DE14583C - Neuerungen an Gesteinbohrmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 5: Bergbau.

A, Fig. i,. ist das halbcylindrische Lager für den ganzen Mechanismus, welches an dem Bohrgestell oder Bohrwagen in bekannter Weise befestigt wird. In diesem Lager wird der Motor D D¹ sammt Bohrer beim Tieferwerden des Bohrloches vorgeschoben, und zwar geschieht diese Vorwärtsbewegung mit der Hand. Das Lager A hat hinten eine kammerartige Verlängerung A¹, welche als Lager und Schutz für die festgelagerte Schraubenspindel C dient. Zum Drehen' von C dient die Handkurbel C¹; h^x ' ist ein von dem Motor nach unten abstehender Schwanz und bildet die Mutter der Schraube. Beim Drehen von C¹ C wird daher /z¹ und D D^x hin-und hergeschoben.

Um das Loswerden der Schraube in ihren Lagern durch den Stofs des Bohrers zu verhüten, ist das vordere Lager folgendermafsen eingerichtet. Der Vordertheil von C hat mehrere Ringe c, Fig. 18, von dreieckigem Querschnitt, dieser Theil wird von dem Lager α umschlossen; dasselbe besteht aus zwei Hälften und wird einerseits durch den Ansatz a¹ und den Keil b in seiner Lage gehalten. Die Schraube P drückt beide Theile von a an einander und bewirkt daher eine stets sichere Lagerung von C.

Die Befestigung des Bohrers an deni Kolbenstangenkopf ist in Fig. 2 dargestellt. / ist der Kopf der Kolbenstange des Motors; derselbe hat vorn eine kegelförmige Ausbohrung, in welche das konische Ende des Bohrers J hineinpafst. / und J werden durch den Keil J¹, der in ein durch beide Theile hindurchgehendes Loch j pafst, gehalten. Die Verbindungsart läfst einigen Spielraum und es erfolgt daher die eigentliche Befestigung beider Theile / und J durch die mit Rechts- und Linksgewinde versehene Muffe k², bei deren Drehung die Theile J und / sich gegenseitig nähern; je mehr J in I hineingetrieben wird, desto mehr treibt der Kegel das Ende von / aus einander und desto fester hält das Gewinde der Muffe K"¹ an I.

Die Schraubengewinde an K"¹ sind so angeordnet, dafs das . Schlagen und Drehen des Meifsels die Schrauben wohl fester anzieht, aber keineswegs dieselben lockert.

J besteht aus zwei Theilen, wie der Querschnitt, Fig. 8, zeigt, welche durch das Ueberschrauben der Muffe gegen einander geprefst werden und daher die Bohrstange zwischen sich festhalten.

Die Einrichtung des Motors, d. h. des Cylinders sammt Schieber zum Vor- und Zurückbewegen des Bohrers, ist in Fig. 2 dargestellt. D ist der Cylinder, in welchem sich der Kolben Z¹Z bewegt. D¹ ist der Schieberkasten; in diesem bewegt sich die Schieberstange d hin und her. Auf derselben sind zwei Paare Schieberkolben k und k¹ (s. auch die Fig. 13, 15 und 17) befestigt; diese gleiten in den röhrenförmigen Lagern d d¹ von Stahl. Die Deckel/des Schieberkastens können zum Zwecke der Reinigung und Reparatur des Schiebers abgeschraubt werden.

Der Cylinder D wie auch der Kolben L L¹ sind niGht von gleichmäfsiger Weite bezw. Dicke, vielmehr sind zweierlei Durchmesser, nämlich L und.L¹ vorhanden. In der Regel macht man . nämlich bei Bohrmaschinen den vorderen Kolbenquerschnitt kleiner als den hinteren, so dafs beim Rückstofs des Kolbens

weniger Kraft als beim Vorstofs angewendet wird. Dies ist hier nicht der Fall. Hier wird beim Rückstofs des Kolbens die gleiche Kraft angewendet wie beim Vorstofs. Der Querschnitt des Vordertheils Z¹ des Kolbens abzüglich des Querschnitts der Kolbenstange ist nämlich gleich dem Querschnitt des Hintertheils Z.

Etwa in der Mitte hat Z eine Rinne /, welche, wie unten gezeigt werden wird, bei der Bewegung des Schiebers die Hauptrolle spielt.

