DE2834388A1 - Schlagbohrwerkzeug - Google Patents
SchlagbohrwerkzeugInfo
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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- E21B7/24—Drilling using vibrating or oscillating means, e.g. out-of-balance masses
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Description
Dipl.-Ing Wilprid BAECK
PATKN'l ANWALT 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003
- C 111 -
COMPAGNIE FRANCAISE DES PETROLES
5, rue Michel-Ange,
75781 Paris Cedex 16 / Frankreich
Schlagbohrwerkzeug
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug, insbesondere
für Tiefbohrungen, das mit einer Schlagvorrichtung ausgerüstet ist, um die Vortriebsgeschwindigkeit durch Gesteinsschichten
zu erhöhen·
Rotierend angetriebene Bohrwerkzeuge mit gleichzeitiger
Schlagwirkung sind bekannt. Solche Werkzeuge haben einen guten Wirkungsgrad und lassen sich ohne Schwierigkeit herstellen,
sofern das Werkzeug und das Bohrloch kleine Abmessungen besitzen. Der Antrieb bzw. die Betätigung dieser
Werkzeuge erfolgt mit bekannten Hilfsmitteln, wobei als
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Antriebsmittel ein unter Druck stehendes Strömungsmittel dient, dessen Zuführung durch Schieber gesteuert wird,
durch die das wiederholte Öffnen und Schließen der Kanäle für das Strömungsmedium daher sichergestellt wird,
über das insbesondere die hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens betätigt wird.
Indessen ergeben sich bei der Betätigung eines Bohrwerkzeuges, selbst in geringer Bohrungstiefe, mit Hilfe
der Bohrflüssigkeit und der bekannten Steuertechniken große Schwierigkelten, die insbesondere aus den auftretenden
Drücken und dem Erfordernis resultieren, daß die Schieber oder andere Steuereinrichtungen auch bei
hoher Taktfolge der Bewegungen wirksam und dauerhaft abgedichtet sein müssen.
Um derartige Schwierigkeiten zu beseitigen, hat man bereits vorgeschlagen, den Schlagvorgang durch die Übertragung
von Schwingungen auf das Bohrwerkzeug zu ersetzen, um dadurch die den bekannten Techniken von vornherein
innewohnenden Probleme auszuschalten. Die Vortriebsbzw. Eindringwirkung des Bohrwerkzeuges in Gesteinsschichten
läßt sich jedoch nur bei einer ganz bestimmten Betriebsweise erzielen und gewährleistet dennoch keinen
günstigen Wirkungsgrad, der größtenteils abhängig ist von dem Intervall der Schlagpunkte eines Elementes des
Werkzeuges auf das Gestein.
Bei einem bekannten rotierend angetriebenen Bohrwerkzeug, das gleichzeitig Schwingungen unterworfen wird, gelangt
die Bohr- oder Spülflüssigkeit periodisch mit Hilfe eines Flüssigkeitsoszillators in eine Kammer, die zwei
Massen unterteilt, die an ihren Umfangen mittels eines
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c in - *r-
elastischen Zylinders verbunden sind. Der mittels des Oszillators bewirkte Resonanzeingang dieser Massen
überträgt auf das mit einer der Massen verbundene Werkzeug Schwingungen, die den Vortrieb des Werkzeuges
begünstigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rotierend angetriebenes und mit Schlagwirkung arbeitendes Bohrwerkzeug
anzugeben, das unabhängig von seiner Größe und von der Tiefe der Bohrung hinsichtlich seiner
Schlagwirkung oder Schlagfrequenz wirksam gesteuert werden kann. Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck vorgeschlagen,
daß die Schlagwirkung durch eine Masse sichergestellt wird, die auf ein mit dem Werkzeug
verbundenes Anschlagglied oder Amboß einwirkt, und zwar unter der direkten Wirkung der Spülflüssigkeit,
die über ein Flüssigkeitssteuerelement auf die Oberfläche der Schlagmasse übertragen wird.
Auf diese Weise wird im Gegensatz zu den bekannten Techniken und unabhängig von dem Aufbau und der Art
des Werkzeuges, seinen Abmessungen und der Tiefe der Bohrung eine wirksame Steuerung und Betätigung der
Schlagmasse sichergestellt, da der Druck der Spülflüssigkeit auf ihre gesamte Oberfläche wirkt, ohne
daß man Abdichtungen zwischen der Masse und dem sie umgebenden Zylinder vorzusehen braucht.
Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug wird dadurch weitergebildet,
daß das Flüssigkeitssteuerelement zum Zurückbringen der Masse in ihre AUSGANGSstellung dadurch
angetrieben wird, daß der Ablaufkanal des Flüssigkeitssteuerelementes versetzt wird, sobald die Masse auf
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dem Anschlagglied oder Amboß angehalten wird.
Auf diese Weise erhält man eine genaue Steuerung der Schlagwirkung sowie die Möglichkeit, den erwünschten
Leistungsgrad zu erzielen, indem man die Schlagfolge im Verhältnis zur Rotationsgeschwindigkeit des Werkzeuges
und zur Anzahl der am Werkzeug angeordneten Angriffselemente zum Zeitpunkt eines jeden Schlages
einstellt bzw. regelt. Da die Schlagfolge sich proportional zur Strömungsmenge der Spülflüssigkeit einstellt, kann
man nicht nur auf der Grundlage der Schlagwirkung, sondern auch durch Regelung der Schlagfolge in Abhängigkeit von
den Angriffspunkten einen höheren Wirkungsgrad als bei
bekannten Werkzeugen erreichen.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird die aus einer Düse kommende Spülflüssigkeit der Ausgangsöffnung
des ringförmigen Querschnittes oberhalb des Eingangs des Flüssigkeitssteuerelementes zugeführt,
wobei dieses Element mindestens eine erste konische Oberfläche aufweist, welche die Strömung längs dieser
Oberfläche stabilisiert, um die Strömung in Richtung
auf eine erste Oberfläche der Masse zu richten und zu stabilisieren, während eine zweite Oberfläche vorgesehen
ist, um die gegen die entgegengesetzte Oberfläche der Masse abgelenkte Strömung zu führen und zu richten,
wobei ein äußerer Weg oder Kanal auf einer der Oberflächen die Ablenkung der aus der Düse kommenden Strömung
bewirkt, während die Spülflüssigkeit durch Kanäle im Werkzeug abfließt. Somit ermöglicht die Spülflüssigkeit
eine genaue Kontrolle der Schlagwirkung und gewährleistet dabei gleichzeitig ihre eigentliche Funktion der Schmierung
und der Beseitigung dea Bohrkleins«
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C 111 -Jf-
ΛΛ
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß in dem Werkzeug die ersten und zweiten Oberflächen des Flüssigkeitssteuerelementes
konisch gestaltet sind, um dadurch die Strömungsstabilität zu verbessern, und zwar längs des Strömungsweges
zur Oberfläche der dem Werkzeug gegenüberliegenden Masse oder längs des Strömungsweges zu der Oberfläche der Hasse,
die gegen das Werkzeug gerichtet ist»
Da· Flüssigkeitssteuerelement kann darüber hinaus wenigstens einen Umlenkkanal aufweisen, mit dem die Strömung
von dem Ausgang der Zuführungsdüse gegen die eine oder andere der konischen Oberflächen gerichtet wird. Durch
diese Maßnahme kann man sowohl mit sehr niedrigen als auch mit sehr hohen Frequenzen arbeiten.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
eines Werkzeuges gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des oberen Abschnittes
des Werkzeuges und
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des unteren Abschnittes des Werkzeuges»
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des unteren Abschnittes des Werkzeuges»
Um die große Mannigfaltigkeit der Angriffsflächen von
