DE2722297A1

DE2722297A1 - Schlagend arbeitende reversierbare drucklufteinrichtung

Info

Publication number: DE2722297A1
Application number: DE19772722297
Authority: DE
Inventors: Konstantin S Gurkov; Vladimir V Klimaschko; Aleksandr D Kostylev; Vladimir D Plavskich; Boris N Smoljanizkij; Chaim B Tkatsch
Original assignee: Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR
Current assignee: Institut Gornogo dela Sibirskogo Otdelenia Akademii Nauk SSSR
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1979-02-15
Also published as: AT354942B; FR2399305A1; DE2722297B2; ATA349877A; DE2722297C3; FR2399305B1; US4121672A; GB1530857A

Description

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ZWEIBRÜCKENSTR. 15

OOOO MÜNCHEN 22

Institut gornowo dela P "9 2Λ'

sibirskowo otdeleni,ja "~. Xai

Akademii I^auk SoJH A-J-

SCHLAGEND AEBEITEHDE RETEHSIERBAEE DEUCKUJFTEINEICHTCMG

Sie Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Bautechnik und kann zum Vortrieb von kurzen Bohrlöchern in stabilen Boden bei grabenlosem Verlegen von unterirdischen Leitucgen sowie zum Einrammen von metallischen Rohren ins Erdreich und Herstellen von Ortpfählen verwende* werden.

Bekannt ist eine schlagend arbeitende reversierbare Drucklufteinrichtung ähnlicher Zweckbestimmung (Anmeldung in der BRD Nr. P 2356804), die ein vorn, in Richtung der Bohr· lochausbildung zugespitztes hohles zylindrisches Gehäuse enthält, in den ein Schlagkörper untergebracht ist, der hin- und herbewegbar angeordnet ist und Schläge in Richtung der Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung der Einrichtung ausüben kann* Der Schlagkörper bildet mit dem Gehäuse die vordere Arbeitskammer und weist an seiner hinteren Stirnseite einen zylindejfcföraigen Hohlraum auf, in den ein stufenförmiger

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Stutzen hl neingeführt wird, dadurch mit dem Schlagkörper die hintere Arbeitskammer der £1 ηrichtung bildet» Der vorerwähnte Stutzen besteht aus miteinander drehfest verbundenen Hülsen und ist im Gehäuse um seine Achse drehbar und in durch einen Fixator bestimmten Grenzen zur Reversierung der Bewegungsrichtung der Einrichtung axial verschiebbar angeordnet· Außerdem enthält die Einrichtung ein Seil, das mit einen Drehfixator verbunden ist· Während der Arbeit der Einrichtung liegt das Seil im Bohrloch zusammen mit dem Schlauch zur Druckluft zuführung zu der Einrichtung ^iir> ^Λ c.nel«-t immer auf der- Oberfläche.

Die Reversierung der Bewegungsrichtung der Einrichtung wird durcJ* die Lageänderung des Stutzens in bezug auf das Gehäuse erreicht. Hierzu muß die funktionierend· Einrichtung zum Stillstand gebracht werden, was durch Druckluftabschaltung bewerkstelligt wird, daa Seil angespannt, der stufenförmige Stutzen um 180° um seine Achse gedreht, wobei das Dreh moment über den Schlauch übertragen wird, der stufenförmige Stutzen durch Spannen des Schlauches in die hintere Endstellung (bis zum Anschlag) gebracht und dieser stufenförmige Stut zen in dieser Stellung durch Drehen desselben mit Hilfe des Schlauches um 180° in der rückwärtigen Richtung fixiert werden«

Die erneute Umschaltung der Einrichtung auf die Vorwärtsbewegung ist erst nach der Rückkehr derselben aus dem Bohrloch auf die Oberfläche möglich* Zum Umschalten der EIn-

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richtung auf die Vorwärtsbewegung müssen die vorstehend beschriebenen Operationen ausgeführt werden, aber dt dem Unterschied, daß die überführung des stufenförmigen Stutzens in die vordere Endstellung durch dessen unmittelbare Verschiebung erfolgt, da die zur Verstellung des Stutzens nadh vorn erforderliche Kraft nicht über den Schlauch übertragen werden kann· Die Kraft zur Verstellung des stufenförmigen Stutzens in die vordere Endstellung wird hierbei an das hintere Ende des Stutzens angelegt, das aus dem Gehäuse herausgeführt und nit dem Schlauch verbunden wird·

Zu den Nachteilen dieser Einrichtung gehörens unmögliche; Umschalten derselben von der Rückwärts- auf die Vorwärtsbewegung beim Befinden der Einrichtung im Bohrloch, unbequene Bedienung der Einrichtung wegen des in ihr neben dem Schlauch vorhandenen Seiles, die sich im Bohrloch während der Arbeit der Einrichtung miteinander verschlingen, sowie umständliche Reversierung ihrer Bewegungsrichtung infolge des vorhandenen Seiles und zweier Fixatorensysteme - ge^en Drehung des stufen· förmigen Stutzens um seine eigene Achse und gegen axiale Verschiebung desselben.