Zf¹ ist die Einlafsöffnung, durch welche die comprimirte Luft in das Innere des Schieberkastens und zwar zwischen die beiden inneren Kolben KK tritt. Q und Q\ Fig. 15, gegen die Enden des Schieberkastens hingegen sind die beiden Auslafsöffhungen; sie münden in den gemeinsamen Auslafskanal O, Fig. 3, 4 und 9. Die gegenseitige Stellung von QQ¹ zu den Kolbenpaaren k k^x ist eine derartige, dafs erstere stets zwischen den Kolbenpaaren k k^x sind, wie auch die Stellung des Schiebers sein mag, und dafs Q oder Q^x niemals von den Kolben k k^l bedeckt werden können. Aus dem Schieberkasten führen nun nach dem Cylinder D an beiden Enden desselben die Kanäle M und N, welche abwechselnd als Einlafs- und als Auslafskanäle dienen. Abzweigend von diesen Kanälen sind die der Länge nach laufenden Kanäle M^x bezw. JV¹, Fig. 15, deren Verlängerungen mm^x bezw. nn^x wider M bezw. N parallel sind. Diese Zweigkanäle münden ebenfalls in den Cylinder. In diesen Zweigkanälen m m^x bezw. η η¹ befindet sich nun je ein Ventil 0 von besonderer Construction. Dasselbe ist platt und verjüngt sich in der Mitte, wie der Grundrifs, Fig. 14, zeigt; es hat nun die Eigenschaft, dafs es einen von oben durch APm bezw. N^x η kommenden Strom von comprimirter Luft passiren läfst, während es durch einen von unten kommenden Strom geschlossen wird (genauer: der Strom drängt 0 vor die Oeffnung von m und verschliefst diesen Kanal dadurch). Ein von oben kommender Strom kann 0 nicht vor die Mündung von m^x drängen, weil dasselbe durch die Vorsprünge χ χ daran verhindert wird und daher neben dem verjüngten Theil von 0 die Luft vorbeipassiren kann.

Die Anordnung des Schiebers ist nun eine solche, dafs der Einlafskanal, Fig. 15 und 16, verhältnifsmäfsig wenig, der Auslafskanal N ganz voll geöffnet wird; bei Beginn des Hubes (s. Fig. 2 und auch 13, 15 und 17) ist der Einlafskanal M selbst durch den Kolben Z¹ verschlossen, die comprimirte Luft nimmt daher, um hinter den Kolben Z¹ zu gelangen, vorläufig ihren Weg durch den Seitenkanal M¹ mm¹, das Ventil 0 passirend; die Mündung von m^x ist genau am Ende des Cylinders, während der Kolben niemals ganz an den Cylinderdeckel anstöfst. So wird also der Kolben zurückbewegt, bis er die Mündung von M freiläfst, so dafs nun die Luft durch M auf den Kolben wirken kann; der Kolben setzt seine Bewegung fort, schliefslich verschliefst er die Oeffnung N, durch welche bis jetzt die vor dem Kolben befindliche Luft nach Q^x hin entwichen ist. Etwas Luft bleibt also noch vor dem Kolben, sie kann aber nicht durch den Seitenkanal n^x η Ν entweichen, denn das darin befindliche Ventil 0 verschliefst denselben ja bei einem aufwärtssteigenden Luftstrom. Es entsteht also hier ein Luftbuffer, welcher verhindert, dafs der Kolben an die Cylinderwand anstöfst.

Kurz vor Ende des Hubes des Kolbens bewegt sich auch der Schieber, d. h. die Stange d mit den zwei Kolbenpaaren k k^x in derselben Richtung wie der Kolben, so dafs er dann die umgekehrte Stellung hat, als die Zeichnung zeigt; N ist dann Einlafs- und M Auslafskanal und es findet natürlich dasselbe statt wie oben.

Die Bewegung des Schiebers geschieht infolge von folgenden Anordnungen, Fig. 5, 11, 12 und 17: In der den Cylinder vom Schieberkasten trennenden Wand befinden sich die geraden Kanäle t und t^x, sie vermitteln die Verbindung des Schieberkastens mit der Rinne /, so dafs also comprimirte Luft von ZT¹ durch den Schieberkasten nach / dringen kann, falls dieselbe gerade vor einem der Kanäle t oder t^x steht; ferner vermitteln die zuerst den Kanälen t parallel und sich dann längs des Cylinders hinziehenden Kanäle r und r^x die Verbindung von der Rinne / nach den Stirnseiten des Schiebers. Die Mündungen von r und t bezw. von r^x und t^x liegen, wie die Grundrisse, Fig. 11 und 12, zeigen, je auf einem Kreise, dessen Ebene senkrecht zur Cylinderaxe ist. Es folgt daraus, dafs, sobald die Rinne / in diesen Kreis zu stehen kommt, sie die Verbindung von r und t bezw. von r^x und t^x vermittelt. Die comprimirte Luft dringt also dann von der Mitte des Schieberkastens durch t nach / und dann durch r nach der hinteren Stirnseite des Schiebers bezw. durch t^x und / und r nach der vorderen Stirnseite. Im ersten Falle wird der Schieber nach vorn, im letzteren Falle nach hinten bewegt.