Werkzeugen gemäß der Erfindung zu zeigen, ist oberhalb der Längsachse 30 ein Werkzeug 18 und darunter ein einfacher
Befestigungskonus dargestellt, die mittels eines mehr oder weniger langen Ringkörpers 20 miteinander verbunden sind,
der die Kommutator- oder Umschaltvorrichtung für die Spülflüssigkeitskreisläufe enthält, wobei die Spülflüssigkeit
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durch das Eingangsstück 20 zugeführt wird. Das Eingangsstück weist an seinem unteren Abschnitt eine Düse 3 auf,
welche die aus einer Ringnut 2 kommende Spülflüssigkeit verteilt. Der Aus^ng der Düse bildet einen zylindrischen
Ringkanal 21, der stromauf vom Eingang eines Flüssigkeitssteuerelementes endet, welches durch eine Ringöffnung 23
gebildet wird. Die Ringöffnung 23 ist abgegrenzt bzw. definiert durch den freien Raum zwischen den Enden des
konischen Abschnittes eines Innenelementes 10 und dem konischen Abschnitt eines das Element 10 umgebenden Bauteils
5. Die Ringöffnung 23 befindet sich in einem ausreichenden Abstand hinter dem Ausgang des zylindrischen
Rings 21, um eine Verbindung der in diesem Raum vorhandenen Strömung sowohl mit einer inneren Öffnung 26 herzustellen,
die in den Kanal 6 mündet, wobei diese Öffnung kreisförmig oder ringförmig sein kann, je nach dem, ob ein innerer
Dorn 4 vorgesehen ist oder nicht, und um andererseits eine Verbindung mit einer äußeren ringförmigen Öffnung 24
herzustellen, die zwischen den Enden der konischen Bauteile
8 und 5 vorgesehen ist. Der konische Raum 25 zwischen den Bauteilen 8 und 5 steht mit einem Raum 27
in Verbindung, der zwischen dem Bauteil 5 für die Führung der äußeren Strömung und einem Bauteil 7 für die Trennung
zwischen der inneren und äußeren Strömung gebildet ist, wobei diese Verbindung durch Öffnungen 9 in dem Bauteil 5
vorgesehen ist.
Der konische Abschnitt des Bauteils 7 umgibt den Bauteil f-ür die Führung der inneren Strömung, während sein zylindrischer
Abschnitt zur Führung der Schlagmasse 11 dient. Die Schlagmasse ist in Fig. 1 oberhalb der Längsachse 30 außer
Eingriff mit der Anschlagfläche eines Bauteils 10 dargestellt,
wobei eine Feder 13 die Masse 11 zurückstellt und sich einerseits auf einem Abschnitt eines Bauteils 12 in
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der Nähe von Durchgangsöffnungen 5 und andererseits auf
einem Ansatz 28 einer Stange 14 abstützt, die sich bis zum Boden der Masse 11 erstreckt. Unterhalb der Längsachse 30 ist die Masse 11 in Fig. 1 am Ende ihres Hubes
dargestellt, wo sie sich in Berührung mit dem Anschlagteil 12 befindet. Der Ringraum 27 steht mit dem Auslaßkanal 17 für die Spülflüssigkeit über Öffnungen 16 im
Bauteil 12 in Verbindung.
Die Ausbildung des Endabschnittes der ringförmigen Zuführungsdüse 21, des mittleren Durchlaßes 23, des
inneren Durchlasses 26 und des äußeren Durchlasses 24 bilden gemeinsam eine Kammer 22 für die Aufteilung der
Strömungen, die zwischen den konischen Führungsabschnitten 5 und 10 angeordnet ist, und zwar ein Flüssigkeitssteuerelement nach dem Koandareffekt, d.h. für eine Strömung,
die sich in stabilem Verhalten an wenigstens eine der konischen Oberflächen anheftet.
