CH629871A5 - Compressed-air device for forming bores in the ground and method of operating the compressed-air device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schlagartig wirkende, umsteuerbare Drucklufteinrichtung zur Bildung von Bohrungen im Boden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb der Drucklufteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Eine solche Drucklufteinrichtung findet in der Bautechnik Verwendung und dient zur Bildung von Bohrungen, insbesondere in zu verdichtendem Boden. Diese Einrichtung kann auch beim Einschlagen von Rohren in den Boden, z. B. beim graben-io.ven Verlegen von unterirdischen Versorgungsleitungen Anwendung finden.

Es ist bekannt, dass zur Bildung von Bohrungen im Boden weitgehend Einrichtungen verwendet werden, die durch ein unter Druck stehendes gasförmiges Mittel, z. B. durch Druckluft, betätigt werden. Diese Einrichtungen sind in den meisten Fällen bewegungsumkehrbar, d. h. sie können nicht nur zur Bildung der Bohrung in den Boden hinein getrieben werden, sondern sie können auch wieder aus dem Boden heraus gefördert werden.

Es sind derartige umsteuerbare Einrichtungen zur Bildung von Bohrungen im Boden bekannt, bei denen der die Luft zuführende Schlauch gedreht wird. Indem der Schlauch in die eine oder die andere Drehrichtung bewegt wird, d. h. indem er entweder ein- oder ausgeschraubt wird, wird dadurch das die Luftverteilung bewirkende Element jeweils in die eine oder die andere Endstellung bewegt. Eine solche Handbetätigung bewirkt eine Änderung der Schlagrichtung und damit eine Änderung der Bewegungsrichtung in den Boden hinein oder aus dem Boden heraus.

Eine solche bekannte, schlagartig wirkende Einrichtung weist ein zylinderförmiges Gehäuse auf, dessen Vorderteil spitz zuläuft. Innerhalb des Gehäuses ist ein in eine hin- und hergehende Bewegung versetzbarer Schlagkopf angeordnet, der in seinem Schaftteil einen Hohlraum aufweist. In diesem Hohlraum ist ein abgestufter Stutzen angeordnet, der im Gehäuse durch ein Gewinde befestigt ist. Der Stutzen kann zwei Stellungen einnehmen, wobei die Einrichtung in der einen Stellung in den Boden hinein und in der anderen Stellung aus dem Boden heraus angetrieben wird.

Am Schaftteil des Stutzens ist ein Schlauch zur Druckluftzuführung befestigt. Der Schlagkopf ist so im Gehäuse angeordnet, dass seine Aussenfläche gemeinsam mit der Innenfläche des Gehäuses die vordere Arbeitskammer bildet. Die Innenfläche des Hohlraumes im Schaftteil des Schlagkopfes bildet gemeinsam mit dem Stutzen die hintere Arbeitskammer. Im Schlagkopf ist ein Schlitz vorhanden, der zur Ausführung der Hin- und Herbewegung des Schlagkopfes die Kammern bei der Stellung des Schlagkopfes im Vorderteil des Gehäuses verbindet.

Diese schlagartig wirkende Einrichtung wird bei Zuführung von Druckluft durch den Schlauch und Stutzen in die Vorderkammer in Betrieb gesetzt. Dabei bewegt sich der Schlagkopf vorwärts und übt am Hubende einen Schlag gegen den Vorderteil des Gehäuses aus. In diesem Augenblick wird die Druckluft aus der Hinterkammer durch den Schlitz im Schlagkopf der vorderen Arbeitskammer zugeführt.

In Zusammenhang damit, dass die Schlagkopf-Stirnwandfläche, gegen die die Druckluft einwirkt, grösser als die Schlagkopf-Stirnwandfläche ist, gegen die die Druckluft in der hinteren Arbeitskammer einwirkt, istdieauf den Schlagkopf in Rückwärtsrichtung wirkende Kraft grösser, als diejenige, die auf den Schlagkopf in der Vorwärtsrichtung wirkt. Dadurch bewegt sich der Schlagkopf rückwärts. Sobald der Schlitz des Schlagkopfes den hinteren Stirnrand des Stutzens passiert, erfolgt ein Auspuff der Druckluft aus der Vorderkammer nach aussen.

Dabei wird der Pressluftdrack in der Vorderkammer kleiner, als derjenige in der hinteren Arbeitskammer, welcher dem Luftdruck in der Rohrleitung gleich ist, und der Schlagkopf beginnt, sich zum Vorderteil des Gehäuses zu bewegen, womit der Vorwärtsgang bewirkt wird.

Im weiteren Verlauf wiederholt sich das oben beschriebene Vorwärtsspiel der Einrichtung.