Bekannt sind ferner schlagend arbeitende reversierbare Drucklufteinrichtungen (Patent der USA Hr. 37^57* und SU-Urheberschein £r· 313454) ähnlicher Zweckbestimmung, die dadurch gekennzeichnet sind, daß ihr stufenförmiger Stutzen aus einer relativ zum Gehäuse unbeweglichen Hülse und einer beweglichen Hülse, die mit der unbeweglichen fluchtend und

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relativ zu dieser unter Drucklufteinwirkung verschiebbar angeordnet ist, sowie einer zwischen ihnen angeordneten Druckfeder besteht, die die Hülsen in axialer Richtung abfedert.

Die Reversierung der Bewegungsrichtung der Einrichtung erfolgt durch Druckänderung der der Einrichtung zugeführten Luft, was zur Änderung der auf die bewegliche Hülse einwirkenden Kraft, zur Verschiebung derselben in die vordere bzw. hintere Endstellung relativ zur unbeweglichen Hüls· und letzten Endes zur Änderung der Schlagrichtung führt«

Ein Nachteil dieser Einrichtung ist ungewollte Reversierung der Bewegungsrichtung bei zufällige» Ändern des Druckes der der Einrichtung zugeführten Luft»

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Machteile·

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, durch Änderung der Konstruktion des stufenförmigen Stutzens und dessen Fixfttoren eine solche schlagend arbeitende reversierbare Drucklufteinrichtung zu schaffen· die sich beim Befinden im Bohrloch von der Rückwärts- auf die Vorwärtsbewegung umschalten ließe, konstruktiv einfach sowie bequem im Betrieb und in der Bedienung und bei zufälligem Ändern des Druckes der der Einrichtung zugefuhrten Luft nicht reversierbar wäre. _du^

Die Au{j«UwirdJe1 ne schlagend arbeitende reversierbare Drucklufteinrichtung j die ein vorn, in Richtung der

Bohrlochausbildung zugespitztes hohles zylindrisches Gehäuse

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enthält, in dessen Innerem ein Schlagkörper koaxial angeordnet ist, der gegen Drehung um seine Achse fixiert, hin- und herverschiebbar angeordnet ist, so daß er in Richtung des vorderen und hinteren Endes des Gehäuses Schläge ausüben kann, mit dem Gehäuse die vordere Arbeitskammer bildet, an seiner hinteren Stirnseite einen zylinderförmigen Hohlraum mit mindestens einem durchgehenden radialen Kanal aufweist, der die vordere Arbeitskammer in regelmäßigen Abständen mit der Atmosphäre und diesem Hohlraum verbindet, in dem mit seiner größeren Stufe ein stufenförmiger Stutzen untergebracht ist, der mit dem Schlagkörper die hintere Arbeitskammer bildet, mit seiner kleineren Stufe im hinteren Ende des Gehäuses um seine Achse in von einem Fixator bestimmten Grenzen drehbar angeordnet ist, zur kontinuierlichen Druckluftzuführung zur hinteren Arbeitskammer dient, den radialen Kanal im Schlagkörper periodisch überdeckt, wobei die vordere Arbeitskammer mit der hinteren Arbeitskammer in Verbindung gesetzt wird, und zur ^Reversierung der Bewegungsrichtung der Einrichtung dient erfindungsgemäß die größere Stutzenstufe an ihrer vorderen Stirnseite mindestens eine Aussparung, an

vielst

ihrer hinteren Stirnseite aber einen Torsprung auf, der sich gegenüber der Aussparung befindet, wobei Längen von Aussparung und Torsprung so gewählt sind, daß bei ihrer Lage i gegenüber dem radialen Kanal im Schlagkörper das Auslassen j der Luft aus der vorderen Arbeitskammer bei einer solchen Stellung des Schlagkörpers erfolgt, die das Ausüben eines

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Schlages gegen das hintere Lnde des Gehäuses gewährleistet, während das Einlaseen der Druckluft in die vordere Arbeitskammer bei einer solchen Stellung des bchlagjförpers erfolgt, die das Abbremsen seiner Bewegung gewährleistet, das einen Schlag gegen das vordere Ende des Gehäuses ausschließt.