Diese Anordnung führt zu dem Vorteil, daßman auf die eine
oder andere der entgegengesetzten Oberflächen der Masse einen Schub richten kann, wenn das so aufgebaute Flüssigkeitssteuerelement geschaltet wird, um die Strömung auf
die erwünschte Oberfläche der Masse zu richten.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Flüssigkeitssteuerelement eine bistabile Arbeitsweise. Wenn die Masse
sich in der vom Amboß oder Anschlagteil entfernten Stellung befindet, ist die Feder nicht gespannt. Die aus der Ringdüse 21 kommende Spülflüssigkeit, die durch den Kanal
strömt, hat das Bestreben, zusätzlich zu der Abströmung über den Kanal 17 und den Kanal 15 bis zu den Öffnungen
anzusteigen in Richtung bis zur äußeren Öffnung 24, wie
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dies durch die Pfeile 31 (Fig. 2) dargestellt ist, so daß die zunächst stabile Strömung längs des Innenabschnittes
des konischen Bauteile 5 plötzlich in die Kammer 22 eindringt und entsprechend den Richtungspfeilen
32 längs des konischen Abschlußteils 10 weiterströmt. Diese Wirkung hat zur Folge, daß die
Masse 11 verschoben wird, die die Feder 13 zusammendrückt, während durch den Fortfall der Zirkulationsströmung längs den Pfeilen 31 die direkte Belastung
der Strömung aus der Austrittsdilse 21 unterdrückt wird. Diese Unterdrückung hat jedoch keine Konsequenz auf die
Stabilität der Strömung entlang den Richtungspfeilen 32
bzw. entlang der äußeren konischen Fläche des Abschlußteils 10 für die innere Strömungsführung, und zwar aufgrund
des Koandareffektes, Daraus ergibt sich, daß der
auf·die Masse 11 ausgeübte Druck oder Schub solange andauert, bis diese gegen die Anschlagfläche des Bauteils
anschlägt. Sodann wird die Strömung entlang den Richtungspfeilen 32 plötzlich angehalten, so daß der Kanal 6 des
Bauteils 10 eine plötzliche Beaufschlagung erfährt, damit
eine Strömung entlang dem Richtungspfeil 33 entsteht, welche
die Austrittsströmung aus der Düse 21 an der Stelle 26 beansprucht
und nach außen abdrängt, so daß nunmehr die Strömung längs der Pfeile 35 an der Innenfläche des konischen Absdttiittes
5 zur Führung der äußeren Strömung verläuft. Die Spülflüssigkeit strömt nun durch den Ringraum 27 und
die Kanäle 16 und 15, um die Schlagfläche der Masse 11 zu beaufschlagen, wie dies in FIg0 3 durch die Pfeile 34 angegeben
ist« Unter dieser Wirkung bewegt sich die Masse
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wieder nach oben, in Kombination mit der Rückstellkraft
der Feder 13 während die aus der Düse 21 kommende Spülflüssigkeit, die durch den Kanal 27 strömt, zusätzlich
zu der Strömung durch den' Kanal 17 das Bestreben hat,
wieder bis zu den Öffnungen 9 und bis zu der oberen Öffnung
24 anzusteigen, wie dies die Richtungspfeile 31 zeigen,
so daß die Strömung, die längs des konischen Abschnittes stabil war, plötzlich in die Kammer 22 eindringt und längs
der Richtungspfeile 32 entlang der konischen Trennwand
verläuft. Dies hat zur Wirkung, daß die Masse 11 wieder zurückgeschlagen wird und das Arbeitsspiel von neuem beginnt.
Indem man das bistabile Umsteuerelement in Abhängigkeit zu dem Kolben 11 setzt, ergibt sich eine stabile Schlagbewegung,
die sich leicht an die Art des jeweils verwendeten Werkzeuges und an die Drehgeschwindigkeit eines solchen Werkzeuges
anpassen läßt. Auf diese Weise kann mann den Wirkungsgrad bzw. die Leistung des Werkzeuges durch Anpassung der
Schlagfrequenz an den Abstand zweier benachbarter Angriffselemente des Werkzeuges und an die Rotationsgeschwindigkeit
erhöhen, wobei diese drei Einflußgrößen die Art des Angriffes
der zu durchbohrenden Oberfläche durch Schlagwirkung definieren. Da die Schlagfrequenz eine lineare Abhängigkeit von der
Durchströmungsmenge des Flüssigkeitssteuerelementes aufweist, erkennt man, daß durch die erfindungsgemäße Kombination
sehr leicht der beste Vortriebswirkungsgrad ermittelt werden kann. Die angewendeten Maßnahmen beseitigen darüber hinaus
die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten bei der Herstellung
der Abdichtung der Schieber für die Strömungsablenkungen bzw. -Steuerungen in den bekannten Systemen.
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Aufgrund der Tatsache, daß es ausreicht, das von der Düse 25 aus beaufschlagte Flüssigkeitssteuerelement
an die Schlagbewegungen der Masse 11 auf den Werkzeugkörper oder auf einen mit diesem verbundenen Amboß
zu kuppeln, um die gesamte oder einen Anteil der erwünschten Wirkung zu erreichen, ergibt sich von selbst, daß die
als Beispiel beschriebene Vorriditung verschiedene AusfUhrungsformen
annehmen kann.