Zur Ausführung des Rückganges dieser Einrichtung ist es erforderlich, den Stutzen in die Einrichtungs-Rückgangsstellung zu versetzen. Dazu wird der Stutzen durch den an ihm befestigten Schlauch solange gedreht, bis er die hintere Randstellung einnimmt.

Dabei wird Druckluft aus der Hinterkammer des Schlagkopfes periodisch durch den Schlitz im Schlagkopf der vorderen Arbeitskammer zugeführt und hiermit die hin- und hergehende Bewegung des Schlagkopfes bewirkt. In diesem Falle jedoch übt der Schlagkopf einen Schlag gegen den Schaftteil des Gehäuses aus und schlägt die Einrichtung aus der beim Vorwärtsgang gebildeten Bohrung.

Der Mangel dieser bekannten Einrichtung besteht darin, dass bei einer erheblichen Länge der Bohrung es schwierig und manchmal unmöglich ist, mit Hilfe des Schlauches das Drehmoment auf den Stutzen zu übertragen. Ausserdem verursacht die Umschaltung der Einrichtung von einer Betriebsweise auf die andere eine Verlängerung des UmSchaltungsverlaufes._ .

Es ist auch eine weitere schlagartig wirkende Einrichtung bekannt, bei der durch Spannung eines Seils und nachfolgender s

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Drehung des Schlauches die Stellung des Luftverteilungsgliedes geändert wird, wodurch die Änderung der Bewegungsrichtung der Einrichtung erfolgt.

Diese Einrichtung weist ein zylinderförmiges Gehäuse mit in diesem untergebrachten Schlagkopf auf, der in hin- und hergehende Bewegung versetzbar ist. Der Schlagkopf ist mit einem Hohlraum im Schaftteil ausgeführt, in dem ein im Gehäuse befestigter Stutzen untergebracht ist. Die Aussenwände des Schlagkopt'es begrenzen gemeinsam mit den Innenwänden des Gehäuses die vordere Arbeitskammer und die Wände des Schlagkopfhohlraumes mit der Stirnseite des Stutzens die hintere Arbeitskammer. Diese Kammern stehen miteinander durch den Schlitz in Verbindung, der im Schlagkopf angeordnet ist.

Der Stutzen weist zwei ringförmige Vorsprünge, zwischen denen zwei längslaufende Vorsprünge liegen, die die Versetzung des Stutzens in Axialrichtung begrenzen, und zwei Vertiefungen zum Festhalten gegen Drehung in bezug auf das Gehäuse auf. Der Stutzen ist in der Axialöffnung des Richtgliedes angeordnet, das im Gehäuse befestigt ist und zwei Längsnuten sowie ein Loch aufweist, in dem eine abgefederte Raste sitzt, die mit dem Seil zur Fernbetätigung verbunden ist. Die Sperre der Raste greift bei Festlegung des Stutzens in die Vertiefung am Stutzenkörper ein. Die Längsnuten sind in den Wänden der Axialöffnung des Richtgliedes ausgeführt. Die ringförmigen und längsverlaufenden Vorsprünge ermöglichen eine Festlegung der zwei Stellungen des Stutzens, nämlich für den Hingang und den Rückgang.

Beim Hingangsbetrieb dieser Einrichtung ist der Stutzen so eingestellt, dass die Luftverteilung in der Einrichtung in der Praxis gleichzeitig den Schlag des Schlagkopfes gegen den Vor-! derteil des Gehäuses und Einlass der Druckluft in die vordere Arbeitskammer gewährleistet. Bei dieser Arbeitsweise erfolgt die hin- und hergehende Bewegung des Schlagkopfes, die durch den Schlag gegen den Vorderteil des Gehäuses begleitet wird. Zur Bewerkstelligung einer Bewegungsumkehr der Einrichtung ist es erforderlich, den Stutzen in die andere Randstellung zu bringen. Dies wird dadurch erreicht, dass das Seil zur Fernbetätigung der Raste von Hand gespannt und die Sperre aus der Vertiefung im Stutzen ausgerückt wird. Danach wird der Stutzen durch den Schlauch in bezug auf das Richtglied solange gedreht, bis die längsverlaufenden Vorsprünge des Stutzens mit den Nuten des Richtgliedes zusammenfallen. Unter Einwirkung des Druckes der in der hinteren Arbeitskammer vorhandenen Pressluft bewegt sich der Schlagkopf in Richtung vom Vorderteil der Einrichtung und nimmt eine andere Stellung ein. Zum Festlegen des Stutzens wird durch den Schlauch eine Drehung des Stutzens um seine Achse ausgeführt, und durch das Loslassen des Rastenseils wird der Stutzen in dieser Stellung arretiert.

