<Desc/Clms Page number 1>
HydraulischeKraftübertragungsanlage.
Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulische Kraftübertragungsanlage mit einem durch die übertragene Kraft hin und her zu bewegenden Teil, als welcher z. B. die Bohrstange eines Gesteinsbohrers oder der Stempel eines Niethammers dienen kann.
Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zur tbertragung von Energie bekannt, gemäss welchen periodische Druckänderungen erzeugt werden, die periodische Druck- und Volumsänderungen längs einer durch hydraulische Kraftspeicher unterteilten Flüssigkeitssäule erzeugen, so dass die Energie durch
EMI1.1
keitssäule übertragen wird.
Gemäss der Erfindung werden die Kraftspeicher mit einen hin und her zu bewegenden Kolben od. dgl. ausgerüstet, der durch elastische Mittel wie Federn od. dgl. in einer Mittellage gehalten wird, wobei die elastischen Mittel so bemessen sind, dass die eigene Schwingungszahl des Kolbens gleich der Schwingungszahl der periodischen Druck-und Volumsänderung ist, welche in der die Flüssigkeitssäule einschliessenden Ubertragungsleitung auftritt. Dieser Kraftspeicher kann auch einen Teil des anzutreibenden Werkzeuges bilden.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, u. zw. für den Betrieb eines Hammers und einer Pumpe. Fig. 2 zeigt einen an die Anlage anschliessbaren Gesteinsbohrer und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 2.
EMI1.2
tätigt wird. Die Pumpenwelle wird durch einen kleinen, in der Zeichnung nicht dargestellten Elektromotor angetrieben. Die Pumpenkammer d ist durch ein Rohr f mit einem Kraftspeicher e verbunden.
Letzterer ist mit einem federbelasteten Ventil g versehen, das die Verbindung zwischen der Kammer h des Kraftspeichers und einem ungefähr 10 kg pro crn2 betragenden Druck stehenden Ölbehälter, der bei k angeschlossen wird, abschliesst. Der Kraftspeicher ist symmetrisch ausgeführt und mit einem verschiebbaren Kolben i ! versehen, der an beiden Seiten eine Verlängerung m mit einer Tragfläche M am äussersten Ende hat. Jede Tragfläche n vermag den Einlass von dem Ventil g bzw. o zu der Kammer h bzw. p abzuschliessen. Öffnungen q sind vorgesehen, um das Auftreten von übermässigem Druck in den geschlossenen Enden des Kraftspeichers zu verhindern.
Die Kammer p steht durch das Ventil o mit einem unter einem Druck von ungefähr 10 kg pro ce stehenden Wasserbehälter in Verbindung. Dieser 01-bzw. Wasserbehälter ersetzt im Falle einer TTndichtheit den 01-bzw. Wasserverlust durch Öffnen der Ventile g bzw. o.
Der Auslass s des Kraftspeichers steht mit einer Rohrleitung t in Verbindung, durch welche die Kraft zu einem Niethammer 20 und einer Pumpe 40 übertragen wird, wo sie nutzbar gemacht wird. Der geschlossene Raum zwischen dem Pumpenkolben bund. dem Kolben l des Kraftspeichers ist mit Öl, die Leitung t mit Wasser gefüllt. Nahe dem Kraftspeicher e ist ein Kessel I angeordnet, der durch einen Hahn 2 mit der Rohrleitung t verbunden ist. Oben am Kessel 1 ist eine auslassöffnung 3 vorgesehen, die durch einen Hahn 4 geschlossen ist.
An die Rohrleitung t ist unter Vermittlung eines Abzweigrohres 35 und eines Abschlussventils 52 eine Pumpe 40 mit dem Betätigungskolben 42 und dem Arbeitskolben 41 und unter Vermittlung eines Abzweigrohres 19 und eines Abschlussventiles 51 ein Niethammer 20 mit Kolben 25, Anschlagstück 26 und Hammerkopf. 30 angeschlossen. Es ist angenommen, dass die zu dem Niethammer führende Rohrleitung eine Länge hat, die einer halben Wellenlänge oder einer Mehrzahl von halben
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
eingeschaltet sind.
. Jeder Kraftspeicher 11 besteht aus einer Kammer, in der ein frei beweglicher Kolben 12 arbeitet, der durch Fedein 7J in einer mittleren Lage gehalten ist. Die den Kolben zentral durchsetzende Stange 14 besitzt zwei dickere Teile 15. die dazu dienen, eine Öffnung 16 im Kolben 12 abzuschliessen. wenn dieser sich aus seiner Mittelstellung nach der einen oder andern Seite bewegt.
Der Einlass der Kraftspeicher
EMI2.2
Hochdruckrohr. DieFedern 1J sind so bemessen, dass sie der Flussigkeitssäule zwischen dem Abzweigungs- punkt der Zweigleitung 19 von der Hauptleitung t und dem angeschlossenen Werkzeug eine solehe zusätz- liche Elastizität geben. dass die Länge der Zweigleitung einer halben Wellenlänge oder einem Mehrfachen derselben äquivalent wird.
Beim Betrieb der Anlage wird der Hahn'2 zum Kessel 1 geöffnet und das ganze Rohrleitungs-
EMI2.3
nachgefüllt. Die Wirkung ist sodann die. dass beim Druckhub des Pumpenkolbens b sich der Kolben. des Kraftspeichers e nach rechts bewegt und das Wasser zusammenpresst. Infolge der (wenn auch geringen) Zusammendrückbarkeit des Wassers tritt eine Änderung in dem Volumen des Wassers ein und wandert eine Kompressionswelle vom Kraftspeicher e längs der Rohrleitung t. Gleichzeitig tritt eine Zunahme der mittleren Spannung im Kessel l ein. Durch den Betrieb der Pumpe a wird jedes Flüssigkeitspartikelchen in der Rohrleitung t aus einer Mittellage in eine hin und her gehende Bewegung versetzt.