Aufgrund der vorliegenden Erfindung ist eine solche schlagend arbeitende reversierbare DrucJdufteinrichtung geschaffen, die ihre Umschaltung von der Hückvr&rts- suf die Vorwärtsbewegung beim Befinden in Bohrloch ermöglicht, konstruktiv einfach sowie bequem in Betrieb und in der Bedienung und bei zufälligem Ändern des Druckes der der Einrichtung zugefuhrten Druckluft nicht reversierbar ist.

Ia folgenden wird die Erfindung anhaici eines Ausführungsbeispriels unter'Bi Jug auf die.

Zeichnungen erläutert; £s zeigt:

Fig. 1 Eine trUndungScjcrnafoe. schlagend ·χν be it end β reversierbare Druckluf t einrichtung, Ui der sich der Schlagkörper in der vorderen Endstellung, der Stutzen aber in einer Stellung befindet, die der Vorwärtsbewegung der Einrichtung entspricht (Ib Längsschnitt);

ölen

Pig· 2 - Abwicklung von^zylindrischen Oberflächen von Schlagkörper und Stutzen, die einen Durchmesser ^HD" besitzen und in Fig. 1 abgebildet sind· In der Abwicklung 1st die gegenseitige Lage der Aussparung und des VorSprunges an der größeren Stutzenstufe sowie des radialen Kanals Im Schlagkörper erkennbar, die Fig. 1 entspricht;

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Fig. 3 -Aufsicht nach Pfeil "B" von Fig. 1, die die Lage von Fixieranschlägen an der Mutter und des 7or3prunges am Stutzen bei der Vorwärtsbewegung der Einrichtung zeigt

Fig· 4 - Eine trf»ndun^s^emäp>c, schlagend arbei tende reversierbaxe Druckluf teinrichtung, ^o dor sich der Schlagkörper in der hinteren Endstellung, der Stutzen aber in einer Stellung befindet, die der Bückwärt 3be.vegung der

Einrichtung entspricht (in Längsschnitt);

atm Fig· 5 - Abwicklung von[zylindrischen Oberflächen von

Schlagkörper und Stutzen, die einen Durchmesser ¹¹D" besitzen und in Fig· 4- abgebildet sind· In der Abwicklung ist die gegenseitige Lage der Aussparung und des Vorsprunges an der größeren Stutzenstufe sowie des radialen Kanals in ßchlagkörper erkennbar, die Pig. 4 entspricht;

Fig. 6 - Ansicht nach Pfeil ^MC" von Fig. 4, die die Lage von Fixieranschlägen an der Mutter und des Vorsprunges am Stutzen bei der Rückwärtsbewegung der Einrichtung zeigt;

Fig. 7 - Schnitt nach der Linie TII-TII von Fig. 1.

Die in Fig· 1 -7 dargestellte Einrichtung enthält ein vorn, in Sichtung der Bohrlochausbildung zugespitztes hohles zylindrisches Gehäuse 1, in den hin— und herverschiebbar zum Ausüben von Schlägen in dichtung der Torwarts- bzw· Rückwärtsbewegung der Einrichtung ein Schlagkörper 2 angeordnet ist, der an seiner hinteren Stirnseite einen zylinderförmigen Hohlraum aufweist, in den nit seinem vorderen Ende ein

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Stutzen 4 hineingeführt wird, der mit dem Schlagkörper dis

3 hintere Arbeitskammer^der Einrichtung bildet· Mit seinen hinteren Ende ist der Stutzen 4 achsgleich zum Gehäuse angebracht und ist um seine Achse in einer Mutter 5 drehbar angeordnet, die nut dem Gehäuse 1 starr verbunden ist· An das hintere Ende des Stutzens 4 ist ein Schlauch 6 zur Zruckluftzuführung zu der Einrichtung angeschlossen, Die Drehung de3 Stutzens 4 um seine Achse ist durch einen Vorsprung 7 am Stutzen 4- und Vorsprünge 8 und 8a an der Mutter 5 begrenzt» Der Schlaglcörper 2 ist gegen Drehung us seine Längsachse mittels eines Stiftes 9 fixiert, der im Gehäuse 1 befestigt ist und in eine Längsnut 10 des Schlagkörpers 2 (Fig. 7) hineinragt«

Die Innenfläche des Gehäuses 1 und die außenfläche des Schlagkörpers 2 bilden die vordere ArbeitsksEaaer 11 der Einrichtung, die mit der hinteren Arbeitekanrer 3 über einen radialen Kanal 12 des Schlagkörpers 2 periodisch in Verbindung gesetzt wird. In der Mutter 5 sind Längskanäle 13 zum periodischen Auslassen der Luft in die Atmosphäre aus der vorderen Arbeitskammer 11 der Einrichtung ausgeführt.