In dieser Stellung wird eine zum Vergleich mit dem Hingangsbetrieb führende Zuführung der Druckluft in die vordere Arbeitskammer sowie ein späterer Auspuff ermöglicht, wodurch der Schlagkopf Schläge gegen den Hinterteil der Einrichtung ausübt und hiermit den Rückzug der Einrichtung aus der Bohrung bewirkt.

Der Mangel dieser Einrichtung zur Steuerung der Bewegungsumkehr besteht im Vorhandensein eines Seils, das sich mit dem Schlauch verdrehen oder an irgendeinem Gegenstand anhaken kann. Ausserdem ist zum Bewerkstelligen einer Bewegungsumkehr die Drehung des Schlauchs erforderlich, was in langen Bohrungen Schwierigkeiten bereitet.

Es ist auch eine schlagartig wirkende Einrichtung bekannt, bei welcher die Steuerung der Bewegungsumkehr durch Abschaltung und Zuführung der Druckluft in der Rohrleitung erfolgt. Damit erfolgt auch die Einwirkung auf das die Gangführung der Einrichtung steuernde Glied.

AusderDE-PS2 105 229 ist eine schlagartig wirkende Einrichtung zur Bildung von Bohrungen im Boden bekannt, die ein zylinderförmiges Gehäuse mit einem Schlagkopf enthält, der in hin- und hergehende Bewegung versetzbar ist. Der Schlagkopf ist

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im Schaftteil mit einem Hohlraum ausgeführt, in dem ein im Gehäuse befestigter Stutzen angeordnet ist. Die Aussenwände des Schlagkopfes begrenzen gemeinsam mit den Innenwänden des Gehäuses die vordere Arbeitskammer. Die Wände des Schlagkopfhohlraumes und die Stirnseite des Stutzens begrenzen die hintere Arbeitskammer. Der Schlagkopf ist mit Schlitzen versehen, durch die diese Kammern zum Bewirken der hin- und hergehenden Bewegung in Verbindung stehen.

Die Besonderheit der Bauart dieser Einrichtung besteht darin, dass eine in bezug auf den Stutzen drehbare Büchse vorhanden ist. Die Drehbarkeit der Büchse wird durch eine Formnut am Stutzen und eines in diese Nut eingreifenden Vorsprungs an der Büchse erreicht.

Der Stutzen weist an der Grossdurchmesserstufe zwei Schlitzreihen auf, und die Büchse hat an der Grossdurchmesserstufe zwei Nutenreihen, die so ausgeführt sind, dass bei einer Drehung der Büchse in bezug auf den Stutzen sie durch ihre Wände eine Schlitzreihe des Stutzens abschliesst und die andere öffnet. Beim Eintreiben der Einrichtung in den Boden sind auf dem Stutzen Schlitze geschlossen, die näher zum Vorderteil des Gehäuses liegen, und Schlitze offen, die im Schaftteil angeordnet sind. In diesem Fall wird Druckluft aus der vorderen Arbeitskammer nach der Versetzung der Schlagkopfschlitze hinter die Vorderkante des Stutzens zugeführt; der Druckluftauspuff aber erfolgt durch die offenen Schlitze des Stutzens.

Bei Druckluftzuführung durch den Schlauch und Stutzen in die hintere Arbeitskammer bewegt sich der Schlagkopf in Richtung zum Vorderteil des Gehäuses. In vorderer Randstellung führt der Schlagkopf einen Schlag gegen das Gehäuse aus. In diesem Augenblick wird die Druckluft aus der hinteren Arbeitskammer durch die Schlitze im Schlagkopf der vorderen Arbeitskammer zugeführt. Infolge Differenz zwischen den Kräften, die auf den Schlagkopf an der Seite der vorderen und hinteren Kammer wirken, beginnt der Schlagkopf die Rückwärtsbewegung. Nachdem die Schlitze des Schlagkopfes mit denjenigen des Stutzens übereinanderliegen, erfolgt ein Auspuff der Druckluft aus der vorderen Arbeitskammer nach aussen.

Für die Umschaltung der Einrichtung vom Vorwärtsbetrieb auf Rückwärtsbetrieb ist es erforderlich, in der Rohrleitung die Druckluftzuführung zu der Einrichtung abzuschalten. Unter der Federspannung wird die Büchse in bezug auf den Stutzen versetzt, und durch die Formnut erfolgt eine Drehung der Büchse in bezug auf den Stutzen. Bei der nächstfolgenden Druckluftzuführung an die Einrichtung wird sich die Büchse zusätzlich in bezug auf den Stutzen drehen. Dabei werden Stutzenschlitze, die näher am Vorderteil des Gehäuses liegen, geöffnet und Schlitze, die näher am Schaftteil des Gehäuses angeordnet sind, geschlossen.