Fig. 5 zeigt den ersten Fall, d. h. die Rinne / vermittelt die Verbindung von t und r, die comprimirte Luft hat den Weg tlr gemacht und den Schieber vorwärts (nach links) geschoben.

Der Kolben ist im Begriff, seinen Rückwärtshub zu beginnen. Während des Hubes des Kolbens kann / weder zwischen r und t noch r^x und t^x Verbindungen vermitteln, erst am Ende des Hubes kommt / in die Linie r^x und t^x zu stehen, die comprimirte Luft kann aus dem Schieberkasten durch t^x I und r^x nach der Vorderseite des Schiebers dringen und denselben zurückdrängen, worauf der Kolben seinen Vorwärtshub beginnt u. s. f.

Der innere Raum des Schieberkastens zwischen k und k ist immer mit comprimirter Luft gefüllt, während die zwei Seitenräume zwischen den Kolbenpaaren k und k¹ immer mit den Auslafsöffnungen in Verbindung sind, also gewöhnliche Luft enthalten.

Durch die der Länge nach in der Schieberstange laufenden und die Stirnräume des Schieberkastens mit den Räumen zwischen den Kolbenpaaren, also mit den Auslafskanälen verbindenden Kanäle pp nimmt die vor dem Kolben k¹ eingeschlossene Luft ihren Abweg, bis das äufserste Ende der Schieberstange d in den Raum f^l der Deckel f eindringt, wodurch die Verbindung des Raumes vor k¹ mit den Auslafskanälen abgeschnitten ist; es entsteht dann in diesen Räumen, sowie in/¹ wie bei dem Hauptkolben ein Luftbuffer, welcher verhindert, dafs der Schieber an die Stirn des Schieberkastens anstöfst.

Damit in dem ringförmigen Raum hinter Z¹ keine schädliche Compression oder ein Vacuum entsteht bei der Bewegung des Kolbens, ist derselbe durch den Kanal P, Fig. ii, 12 und 9, mit dem Auslafskanal 0 in steter Verbindung; es befindet sich also in jenem Räume gewöhnliche Luft.

Es bleibt jetzt noch übrig, zu erklären, wie die Einrichtungen beschaffen sind, welche die nöthige Drehung des Bohrers nach jedem Schlage, damit derselbe stets neuen Angriff findet, bewirken, Fig. 2, 6, 7 und 10.

Das Sperrrad P hat nach vorn eine röhrenförmige Verlängerung, welche mit schrägen Schlitzen P¹ versehen ist und sich über den Hintertheil des Kolbenstangenkopfes / erstreckt; an letzterem sind nun Stifte q, welche in jenen Schlitzen laufen.

Der hintere Theil V der Sperrung wird durch zwei dem Bohrer parallel laufende Stifte SS (s. den Querschnitt Fig. 7) festgehalten; dieselben erstrecken sich von der Führung der Kolbenstange oder dem Cylinderdeckel nach vorn, und zwischen jene Führung und V sind die Spiralfedern SS eingeschaltet, welche V stets gegen P hindrücken. Die Zähne der Sperrräder haben ganz besondere Gestalt, wie Fig. 10 zeigt; sie sind im Stande, den Stofs auf die Maschine gut auszuhalten und doch eine sichere Sperrung und leichtes Zurückdrehen zu bewirken. Zwischen den sehr langen Zähnen sind rechteckige Einschnitte von etwa einem Drittel der Breite der Zähne.

Beim Rückhub des Kolbens findet die Drehung desselben statt, indem P von V gefangen ist, also mit diesem stillstehen mufs; gleitet also der Zapfen q an dem Kolben in den Führungen P¹ des stillstehenden P, so mufs der Kolben und auch der Bohrer nothwendig eine Drehung machen. Beim Vorwärtshub des Kolbens drängt das Sperrrad P die feste Sperre V zurück, letztere gleitet dabei auf ihren Führungen ,S und drückt die Federn S zusammen. P kann sich also frei drehen und bewirkt daher keine Drehung des Kolbens.

Durch diese Anordnungen ist vermieden, dafs der Stofs des Bohrers sich auf andere Theile der Maschine als den Kolben bemerkbar macht, indem die eigenthümlich construirten Zähne der Sperrung den Stofs besonders aufnehmen und die Federn .S verhindern, dafs der Stofs sich auf die Cylinderwandungen u. s. w. fortpflanzt.