Wenn die volumetrische Masse des Kolbens 11 verhältnismäßig klein ist, kann auf die Rückstellfeder 13 verzichtet
werden, so daß der Kolben unter der Wirkung der Strömung in Richtung des Pfeiles 34 einerseits und unter der
Schubwirkung der den Kolben vollständig umgebenden Spülflüssigkeit andererseits wieder nach oben befördert
wird α
Anstelle der Anwendung eines bistabilen Schaltelementes kann man auch ein monostabiles Element vorsehen; Wenn
die innere Strömung entlang dem Pfeil 32 stabil ist, wird die äußere Strömung 34 beispielsweise dadurch
instabil gemacht, daß man die konische Wandung 5 ändert. Die innere Strömung entlang dem Pfeil 32 bewegt die
Schlagmasse 11 in Richtung auf den Anschlag 12, die bei der Schlagwirkung die Strömung entlang dem Pfeil
schlagartig unterbricht. Daraus folgt eine plötzliche Druckerhöhung und eine Druckwelle, die bis zur Düse
ansteigt und wie zuvor die Strömung an der Außenwand des Bauteils 10 verlagert, so daß sie in Richtung des
Pfeiles 35 verläuft. Dadurch kann das Gewicht unter den kombinierten Wirkungen der Feder 13 und der Strömung
entlang dem Pfeil 34 wieder ansteigen bzw. nach oben gelangen. Da die äußere Strömung entlang dem Pfeil
instabil ist, legt sich die Strömung an die Oberfläche
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an, nachdem die Druckerhöhung abgeklungen ist und der Arbeitstakt von neuem beginnt. Der Kanal 25 ist somit
nicht erforderlich.
Man kann darüber hinaus unabhängig von dem im vorangehenden Absatz beschriebenen Maßnahmen den Strömungsverlauf 6 schließen, wobei ein plötzliches Schließen
des Strömungsweges 32 an der Stelle 12 zusammen mit der plötzlichen Druckerhöhung und der daraus entstehenden
Druckwelle genügenkann, um die Strömung von der äußeren Wand des Bauteils 10 zu entfernen. Die
Wirkung der Druckrückkehr an der Stelle 26 über den oben beschriebenen Strömungsverlauf 6 ist ein Hilfsmittel
für eine regulierte Funktion, ist jedoch nicht unerläßlich.
Darüberhinaus kann man den Schlagpunkt der Schlagmasse an die Angriffspunkte des Werkzeuges auf dem zu durchdringenden
Gestein annähern, indem man unter Abänderung des in Fig. 1 - 3 gezeigten Aufbaus einen die Stange
aufnehmenden Anschlagteil benutzt, der am Boden des Werkzeuges 18 oder am Anschlußkonus 19 befestigt ist.
Obwohl in diesem Fall die Schließung des Durchlaßes für die Strömung 32 unvollständig sein kann, so daß die Masse
11 nicht an der Anschlagfläche des Bauteils 12 zur Anlage
kommt, ist die sachgemäße Funktion des WErkzeuges dennoch sichergestellt, da die Umschaltung der aus der Ringdüse
austretenden Strömung vom Strömungsweg entlang den Pfeilen 32 auf den Strömungsweg entlang dem Pfeil 35 immer durch
die plötzliche Druckerhöhung hervorgerufen wird, die selbst
durch das unvollständige Schließen des Strömungsweges
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entlang den Pfeilen 32 sowie durch die Erhöhung des Belastungs- oder Schubverlustes entsteht, die sich
daraus ableitet.
Gemäß einer anderen Variante kann man an der Unterseite der Stange 14 der vorangehend beschriebenen und einen die
Stange 14 und nicht die Masse 11 aufnehmenden Anschlag
enthaltenden Vorrichtung eine zweite Masse vorsehen, die mit der Stange 14 verbunden und unterhalb des Führungsstückes angeordnet ist, das aus der Verlängerung des
Bauteils 12 besteht, in dem die Öffnungen 15 vorgesehen sind. Diese zweite Masse erhöht die Gesamtmasse des
Schlagkörpers und somit die Energie bei jedem Schlag, der zwischen der zweiten Masse und dem Anschlagteil
stattfindet, der auf dem Boden des Werkzeuges 18 oder am Befestigungskonus 19 angeordnet ist.
Die vorbeschriebene Vorrichtung kann auch zwei starr
mit der Stange 14 verbundene Massen aufweisen, wobei die Feder nicht mehr wie in Fig. 1 und 3 gezeigt angeordnet
ist, sondern zwischen einem beliebigen Abschnitt des am Werkzeug befestigten Körpers und einem beliebigen
Abschnitt des Sch-lagkörpers angeordnet ist, und insbesondere unterhalb der unteren Masse.