Bei Zuführung von Druckluft in die hintere Arbeitskammer erfolgt bei der Schlagkopfbewegung der Drucklufteinlass in die vordere Arbeitskammer früher, als beim Vorwärtsgang des Schlagkopfes, und der Auspuff erfolgt entsprechend später. Dadurch wird der Schlagkopf während seiner Bewegung Schläge gegen den Schaftteil des Gehäuses ausüben.

Der Mangel dieser Einrichtung besteht darin, dass bei einer zufälligen Abschaltung der Druckluft, oder bei einer Betriebsunterbrechung, verbunden mit einer Abschaltung der Druckluftquelle, eine Umschaltung der Betriebsweise der Einrichtung erfolgt. Dies ist besonders beim Anfahren der Einrichtung in den Boden, wie auch zur Richtungskorrektur, wenn die Druckluftzuführung mehrfach ab- und angeschaltet wird, unangebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bildung von Bohrungen im Boden zu entwickeln, bei der die Umsteuerung der Schlagrichtung vom Vorwärts- auf den Rückwärtsgang und umgekehrt durch Druckänderung in der Druckluftleitung erfolgt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

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Durch eine solche Ausführung kann die Umkehr der Schlagrichtung vom Vorwärts- auf den Rückwärtsgang und umgekehrt ferngesteuert erfolgen.

Ein Verfahren zum Betrieb der Drucklufteinrichtung ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 gekennzeichnet.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Schematische Darstellung einer umsteuerbaren, schlagartig wirkenden Drucklufteinrichtungzur Bildung von Bohrungen im Boden in der Vorwärtsbetriebsstellung;

Fig. 2 dieselbe Einrichtung bei Umschaltung der Betriebsweise;

Fig. 3 Längsschnitt des Bereiches «A» nach Fig. 1 der Drucklufteinrichtung;

Fig. 4 um 90° gedrehte Abwicklung der Schieberaussenfläche nach dem Durchmesser «D»;

Fig. 5 Querschnitt nach der Linie V—V der Fig. 3 (Schlitze der Büchse und des Schiebers sind getrennt);

Fig. 6 denselben Querschnitt, wie in Fig. 5, wobei jedoch die Schlitze der Büchse und des Schiebers in Verbindung stehen.

Die schlagartig wirkende umsteuerbare Drucklufteinrichtung führt den in Fig. 1 durch Pfeile angedeuteten Arbeitsgang zur Zuführung der Druckluft in die Druckluftrohrleitung und in die umsteuerbare Einrichtung durch. Zwecks Vereinfachung der Darlegung sind im weiteren einige Glieder der Einrichtung angeführt. Beim Vorwärts-bzw. Hingangsbetrieb zur Bildung der Bohrung übt der im Gehäuse 2 untergebrachte Schlagkopf 1 gegen den Vorderteil des Gehäuses 2 Schläge aus. Die Klappe 3 des Ventils 4 gewährleistet die Abschaltung des Strahlsaugers 5 (der Luftsaugvorrichtung) von der Druckluftrohrleitung 6 und die Verbindung der umsteuerbaren Einrichtung 7 durch die Druckluftrohrleitung mit der Druckluftquelle 8.

Ist eine Bewegungsümkehr der schlagartig wirkenden Einrichtung 7 erforderlich, so wird die Druckluftzuführung, wie in Fig. 2 gezeigt, durch Einstellung der Klappe 3 des Ventils 4in vertikale Lage abgeschaltet und in der umsteuerbaren Einrichtung 7 durch Luftabsaugen aus der umsteuerbaren Einrichtung 7 ein Unterdruck erzeugt. Die Richtung des Luftstromes ist durch Pfeile angegeben. Dabei wirkt der erzeugte Unterdruck auf das den Gang der Einrichtung 7 bestimmende Glied, das, indem es sich umschaltet, die Einrichtung 7 auf eine andere Betriebsweise auf den Rückgangsbetrieb - umkehrt.

Es ist zweckmässig, das Verfahren zur Steuerung der Bewegungsumkehr an einem Betriebsbeispiel der schlagartig wirkenden umsteuerbaren Einrichtung zur Bildung von Bohrungen im Boden zu veranschaulichen.