Um das bei den Bohrmaschinen sehr störend wirkende Lockerwerden der Kolbenstangenführung zu verhindern, ist der Kolbenstangenkopf / von dem Ring W umgeben; dieser ragt mit einer Nase W¹ in eine der Länge nach in / geschnittene Rinne hinein, beim Hin- und Hergehen des Kolbens gleitet diese Nase W¹ in dieser Rinne. An der Drehung des Kolbens nimmt aber der Ring W Theil, er hat daher zu seiner Führung an seinem äufseren Umfange eine Rinne, in welche die Setzschraube W¹ hineinragt.

Claims (11)

Patent-Ansprüche:

1. Der aus zwei Hälften bestehende Bohrerhalter J, welcher durch Eindrängen in das kegelförmige Loch am Kopfe der Kolbenstange den Bohrer zwischen sich klemmt und durch die mit Rechts- und Linksgewinde versehene Mutter P mit der Kolbenstange I verbunden wird.

2. In dem Motor zum Bewegen des Bohrers mittelst Luft, Gas oder Dampf unter Druck, wobei sich Kolben und Schieber stets in derselben Richtung zusammen bewegen, die Kanäle MN mit den Seitenkanälen m m¹ bezw. nn¹ und den Platten (Ventilen) 00 in Verbindung mit dem Hauptkolben und der Schieberstange mit den Kolbenpaaren kh}.

3. In Verbindung mit dem Hauptkolben L L¹ und dem Schieber d mit den Kolbenpaaren k k¹, welche sich in einem besonderen Schieberkasten bewegen, die Kanäle tt¹ und r r¹, durch welche der Schieber bewegt wird, und zwar in derselben Richtung, in welcher sich der Kolben gerade bewegt.

4. In Verbindung mit dem Schieber d k k¹, welcher sich in einem besonderen Schieberkasten bewegt, die Einlafsöffnung ZT¹, die beiden Auslafskanäle Q und Q¹ und die Zu- und Ablafskanäle M und N von dem Schieberkasten nach dem Cylinder, wobei der Schieber so eingerichtet ist, dafs der Zulafs vom Schieberkasten nach dem Cylinder durch eine verhältnifsmäfsig kleine Oeffnung, hingegen der Ablafs vom Cylinder nach den Auslafskanälen durch die voll geöffneten Kanäle stattfindet.

5- An dem Kolben ZZ¹ die Rinne /, welche die Verbindung der Kanäle r t bezw. r¹ i¹ vermittelt und dadurch bewirkt, dafs sich der Schieber in derselben Richtung bewegt, wie der Kolben.

6. Die der Länge nach in der Schieberstange d laufenden Kanälchen Z/¹, durch welche die vor dem Schieber befindliche Luft etc. bei dessen Bewegung nach den Auslafskanälen entweichen kann.

7. Die Ausbohrungen f^x in den Schieberkastendeckeln f, in welche das Ende der Schieberstange hineintritt und dadurch die oben genannten Kanäle//¹ abschliefst, so dafs die in /^! und vor dem Kolben k¹ eingeschlossene Luft comprimirt wird und ein Luftbuffer entsteht, derart, dafs der

, Schieber niemals an die Stirn des Schieberkastens anstofsen kann.

8. Die plattenförmigen Ventile ο in den Seitenkanälen mm¹ und nn¹, welche sich in der Mitte verjüngen und auf den Ansätzen χ χ aufsitzen, derart, dafs für einen von oben kommenden Luft- etc. Strom das Ventil den Durchgang offen hält, hingegen bei einem von unten kommenden Strom der Kanal durch das Ventil geschlossen wird.

9. An dem Schieber die Anordnung, dafs der zwischen den inneren Kolben K befindliche Raum immer mit comprimirter Luft etc. gefüllt ist, hingegen die zwischen den Kolbenpaaren k und k¹ befindlichen Räume immer mit den Auslafskanälen Q und Q¹ communiciren.

10. Das zweitheilige Sperrrad V, dem die vom Cylinderdeckel abstehenden Zapfen S S zur Führung dienen, während zwischen den Cylinderdeckel und V die Spiralfedern 5,S eingeschaltet sind, damit V stets gegen das gegenüberstehende Sperrrad P gedrückt wird.

11. Der den Kolbenstangenkopf / umgebende Ring W, woran die Nase W¹, welche in einer Längsrinne in / gleitet, wobei die Führung des Ringes W durch die in einer Rinne auf dem Umfang von W gleitende

■ Setzschraube W² bewirkt wird, behufs sicherer Führung der Kolbenstange bezw. des Bohrers.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.