Die größere Stufe 4a des Stutzens 4 weist an ihrer vorderen Stirnseite eine Aussparung 14, an ihrer hinteren Stirnseite aber einen Vorsprung 15 auf, der sich gegenüber der Aussparung 14 befindet·

Die gegenseitige Lage der Einzelteile der Einrichtung,

die die Vorwärtsbewegung derselben gewährleistet, ist in {

Pig· 1 bis 3 gezeigt. Der Vorsprung 7 (Fig. 3) des Stutzens i

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4 steht mit dem Anschlag O der Mutter in Berührung· Der radiale Kanal 12 ist in bezug auf die Aussparung 14 und den Vorsprung 15 längs einer Kreislinie versetzt.

Bei der Vorwärtsbewegung arbeitet die Einrichtung fol— genderweise. Die Druckluft gelangt von ein^r liruckluftquelle (nicht abgebildet) über den Schlauch 6 (^ig· Ό und. den axialen Kanal 16 des Stutzens 4 in die hintere Arbeitskammer 3, aus der sie über den radialen Kar.al 12 des Schlagkörpers 2 in die vordere Arbeitskammer 11 einströmt. Ler Schlagkörper 2 fängt an, sich aus seiner vorderen Saistellung, die in Pig· 1 dargestellt ist, rückwärts (in Fig. 1 iiach rechts) zu verschieben, da bei gleichem Druck in den Arbeitskas^ern 11 und 3 die auf den üchlagkörper 2 seitens der Kauter 11 eir.· wirkende Kraft größer als die auf den bchlagkörper 2 seitens der Kammer 3 einwirkende Kraft ist, und zwar dadurch, daß die Arbeitsfläche des Schlagkörpers größer ist. Hachdec. der Kanal 12 des Schlagkörpers vom Stutzen 4 überdeckt und die Druckluftzuführung zur vorderen Arbeitskammer 11 unterbrochen worden ist, setzt der Schlagkörper 2 seine Rückwärtsbewegung unter der Einwirkung der entspannten Luft in der vorderen Arbeitskammer 11 fort. Bei weiterer Rückwärtsbewegung des Schlagkörpers 2 passiert sein Kanal 12 die hintere Stirnkante der größeren Stufe 4a des Stutzens 4 und nimmt die Stellung (12a) ein, die in Fig. 2 durch die Punktlinie angedeutet ist. Die Luft strömt aus der vorderen Arbeitskammer 11 über den radialen Kanal (12a) des Schlagkörpers 2 und die

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Kanäle 13 der Mutter 5 in die Atmosphäre «us· Der SchlagkSr-I>er 2 bleibt unter der Einwirkung einer Kraft stehen, die durch den Luftdruck in der hinteren Arbeitskammer 2 erzeugt wird, die mit der Druckluftquelle in ständiger Verbindung steht» vollzieht danach seine Vorwärtsbewegung (in Fig. 4 nach links), und übt einen Schlag auf das Gehäuse 1 aus (diese Stellung des Schlagkörpers ist in Fig. 1 gezeigt)« Dann wiederholt sich der Zyklus·

Unter der Einwirkung dieser Schläge dringt das Gehäuse 1 ins Erdreich hinein, wobei es dieses verdichtet und ein Bohrloch mit glatten verdichteten Wänden bildet· Diese Verschiebung des Gehäuseβ entspricht seiner Vorwärtsbewegung,

Die Buckwärtsverschiebung des Gehäuses unter der Einwirkung von reaktiven Kräften, die bei der "hin- and Vergelten-

den Bewegung de3 Schlagkörpers entstehen, ist durch Reibungskräfte zwischen der Außenfläche des Gehäuses 1 und den Ϊτ3· reich verhindert·

Bei der Herstellung von vertikalen (blinden) Boorlo'cliern bein Auf treffen, der Einrichtung auf ein Hindernis (grSSere Steine), bei unzulässiger Bohrlochabweichung oder zur Abtrennung derEinrichtung vom einzuräumenden Bohr wird die Beversierung ihrer Bewegungsrichtung vorgenommen·

Zur Reversierung der Bewegungsrichtung muß die Einrieb tung zum Stehen gebracht werden, was durch Druckluf tabscnaltung erreicht wird, der Schlauch ven der Druckluftquell«