Die Drucklufteinrichtung, die das Verfahren bewerkstelligt (Fig. 1), enthält ein Gehäuse 2, das in Gestalt eines Hohlzylinders ausgeführt ist, der am Vorderteil, d. h. an demjenigen Teil, der direkt die Bohrungen im Boden bildet, zugespitzt ist. Im Gehäuse 2 ist in hin- und hergehende Bewegung versetzbar ein Schlagkopf 1 untergebracht, der in seinem Schaftteil einen zylinderförmigen Hohlraum aufweist, welcher die hintere Arbeitskammer 9 darstellt. Die Aussenfläche des Schlagkopfes 1 bildet gemeinsam mit der Innenfläche des Gehäuses 2 die vordere Arbeitskammer 10. Bei einer hin- und hergehenden Bewegung des Schlagkopfes 1 ändern die Kammern 9,10 der umsteuerbaren Einrichtung 7 ihren Rauminhalt. Die vordere und die hintere Arbeitskammern 10,9 sind miteinander durch den Schlitz 11 im Schlagkopf 1 verbunden.

Im Schaftteil-Hohlraum des Schlagkopfes 1 ist koaxial zum Schlagkopf 1 und dadurch auch zum Gehäuse 2 eine abgestufte luftzuführende Büchse 12 (Fig. 3,1) angeordnet, die durch ihre Grossdurchmesserstufe in den Hohlraum des Schlagkopfes 1 eingreift, durch die Kleindurchmesserstufe aber am Schaftteil des Gehäuses mittels einer Mutter 13 befestigt ist, die eine Bohrung 14 zum Luftauspuff nach aussen aufweist. Die abgestufte luftzuführende Buchse 12 hat an der Grossdurchmesserstufe Schlitze 15 , die zur Druckluftzuführung aus der hinteren Arbeitskammer 9 in die vordere Arbeitskammer 10 während der Arbeit der Drucklufteinrichtung 7 im Rückgangsbetrieb.

Im Inneren der Grossdurchmesserstufe der abgestuften luftzuführenden Büchse 12 sitzt ein abgefederter Hohlschieber 16, der auf seiner mit der luftzuführenden Büchse 12 zusammenwirkenden Oberfläche Schlitze 17 aufweist. Diese Schlitze 17 fallen mit den Schlitzen 15 in der abgestuften Büchse 12 bei Drehung des Hohlschiebers 16 um seine Längsachse zusammen. Der Hohlschieber 16 weist auf der zylinderförmigen Oberfläche, die mit der abgestuften luftzuführenden Büchse 12 (Fig. 4,3) zusammenwirkt, eine rotierende zickzack-förmige Nut 18 auf, in der ein Vorsprung 19 sitzt, der starr in der Grossdurchmesserstufe der Büchse 12 befestigt ist.

In Fig. 4 ist die um 90° gedrehte Abwicklung der Schieberaussenfläche nach dem Durchmesser D gezeigt. In der Stirnwand des Hohlschiebers 16 (Fig. 3), die der Kleindurchmesserstufe der luftzuführenden Büchse 12 zugekehrt ist, sind Schlitze 20, die mit Ventilen 21 versehen sind, ausgeführt. Die Versetzung des Hohlschiebers 16 in Richtung zum Vorderteil des Gehäuses 2 erfolgt durch die Feder 22. Auf der abgestuften, luftzuführenden Büchse 12 ist ein Ventil 23 zur Verhinderung eines Eindringens von Bodenmaterial in das Innere der umsteuerbaren Einrichtung vorhanden.

Die Druckluftrohrleitung 6 ist durch ein Sauggebläse in Gestalt des Strahlsaugers 5 mit zwei Leitungen24,25 und Ventil 4 mit Klappe 3 ausgerüstet, die zwei Stellungen einnehmen kann: horizontale und vertikale. Bei einer dieser Stellungen der Klappe 3 (horizontalen) verbindet das Ventil 4 die Drucklufteinrichtung 7 mit der Druckluftquelle 8; und bei der anderen (vertikalen)

wird die umsteuerbare Einrichtung 7 mit der Leitung 24 des Strahlsaugers 5, die Druckluftquelle 8 aber mit der Leitung 25 des Strahlsaugers 5 verbunden.

Der Betrieb der umsteuerbaren Drucklufteinrichtung 7 verläuft in folgender Weise:

Für die Ausführung des Hingangsbetriebes der Drucklufteinrichtung 7 wird die Klappe 3 in horizontale Stellung gebracht, und die umsteuerbare Einrichtung 7 steht mit der Druckluftquelle 8 in Verbindung. Unter Einwirkung der Feder 22 und der Druckluft wird der Hohlschieber 16 in die vordere Randstellung versetzt. Dabei wird der Vorsprung 19 der abgestuften lufzufüh-renden Büchse 12 die Stellung im Scheitel der zickzack-förmigen Nut 18 einnehmen, der dem Schaftteil des Gehäuses 2 zugewendet ist. Dabei sind die Schlitze 15 der abgestuften lufzuführenden Büchse 12 durch die Wände des Hohlschiebers 16 abgeschlossen; wie es in Fig. 5 dargestellt ist. In Fig. 1 ist die vordere Randstellung des Schlagkopfes 1 dargestellt, bei der der Schlagkopf 1 den Schlag gegen das Gehäuse 2 ausübt (Hingangsbetrieb der umsteuerbaren Einrichtung 7).