Es versteht sich außerdem, daß zahlreiche Abänderungen an Einzelheiten an dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgenommen
werden können, ohne den Rahmai der Erfindung zu verlassen, wobei die Spülflüssigkeit je nach Art des verwendeten
Werkzeuges auch durch andere Abflußleitungen als die Kanäle 17 abgeführt werden kann.
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Leerseite
Claims (24)
1. Rotierend angetriebenes Bohrwerkzeug mit einer Schlagvorrichtung
und mit einer Flüssigkeitssteuereinrichtung, um den Strömungsweg der als Antriebsmittel dienenden
Spülflüssigkeit zu ändern,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssteuereinrichtiing
ihre Wirkung auf eine bewegliche Schlagmasse (11) ausübt, die zwischen dieser Einrichtung und einem Anschlagstück
(12) liegt, auf das die Masse aufschlägt und das mit dem das Werkzeug (18) tragenden Körper verbunden ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssteuereinrichtung eine Schalteinrichtung
ist, die wenigstens eine Sclial ts teilung aufweist, bei
der eine stabile Strömung längs der Innenflächen eines ersten äußeren Bauteils oder längs der Außenflächen eines
inneren Bauteils vorliegt.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitssteuerelement durch das plötzliche
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ein -
Schließen eines der Strömungswege und die daraus resultierenden üruckerhöhungen schaltbar ist, die sich aus dem
Anhalten der Bewegung der Schlagmasse (11) durch das
Anschlagstück (12) ergeben.
4. Werkzeug nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltzustand der Flüssigkeitssteuereinrichtung
durch eine entsprechende Konstruktion der. inneren Oberfläche des ersten äußeren Bauteils instabil
gehalten wird.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltzustand der Flüssigkeitssteuereinrichtung
durch Rückführung bzw. Umlenkung eines Anteils der Strömung entlang der Außenfläche des
ersten äußeren Bauteils instabil gemacht wird.
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung der Spülflüssigkeit
eine Düse (3) mit einem im Querschnitt ringförmigen Auslaß (21) vorgesehen ist, aus der ein zylindrischer Strömungsaustritt stattfindet, der einem ringförmigen Eintrittsringraum
(23) gegenüberliegt, welcher zwischen Trennwänden (5, 10) der Flüssigkeitssteuereinrichtung zur Führung der
Flüssigkeitsströmung gebildet ist.
7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der inneren Stromungsführungsflache, das die
Eingangsöffnung zur Flüssigkeitssteuereinrichtung begrenzt,
eine die Strömung stabilisierende konische Oberfläche ist.
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8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das die Eingangsöffnung zur Flüssigkeitssteuereinrichtung
abgrenzende Ende der inneren Oberfläche nach innen bz\7.
radial einwärts an einen Durchlaß (26) angrenzt, der mit d-er Kammer in Verbindung steht, in der die bewegliche
Schlagmasse (11) angeordnet ist.
9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Strömungsführungsflachen
eine Trenneinrichtung (7) für die Strömungen angeordnet ist, deren Innenwandung als Kammer für die Steuerung der
Schlagmasse (11) dient.
10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenwandung der Strömungstrenneinrichtung (7), die zwischen den Strömungsführungsflachen der
Flüssigkeitssteuereinrichtung angeordnet ist, mit der
äußeren Strömungsführungsflache (5) einen Strömungsraum
bildet, der die Spülflüssigkeit von der Seite der dem Werkzeug zugewendeten Oberfläche der Schlagmasse (11) aus in
die verschiebbare Schlagmasse enthaltende Kammer leitet.
11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strömungsraum zwischen der äußeren Trennwand (5) für die Strömungsführung der Flüssigkeitssteuereinrichtung und
der Trenneinrichtung (7) gleichzeitig an einen Ausgang (16, 17) für die Spülflüssigkeit angeschlossen ist.
12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Raum zwischen der Trenneinrichtung (7) und der äußeren Trennwand (5) für die Strömungsführung
mit einem Reaktionskanal (9, 25) in Verbindung steht, der
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die Außenfläche der äußeren Trennwand (5) für die Strömungsführung umgibt und an einer Stelle (24) in
der Nähe des Eingangsabschnittes der Flüssigkeitssteuereinrichtung mündet.