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OFUGINAL INSPECTED

getrennt und derart gedreht werden, daß der mit ihm starr verbundene Stutzen 4 durchgedreht und über seinen Vorsprung 7 (*"ig· 6) «lit dem Anschlag 8a an der !Cutter 5 ia Zucainnenwirlcung treten würde. Hierbei dreht sich die größere Stufe 4a des Stutzens 4 um ihre Achse und relativ zum radialen Kanal 12 des Schlagkörpers 2 auf solche fteise, wie es in i'ig. 5 dargestellt ist. Hierbei nimmt der stufenförmige Stutzen 4 relativ zum Schlagkörper 2 so eine Stellung ein, daß gegenüber dem Kanal 12 der Vorsprung 15 der hinteren Stirnseite und die Aussparung 14 der vorderen Stirnseite der größe ren Stufe 4a des Stutzens 4 zu liegen komxen. Dies führt zu einem zeitigeren Einlassen der Druckluft in die vordere Arbeitskammer 11« und der Schlagkörper wird dann durch den Luftdruck in dieser Kammer gebremst, ohne einen Schlag auf das Gehäuse abzugeben« Bei der Bewegung des Schlagkörper3 in Richtung der Mutter 5 erfolgt das Auslassen der Luft aus der Kammer 11 mit einer Verspätung, da hierbei der Kanal 12 des Schlagkörperβ 2 nicht durch die hintere Stirnkante der größeren Stufe 4a, wie es bei der Vorwärtsbewegung der Einrichtung war, sondern durch die Stirnkante des VorSprunges 15 geöffnet wird. Dies führt zur Verlängerung der Schlagkörperbewegung in Richtung nach der Mutter 5« wodurch der Schlagkörper einen Schlag auf die Mutter 5 (i'ig· 4) alt seiner hinteren Stirnseite ausübt*

Unter der Einwirkung dieser Schläge ^J die Einrichtung aus dem Bohrloch heraus, indem sie eine Rückwärtsbewegung ausführt.

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Claims

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PATENTANSPRUCH

Schlagend arbeitende reversierbare Drucklufteinrichtung, die ein vorn, in Richtung der Eohrlochausbildung zugespitztes hohles zylindrisches Gehäuse enthält, in dessen Innerem koaxial ein Schlagkörper angeordnet ist, der gegen Drehung

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ma seine Achse arretiert^ hin— und hervers ihiebbar angeordnet ist und Schläge in !Lichtung des vorderen und hinteren Endes des Gehäuses ausüben kann, zait dea Gehäuse die vordere Arbeitskammer bildet, an seiner hinteren Stirnseite einen zylinderförmigen Hohlraum mit mindestens einer durchgehenden radialen Kanal besitzt, der die vordere arbeitskammer in regelmäßigen Abständen mit der Atmosphäre und discen Hohlraum verbindet, in dem mit seiner größeren Stufe ein stufenförmiger Stutzen angeordnet ist, der mit dem Schlag körper die hintere Arbeitskammer bildet, mit seiner kleineren Stufe im hinteren Ende des Gehäuses um seine Achse in von einem Fixator bestimmten Grenzen drehbar angeordnet ist, zur kontinuierlichen Druckluft zuführung zur hinteren Arbeitskammer dient, den radialen Kanal des>chlagkörpers periodisch öffnet, wodurch die vordere Arbeitskammer mit der hinteren Arbeitskammer in Verbindung gesetzt wird, und zur Bßversierung der Bewegungsrichtung der Einrichtung dient, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Stufe (4a) des. Stutzens (4) an ihrer vorderen Stirnseite mindestens eine Aussparung (14) an ihrer hinteren Stirnseite einen Torsprung (15) aufweist, der

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gegenüber der Aussparung (14) an««>»*ln*f isf wobei j Längen 909807/0005

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Aes, aar Aussparung (14) und_Vorsprungi(15) so gewählt sind, daß

bei ihrer Lage gegenüber dem radialen Kanal (12) des Schlag« korpers (2) das Auslassen der luft aus der vorderen Arbeitskammer (11) bei einer solchen Stellung des ochlagkörpers (2) erfolgt, die das Ausüben eines Schlages auf das hintere Ende des Gehäuses (1) gewährleistet, wahrend das Einlassen der Druckluft in die vordere Arbeitskamner (11) bsi einer solchen Stellung des Schlagkörpers (2) erfolgt, die das Abbremsen seiner Bewegung gewährleistet uncf einen Schlag auf das vordere Ende des Gehäuses (1) ausschließt·

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