Wird die Druckluft durch die Druckluftleitung 6 der hinteren Arbeitskammer 9 durch die Schlitze 11 im Schlagkopf 1 zugeführt, so tritt sie in die vordere Arbeitskammer 10 ein. In Zusammenhang damit, dass der Luftdruck in der hinteren und vorderen Arbeitskammer 9 bzw. 10 etwa gleich ist, und die Stirnfläche des Schlagkopfes 1, die von der Druckluft in der vorderen Arbeitskammer 10 beansprucht wird, grösser als die Stirnfläche des Schlagkopfes 1 ist, die von der Druckluft in der hinteren Arbeitskammer 9 beansprucht wird, entstehen der Grösse nach verschiedene Kräfte, die auf den Schlagkopf 1 an der Seite der vorderen und hinteren Arbeitskammern 10 bzw. 9 einwirken, wobei die Kraft an der Seite der vorderen Arbeitskammer 10 grösser ist. Dadurch beginnt der Schlagkopf 1 die Bewegung in Richtung zum Hinterteil des Gehäuses 2. Beim Verschluss der Schlitze 11 im Schlagkopf 1 durch die Wände der Grossdurchmesserstufe der luftzuführenden Büchse 12 wird die Druckluftzuführung in die Arbeitskammer 10 unterbrochen .Der Rauminhalt der letzteren nimmt mit der Bewegung des Schlag-

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kopfes i zu, und die in der Kammer vorhandene Druckluft ber die Drehung auf einem bestimmten Winkel um seine Längsexpandiert. Nachdem die Schlitze 11 im Schlagkopf 1 hinter den achse infolge seiner kinematischen Verbindung mit der abgestuf-die hintere Stirnkante der Grossdurchmesserstufe der luftzufüh- ten luftzuführenden Büchse 12, d. h. bei Axialverschiebung des renden Büchse 12 gelangen, tritt die vordere Arbeitskammer 10 Hohlschiebers 16 bleibt der Vorsprung 19 unbeweglich, und durch die Schlitze 11 im Schlagkopf 1 und die Bohrung 14 in der 5 Wände der zickzack-förmigen Nut 18 des Hohlschiebers 16 Mutter 13 mit der Aussenluft in Verbindung. Die Druckluft wird verdrehen, indem sie mit dem Vorsprung 19 zusammenwirken, aus der vorderen Arbeitskammer 10, indem sie das Ventil 23 den Hohlschieber 16. Bei der vorderen Randstellung des Hohlöffnet, nach aussen wegströmen, und in dieser Kammer 10 wird schiebers 16 wird der Vorsprung 19 eine Stellung im hinteren der Luftdruck gleich dem Aussenluftdruck, wodurch an der Seite Randsackloch (aber jetzt im anderen, gegenüberliegenden) der des Vorderteils des Gehäuses 2 keine Kräfte auf den Schlagkopf 1 10 zickzack-förmigen Nut einnehmen.

wirken werden. Währenddessen wirkt an der Seite der hinteren • Dabei decken sich die Schlitze 17 des Hohlschiebers 16 mit

Arbeitskammer 9, die ständig mit der Druckluftquelle in Verbin- den Schlitzen 15 der abgestuften luftzuführenden Büchse 12, wie dung steht, eine Kraft auf den Schlagkopf 1, die infolge Druck- es in Fig. 6 gezeigt ist.

luftbeanspruchung der Stirnfläche des Schlagkopfes 1 entsteht, Wird Druckluft von der Druckluftquelle 8 durch die Drucklei-

welche in Richtung zur hinteren Arbeitskammer 9 gewendet ist. 15 tung 6 (Klappe 3 des Ventils 4 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, in

