine Leitung 5 und ein Entlastungsventil?, desren Ventilkörper unter diesen Bedingungen die entgegengesetzte Stellung wie nach F i g. 1 einnimmt. Über eine Drossel 53 im Ventil 52 und ein federbelastetes Druckbegrenzungsventil 51 wird oer Nebenauslaß 33 des Motors 4 unter erhöhtem Druck gehalten. Es hat sich bei einem bestimmten Motor 4 als geeignet erwiesen, diesen Druck auf 0,2 bis 0,4 Atmosphären über dem atmosphärischen Druck ein-

zustellen. Dieses Druckniveau ist überraschend niedrig, da normalerweise 3 bis 4 Atii gebraucht werden, um mit demselben Motor 4 den Bohrstahl aus dem Bohrloch zu ziehen. Dies geschieht bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Ventil 52 in die mit Bezug auf F i g. 1 entgegengesetzte Stellung verschoben wird, wodurch dem Motor 4 Druckfluid über eine Leitung 6 und den Nebenauslaß 33 zugeführt wird. Der obengenannte, etwas erhöhte Gegendruck dient dazu, die Drehrichtung des Motors 4 umzukehren, wenn das Entlastungsventil 7 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung umschalte;. Dies bewirkt eine einstellbare Feder 8 bei einem bestimmten Druckabfall in einer Steuerleitung 14. Die Umschaltung wird dadurch ausgelöst, daß ein erhöhter Drehwiderstand am Bohrstahl 63 als Druckabfall am Nebenauslaß 32 des Motors I gemessen wird. Der Druckabtall wird über eine kurze Verbindungsleitung 15 auf ein Entlüftungsventil 9 übertragen, dessen

Ventilkörper 40 die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt, wenn der Druck in der Verbindungsleitung 15 und deren Anschluß 36 am Entlüftungsventil 9 niedriger ist als in einem Kanal 38. In diesem Fall wird das Druckfluid in der Steuerleitung 14 über ein Ventil 10, eine Leitung 16, deren Anschluß 37 am Ventil 9, den Kanal 38, eine Venidkamirer 41 und einen Ventilauslaß 39 zu einem Raum hin abgeleitet, in welchem ein niedrigerer Druck herrscht als in der Verbindungsleitung IS. Auf diese Weise wird ein sehr schneller Druckabfall in der Steuerleitung 14 erzielt und damit ein schneller Richtungswechsel des Vorschubmotors 4.

Um die automatische Umsteuerung ausschalten zu können, ist ein Steuerventil 11 vorgesehen, welches in einer zur Darstellung nach F i g. 1 entgegengesetzten Stellung über eine Druckleitrng 12 zugeführtes Druckfluid über eine Leitung 17 zu dem Ventil 10 durchläßt, dessen Ventilkörper auf diese Weise in die mit Bezug auf F i g. 1 entgegengesetzte Lage umgestellt wird. In diener Schaltstellung der Ventile 11 und 10 kann der Vorschub des Bohrstahls 63 willkürlich und unabhängig von den sich auf den Drehwiderstand auswirkenden Betriebsbedingungen gesteuert werden.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 könnten die Drosselstelle 53 und das federbelastete Druckbegrenzungsventil 51 auch ^;n demselben Ventilgehäuse wie das Handsteuerventü 52 angeordnet sein. Diese Einzelteile könnten selbstverständlich auch noch an andere Stellen gelegt werden, wenn dabei nur der Zweck gewahrt bleibt, am Nebenauslaß 33 des Vorschubmotors 4 ein bestimmtes erhöhtes Druckniveau aufrechtzuerhalten, bei einem hydraulischen Vorschubmotor kann es z. B. zweckmäßig sein, die Drossel 53 und das federbelastete Druckbegrenzungsventil 51 in der Nähe des Entlastungsventils 7 zu installieren, so daß eine besondere Leitung für die Rückführung der hydraulischen Flüssigkeit vom Entlastungsventil zum Flüssigkeitsvorrat bei der druckgesteuerten Richtungsumkehr entfallen kann. Hierbei werden drei bei einem bestimmten Druck öffnende Ventile benutzt. Das eine liegt parallel zum Druckbegrenzungsventil 51, hat aber eine umgekehrte Öffnungsrichtung. Die beiden anderen Ventile verbinden den Ventilauslaß des Entlastungsventils 7 mit den Leitungen 5 und 6 Es ist weiterhin möglich, die Drossel 53 durch einen an den Nebenauslaß 33 des Vorschubmotors 4 angeschlossenen Druckspeicher zu ersetzen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 dient statt eines Flügelzellenmotor 4 ein Kraftzylinder 70 als Vorschubmotor.