13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssteuereinrichtung eine bistabile
Arbeitsweise besitzt.
14. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssteuereinrichtung eine monostabile
Arbeitsweise aufweist.
15. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagmasse (11) an
einer Stange (14) befestigt ist, welche die Verschiebung der Schlagmasse durch ihren Anschlag begrenzt.
16. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagmasse (11) durch
eine Feder (13) vorgespannt ist.
17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der stabile Strömungszustand durch die äußere Trennwand (5) aufrechterhalten
wird, die den Eingang der Flüssigkeitssteuereinrichtung umgrenzt, sich konisch erweiternd ausgeführt ist und
außen durch einen Reaktionsringkanal (25, 24) umgeben ist, von dem aus die Strömungsstabilität aufgehoben
werden kann.
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ClH
18. Werkzeug nach einem der Ansprüche 14, bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung längs der
Außenfläche ausschließlich auf der Außenfläche stattfindet, und daß diese Strömung durch die Art bzw·
durch den Verlauf dieser Außenfläche instabil gemacht wird.
dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung längs der
Außenfläche ausschließlich auf der Außenfläche stattfindet, und daß diese Strömung durch die Art bzw·
durch den Verlauf dieser Außenfläche instabil gemacht wird.
19. Werkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die stabile Strömung durch die den Eingang der Flüssigkeitssteuereinrichtung abgrenzenden inneren Trennwand aufrechterhalten wird,
die einen sich konisch verjüngenden Verlauf besitzt
und die Spülflüssigkeit in das Innere einer Trenneinrichtung hineinführt, die gleichzeitig die Kammer für die Bewegung bzw. Verschiebung der Schlagmasse und den einzigen Reaktionsströmungsweg bildet, um die stabile Strömung nach dem Aufsitzen bzw. Anhalten der SChlagmasse auf ihrem Anschlag abzulenken.
dadurch gekennzeichnet, daß die stabile Strömung durch die den Eingang der Flüssigkeitssteuereinrichtung abgrenzenden inneren Trennwand aufrechterhalten wird,
die einen sich konisch verjüngenden Verlauf besitzt
und die Spülflüssigkeit in das Innere einer Trenneinrichtung hineinführt, die gleichzeitig die Kammer für die Bewegung bzw. Verschiebung der Schlagmasse und den einzigen Reaktionsströmungsweg bildet, um die stabile Strömung nach dem Aufsitzen bzw. Anhalten der SChlagmasse auf ihrem Anschlag abzulenken.
20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die stabile Strömung durch die den Eingang der FlUssigkeitssteuereinrichtung abgrenzende innere Trennwand (10) erhalten wird, die einen k-onischen Verlauf besitzt und im Innern durch einen
einzigen Reaktionskanal umgrenzt ist, der die stabile Strömung ablenkt, wenn die Schlagmasse mit dem Anschlagstück in Berührung kommt.
dadurch gekennzeichnet, daß die stabile Strömung durch die den Eingang der FlUssigkeitssteuereinrichtung abgrenzende innere Trennwand (10) erhalten wird, die einen k-onischen Verlauf besitzt und im Innern durch einen
einzigen Reaktionskanal umgrenzt ist, der die stabile Strömung ablenkt, wenn die Schlagmasse mit dem Anschlagstück in Berührung kommt.
21. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die schlagwirkung zwischen der
Führungsstange der SChlagmasse und einem mit dem das
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Werkzeug tragenden Körper fest verbundenen Anschlagstück stattfindet und mindestens den teilweisen Verschluß
bzw. eine teilweise Unterbrechung der axialen Strömung nach sich zieht.
22. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange der
SChlagmasse eine zweite Schlagmasse aufweist, die sich unterhalb des mit dem das Werkzeug tragenden
Körper fest verbundenen Führungsteil bewegt.
23. Werkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagwirkung zwischen der zweiten Masse und
einem mit dem das WErkzeug tragenden Körper fest verbundenen Anschlagstück stattfindet.
24. Werkzeug nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder für die Führungsstange
der Sdhlagmassen unterhalb der unteren Scttilagmasse
angeordnet ist.
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