Durch Einwirkung dieser Kraft hält der Schlagkopf 1 an und horizontaler Stellung) der Einrichtung 7 zugeführt, so bewegt beginnt danach die Bewegung vorwärts bis zum Augenblick, als sich der Schlagkopf 1 unter Einwirkung der in der hinteren sein Vorderteil einen Schlag gegen das Gehäuse 2 ausübt. Etwa Arbeitskammer 9 vorhandenen Luft nach vorn in Richtung zum um dieselbe Zeit passieren die Schlitze 11 im Schlagkopf 1 die Vorderteil der Einrichtung 7. Gelangen die Schlitze 11 im vordere Stirnwand der Grossdurchmesserstufe der lufzuführen- 2o Schlagkopf 1 mit dem Schlitz 15 in der Grossdurchmesserstufe den Büchse 12 und gelangen in die vordere Arbeitskammer 10. der abgestuften luftzuführenden Büchse 12 in Verbindung, wird

Der Schlagkopf 1 beginnt seinen Rückgang, und das Arbeitsspiel die Druckluft aus der hinteren Arbeitskammer 9 durch die wiederholt sich. Schlitze 17,15 des Hohlschiebers 16 bzw. der abgestuften

Für die Bewegungsumkehr der umsteuerbaren Druckluftein- luftzuführenden Büchse 12 der vorderen Arbeitskammer 10

richtung 7 wird die Klappe 3 im Ventil 4 in Vertikalstellung 25 zugeführt. Da die Fläche der Stirnwand des Schlagkopfes 1, die in gebracht. die vordere Arbeitskammer 10 eintritt, grösser als diejenige ist,

Die Druckluft von der Druckluftquelle 8 wird durch die die in die hintere Arbeitskammer 9 eintritt, ist die auf den

Druckluftleitung 6 der Leitung 25 des Saugstrahlers 5 zugeführt, Schlagkopf 1 von der vorderen Arbeitskammer 10 aus wirkende in dem der dynamische Druck des Luftstromes in einen statischen Kraft grösser als die Kraft, die von der hinteren Arbeitskammer 9

Druck umgewandelt wird, dessen Wert kleiner als derjenige des 30 aus auf den Schlagkopf 1 einwirkt. Durch diese Kraft beginnt

Aussenluftdrucks ist. Dadurch entsteht ein Unterdruck in der eine Bremsung des Schlagkopfes 1. Bei weiterer Bewegung des

Leitung 24 und der umsteuerbaren Drucklufteinrichtung 7. Die Schlagkopfes 1 vorwärts, als die Schlitze 11 im Schlagkopf 1

abgesaugte Luft erzeugt im Hohlraum der abgestuften lufzufüh- durch die Wände der abgestuften luftzuführenden Büchse 12

renden Büchse 12 der Einrichtung 7 einen Unterdruck, und somit abgeschlossen werden, wird der Rauminhalt der vorderen bildet sich ein Luftstrom, der aus der abgestuften luftzuführen- 35 Arbeitskammer 10 abnehmen, wodurch eine Erhöhung des den Büchse 12 zum Strahlsauger 5 gerichtet ist. Es bildet sich ein Luftdruckes in der Kammer 10 entsteht. Dadurch wird die auf

Luftdruckgefälle in der hinteren Arbeitskammer 9 in bezug auf den Schlagkopf 1 von der vorderen Arbeitskammer 10 aus die Luft, die im Hohlraum der abgestuften luftzuführenden wirkende Kraft grösser. Unter Einwirkung dieser Kraft hält der

Büchse 12 vorhanden ist. Unter Einwirkung des Luftüberdrucks Schlagkopf an und beginnt sich rückwärts zu bewegen. An in der hinteren Arbeitskammer 9 wird das Ventil 21 des Hohl- 40 seinem Hubende übt er einen Schlag gegen den Schaftteil des schiebers 16 an die Stirnwand des Hohlschiebers 16 gepresst, Gehäuses 2 (genauer gegen die Mutter 13) aus. Unter Einwir-

womit das Überströmen der Luft aus der hinteren Arbeitskam- kung dieser Schläge wird sich die Einrichtung 7 rückwärts mer 9 in den Hohlraum der abgestuften luftzuführenden Büchse bewegen. Der Schlitz 11 im Schlagkopf 1 wird die Stirnkante der

12 durch den Schlitz 20 des Hohlschiebers 16 verhindert wird. Grossdurchmesserstufe der luftzuführenden Büchse 12 passie-

Unter Einwirkung des Luftdruckes von der Seite der hinteren 45 ren, wodurch ein Auspuff der Druckluft aus der vorderen

Arbeitskammer 9 aus gegen die Stirnwand des Hohlschiebers 16 Arbeitskammer 10 in die Atmosphäre erfolgt. Unter Einwirkung wird letzterer in Richtung zum Schaftteil des Gehäuses 2 versetzt. der in der hinteren Arbeitskammer 9 vorhandenen Druckluft

Bei seiner Axialverschiebung wird er infolge kinematischer bewegt sich der Schlagkopf nach vorn, und das Arbeitsspiel