Die Steuervorrichtungen nach F i g. 3 und 4 zeigen ίο Möglichkeiten, um das Anbohren von Löchern mit verminderter Vorschubkraft zu erreichen. Ein solches langsameres Anbohren ist oft angebracht, um die Gefahr zu vermeiden, daß der Bohrstahl nach dem ersten Umschalten des Entlastungsventils 7 erneut festklemmt. Das Anbohren mit verminderter Vorschubkraft ist jedoch nicht nur nach der Richtungsumkehr, sondern auch in Verbindung mit anderen Steuervorrichtungen oftmals zweckmäßig. Bei der Ausführung nach F i g. 3 ist in die Steuerleitung 14 des Entlastungsventils 7 eine einstellbare Drossel 81 und parallel dazu ein Druckbegrenzungsventil 80 gelegt worden. Durch die Drossel 81 wird ein verhältnismäßig langsamer Druckanstieg am Druckfluid-Einlaß 35 des Vorschubmotors 4 erreicht, wenn der Drehwiderstand am Bohrstahl 63 abnimmt und sich dabei der Druck in der Steuerleitung 14 erhöht. Da sich die Geschwindigkeit, mit welcher der Druck am Einlaß 35 ansteigt, danach richtet, wie schnell sich der Druck in der Steuerleitung 14 zwischen der Drossel 81 und dem Entlastungsventil 7 erhöht, kann die Schnelligkeit der Druckänderungen am Einlaß 35 zum Teil mittels der Drossel 81 und zum Teil durch die Wahl des Rauminhalts desjenigen Teils der Steuerleitung 14 beeinflußt werden, welcher sich zwisehen der Drossel 81 und dem Entlastungsventil 7 befindet. Das Ventil 80 hat den Zweck, bei einem Druckabfall in der Steuerleitung 14 einen Bypaß für die Drossel 81 zu bilden, worüber der Druckabfall sehr schnell an das Entlastungsventil 7 weitergeleitet wird.

Bei der alternativen Ausführungsform nach F i g. 4 sind eine einstellbare Drossel 91 und ein parallelgeschaltetes Rückschlagventil 90 in der Druckfluid-Versorgungsleitung 5 des Vorschubmotors 4 angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für den Vorschubantrieb einer mit einem Druckfluidmotor für den Drehantrieb und einem in beiden Richtungen betreibbaren Druckfluidmotor für den Vorschubantrieb des Bohrstahls ausgerüsteten Gesteinsbohrmaschine, bei der am Einlaß des Vorschubmotors ein Entlastungsventil angeordnet ist, durch weiches beim Überschreiten eines bestimmten Drehwiderstands am Bohrstahl der Einlaß auf einen niedrigen Druck umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaß (33) des Vorschubmotors (4) unter einem beim Umschalten des Einlasses (35) auf den niedrigen Druck den Vorschubmotor (4) in Rückwärtsrichtung antiwibcndcn. erhöhten Druck gehalten >>!.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (33) des Vorschubmotors (4) über eine Drossel (S3) mit den Druckfluideinlaßleitungen (50. S) des Vorschubmotors (4) in Verbindung steht und an ein Druckbegrenzungsventil (51) angeschlossen ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der erhöhte Druck weniger als ' io des für den Rückzug des Bohrstahls (63) erforderlichen Drucks beträgt.