Die Flüssigkeitsmasse bewegt-sich jedoch nicht als Ganzes hin und her, sondern es wird eine Reihe periodischer Druckund Volumsänderungen in Form von Wellen längs der Rohrleitung wandern. Diese Druck-und Volums- änderungen pflanzen sieh in der Flüssigkeitssäule annähernd mit der-in der Flüssigkeit vorhandenen Schallgeschwindigkeit fort. Macht die Pumpe a z. B, 500 Touren in der Minute, so wird die Länge der in der Flüssigkeitssäule erzeugten Wellen rund 171 M ! betragen. Soll eine Vorrichtung mit einem hin und her
EMI2.4
pumpe ss betätigt werden. so kann eine solche Vorrichtung, wenn sie geeignet gebaut ist. unmittelbar an die Leitung angeschlossen werden.
Wenn jedoch die Entfernung von der Generatorpumpe a zur Vorrichtung von der Wellenlänge oder von einem Mehrfachen der halben Wellenlänge wesentlich abweicht, wie dies bei dem Niethammer 20 der Fall ist. dann werden die Kraftspeicher 11 benutzt, weil sie die Wirkung haben, die Trägheitswirkung desjenigen Teiles der Flüssigkeitssäule, um den die Länge der ganzen Flüssigkeitssäule die halbe Wellenlänge oder das Mehrfache der halben Wellenlänge übertrifft, aufzuheben.
Die Kraftspeicher 11 haben den weiteren Vorteil, dass beim Auftreten eines Leckes an der einen oder andern Seite der mittlere Druck auf dieser Seite abnehmen wird, so dass der bewegliche Kolben 12 sich um eine mittlere Stellung hin und her bewegen wird. welche aus der Mitte der Kammer 11 gedrückt ist. Die Folge hievon ist, dass die ringförmige Öffnung 16 geschlossen wird und das Rohrleitungsstück mit dem Leck abgeschaltet wird, so dass an andere Rohrleitungsstücke angeschlossene Vorrichtungen nicht in Mitleidenschaft gezogen werden.
Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Gesteinsbohrer findet das Wasser aus der erwähnten Leitung f bei 60 Zutritt und verursacht Pulsationen in seinem Zylinder 62. Der Arbeitskolben 6. 3 ist mit einer mit steilem Gewinde versehenen Verlängerung 64 fest verbunden, welche mit einem Schaltwerk 65,66 arbeitet. Der Teil 65 besitzt eine mit Muttergewinde versehene Büchse und Schaltzähne 67, welche mit ähnlichen Zähnen am Teil 66 in Eingriff stehen. Der Teil 66 kann sich in der Längsrichtung bewegen.
EMI2.5
werkes gegen den Teil 65. Durch die Form der Schaltzähne wird bewirkt, dass sich der Kolben nur bei der Aufwärtsbewegung dreht, um die Bohrerspitze zu drehen.
Der-Kolben 63 ist mit der Stange 70 verbunden, die in der Büchse 71 gleitet und den Bohrkopf 72 mit der Bohrerspitze 73 trägt. Kolben, Kolbenstange und Bohrerspitze besitzen eine Längsbohrung 7 die in eine Querbohrung 7. 5 und schliesslieh in eine ringförmige Rille 76 endigt. Im unteren Teil des Bohrers ist eine starke Feder 78 vorgesehen,
EMI2.6
stärker als die Feder 82, um die Rückbewegung des Kolbens während des Arbeitens zu bewirken.
Die Wirkungsweise des Bohrers ist folgende : Die Flüssigkeitswellen treten durch die Leitung 60 ein und übermitteln ihre Bewegung auf die Kolbenstange und Bohrerspitze, wobei die Trägheit dieser Teile in vorteilhafter Weise durch den Kraftspeicher 81, 82, 80 ausgeglichen wird. Das Bohren des Gesteins wird durch die auf die Bohrerspitze Z3 ilbertragene, schlagende Bewegung und die Drehbewegung durch das Schaltwerk 65, 66 bewirkt. Zwischen dem Kolben 63 und der Zylinderwand 77 ist genügend
<Desc/Clms Page number 3>
Spiel belassen, um zu ermöglichen, dass aus dem Zylinder 62 Wasser in den ringförmigen Raum 76 gelangt, von dem es durch den Kanal 74 gegen das Ende der Bohrerspitze gelangen kann.
Es kann eine Anzahl Gesteinsbohrer durch Abzweigröhren in passenden Entfernungen längs der Rohrleitung t betrieben werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Kraftübertragungsa. nlage mittels periodischer Flüssigkeitswellen, die in einer durch hydraulische Kraftspeicher unterteilten Rohrleitungen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet. dass die Kraftspeicher (11) je einen hin und her zu bewegenden, durch elastische Mittel, wie Federn od. dgl. (13) in einer Mittellage gehaltenen Kolben od. dgl. (12) haben, wobei die elastischen Mittel (13) so bemessen sind, dass die eigene Schwingungszahl des hin und her zu bewegenden Teiles (12) gleich der
Schwingungszahl der periodischen Druck-und Volumsänderungen ist, welche in einer die Flüssigkeitssäule einschliessenden Übertragungsleitung (t) auftritt.