Verbindung mit der abgestuften luftzuführenden Büchse 12 wiederholt sich.

durch die zickzack-förmige Nut 18 auf der Oberfläche des 50 Für die Umschaltung der umsteuerbaren Einrichtung vom

Hohlschiebers 16 und den in die Nut eingreifenden Vorsprung 19 Rückgangbetrieb auf den Hingangbetrieb wiederholen sich die der abgestuften luftzuführenden Büchse 12 auf einen bestimmten beim Wechseln der Arbeitsweise vom Hin- und Rückgangbetrieb

Winkel um seine Längsachse gedreht. Bei der hinteren Randstel- ausgeführten Betätigungen, d. h. die Klappe 3 des Ventils 4

lung des Hohlschiebers 16 nimmt der Vorsprung 19 der abgestuf- nimmt die vertikale Stellung ein, um einen Unterdruck in der ten luftzuführenden Büchse 12 eine Stellung im Scheitel der 55 umsteuerbaren Einrichtung 7 zu erzeugen.

zickzack-förmigen Nut 18 ein, der dem Vorderteil des Gehäuses Der Hohlschieber 16 wird in die hintere Randstellung ver-

2 zugewendet ist. setzt, wobei er um einen bestimmten Winkel um seine Längs-

Bei einer Einstellung der Klappe 3 des Ventils 4 in horizontale achse rotiert. Danach wird das Absaugen der Druckluft unter-

Lage, oder bei Unterbrechung des Luftabsaugens aus der Druck- brachen, und der Hohlschieber 16 wird seine frühere (vordere lufteinrichtung 7 kehrt der Schieber 16 unter der Spannung der 60 Rand)-Stellung einnehmen und durch seine Wände die Schlitze

Feder 22 in seine vordere Randstellung zurück. Bei der Vor- 15 in der Grossdurchmesserstufe der luftzuführenden Büchse 12

wärtsbewegung entlang der Längsachse vollzieht der Hohlschie- abschliessen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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1. Schlagartig wirkende, umsteuerbare Drucklufteinrichtung zur Bildung von Bohrungen im Boden, in deren Hohlgehäuse ein bewegbarer Schlagkopf untergebracht ist, der eine hintere Arbeitskammer aufweist und im Inneren des Gehäuses eine vordere Arbeitskammer bildet, und die hin- und hergehende Bewegung unter Einwirkung der Druckluft ausführt, die den Arbeitskammern durch eine in der hinteren Arbeitskammer des Schlagkopfes angeordnete, abgestufte Büchse zugeleitet wird, welche im Schaftteil des Gehäuses befestigt ist und an der mit dem Schlagkopf zusammenwirkenden Grossdurchmesserstufe Schlitze aufweist, die durch einen abgefederten Hohlschieber abgeschlossen sind, wenn die Einrichtung auf Bohrbetrieb geschaltet ist, während sie mit Schlitzen im Mantel des Schiebers fluchten, wenn die Einrichtung aus dem Bohrloch befreit werden soll, wobei zick-zack-förmige Nuten an der Innenfläche der luftzuführenden Büchse und an der Aussenfläche des Schiebers ausgespart sind, in welchen Nuten ein Stift so gelagert ist, dass sich die Hülse gegenüber dem Schieber in einer gegebenen Richtung dreht, wenn diese beiden Teile axial gegeneinander verschoben werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (16) im Inneren der Grossdurchmesserstufe der luftzuführenden Büchse ( 12) angeordnet ist, und auf dessen Stirnseite, die der Kleindurchmesserstufe der luftzuführenden Büchse (12) zugekehrt ist, Schlitze (20) ausgeführt sind, die mit Ventilen (21) versehen sind, und an der Druckluftrohrleitung (6) ein Sauggebläse vorgesehen ist, das beim Umsteuern mit einem Unterdruck die Bewegungsumkehr der Einrichtung (7) einleitet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sauggebläse in Gestalt eines Strahlsaügers (5) mit Steuerventil (4) ausgeführt ist, mit dem die Abschaltung und Anschaltung des Strahlsaugers (5) von bzw. an die Druckluftrohrleitung (6) bewerkstelligt werden kann.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren zum Betrieb der Drucklufteinrichtung nach Anspruch 1, bei dem zum Umsteuern der Schlagrichtung die durch die Druckluftrohrleitung der Einrichtung zugeführte Druckluft abgeschaltet und in einer zweiten Phase der Bewegungsumkehr wieder eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschaltung der Druckluft in der Druckluftrohrleitung (6) ein Unterdruck erzeugt wird, der in einer ersten Phase der Bewegungsumkehr der Einrichtung wirksam ist.