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Hydraulischer Schlagzylinder für Tiefbohrungen Die Erfindung bezieht
sich auf einen hydraulischen Schlagzylinder für Tiefbohrungen mit unter Federwirkung
stehendem Steuerventil.
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Bei den bekannten Schlagzylindern dieser Art wird -das Ventil geöffnet,
wenn die Spannung der Steuerfeder ein gewisses Maß erreicht hat.
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Gemäß der Erfindung wird der Motor mit einer durch gegenseitige Verschiebung
von Zylinder und Gestänge betätigten Riegelvorrichtung für die Steuerventilstange
ausgerüstet. Hierdurch wird der Gang des Motorsi wesentlich beschleunigt, weil man
die Riegelvorrichtung so einstellen kann, daß die Feder viel stärker belastet wird
als bei den bekannten Schlagzylindern, so daß das Ventil unter dem Einfluß starken
Kraftüberschusses der Feder arbeiten kann.
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Wenn man gemäß der Erfindung eine Riegelvorrichtung benutzt, dann
erreicht man auch einen gleichmäßigen Gang und gleichmäßige genau einstellbare Hubhöhe
des Schlagzylinders, während der Gang und die Hubhöhe des bekannten Schlagzylinders
starken Schwankungen unterworfen sind, weil die Feder nur durch den entgegenwirkenden
Wasserüberdruck und die Reibung in den beweglichen Motorteilen gespannt wird und
diese Widerstände unbeeinflußbar, aber, und zwar insbesondere die Reibung, erheblichen
Veränderungen unterworfen sind.
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Die Klinkvorrichtung kann gemäß der Erfindung durch am unteren Ende
des Gestänges angeordnete schwingbare Rasten und diesen gegenüber an der Steuerstange
vorgesehenen Anschlägen gebildet werden.
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Hierbei können die. Rasten an innerhalb des Zylinders schwingenden
Hebeln sich befinden und in Riegelstellung mit Anschlägen der Steuerventilstange
in Eingriff stehen.
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Zweckmäßig ist es, die schwingbaren Hebel durch eine Zugfeder zu verbinden,
die die Rasten in Riegelstellung hält, und am freien Ende ,der schwingbaren Hebel
Gleitstücke vorzusehen, denen gegenüber am Zylinder Auflaufflächen zur Aufhebung
der Verriegelung liegen: Die Steuerfedern können gemäß der Erfindung vorteilhafterweise
die Form von Schraubenfedern haben, und die eine kann zwischen einem an der Ventilstange
vorgesehenen Anschlage und einem am Zylinder vorgesehenen Bunde eingelegt sein,
während die andere zwischen diesem Bunde und einem am Ende der Ventilstange befestigten
Flansch sich befinden kann. Eine andere Ausführungsform erhält man, wenn man an
Stelle der schwingbaren Hebel um ihre Längsachsen drehbare Hülsen benutzt, an denen
Rasten und Führungsrollen angeordnet sind, und wenn man den Rasten gegenüber Anschläge
auf der Ventilstange und den Führungsrollen gegenüber nockenartige Verstärkungen
auf dem Steuergliede vorsieht.
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In den Abb. i und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen die Abbildungen Längsschnitte durch
einen hydraulischen
Motor für zwei verschiedene S-tellungen des Ventils.
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Abb. 3 zeigt in perspektivischer Darstellun eine Außenansicht des
hydraulischen Motors- i, für eine andere Art der Federauslösung,;->_ sie in den
Abb. i und 2 wiedergegeben In den Abbildungen ist a das Bohrgestänge. b ist der
Zylinder des hydraulischen Motors, der mit dem Meißel c fest verbunden ist.
d ist ein Kolben, der den Zylinderraum bin zwei Teile zerlegt. e ist
die Durchflußöffnung des Spülwassers für die obere Hälfte des Zylinders. f ist die
Durchflußöffnung des Spülwassers für die untere Hälfte des Zylinders. g ist ein
Kugelventil, das an einer Ventilstange h fest oder beweglich sitzt. Auf der Ventilstange
h ist ein Bund i angeordnet. Ein zweiter Bund k sitzt am freien Ende
der Ventilstange h. Mit dem Zylinder b fest verbunden ist ein mit
ihm gleichachsiger Zylinder l mit geringerem Durchmesser. Am Zylinder L ist ein
Ringansatz m angeordnet. Der Zylinder l ist am oberen und unteren Ende mit einer
bundartigen Verstärkung n versehen. Am unteren Ende des Gestänges a sind die Hebel
o angelenkt, die mittels Rasten p mit dem -Bunde i zusammenarbeiten und mit Rollen
q an der Außenfläche des Zylinders l ...entlang, gleiten: r und s sind die Steuerfedern.
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t ist eine Feder, durch die die Hebel o in Riegelstellung gehalten
werden. - u sind Öffnungen in der Nähe des Zylinderbodens, durch die Wasser nach
dem Meißel hin abfließen kann. ' Der Gang des Motors ist folgender: Befindet sich
das Ventil g in Schließstellung, dann strömt das Spülwasser aus dem Gestängerohr
d in den oberen Raum des Zylinders b ein. Es hebt den Zylinder b mit dem Meißel
und preßt die Steuerfeder r zusammen, da diese einerseits. an dem sich hebenden
Bunde m- des. Zylinders l und andererseits auf dem Bund i ruht, der mit der Ventilstange
und dem Ventil g in Ruhelage . sich befindet, weil die Rasten p der Hebel o oberhalb
des als Anschlag wirkenden Bundes i liegen. Bei der Aufwärtsbewegung .des Zylinders
b gelangt (Abb.2) schließlich die untere Verstärkung n des Zylinders i an die Rollen
q. Diese werden entgegen der Wirkung der Federt gegen die Wandung des Zylinders
b hin schwingen und den Bund i freigeben, so daß dieser von der Feder r nach oben
geworfen und das Ventil g geöffnet wird.
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Das Wasser kann .jetzt durch den Zylinder b und durch die Öffnungen
e, f und u zum, Meißel hin- abströmen. Die Rollen q laufen wieder auf den
-mit kleinem Durchmesser ausgestatteten Teil des Zylinders L, und die. Rasten p
der Hebel 6 verriegeln die Ventilstange h unterhalb des Bundes
i
i). Der Zylinder b mit Schwerstange @tflid Meißel fällt gleichzeitig nach
unten und i,sp#;nnt hierbei die Feder s, da diese einerseits t dem sich senkenden
Bund m, andererseits auf dem Bund h am freien Ende der Ventilstange h ruht und der
Bund i durch die Rasten p gesperrt ist. Sobald die Rollen
q
hierbei die obere Verstärkung des Zylinders L anlaufen, werden in der .gleichen
Weise wie beim Öffnen des Ventils die Rasten p unterhalb des Bundes i abgehoben,
und die Feder s schließt das Ventil g. Hierauf beginnt das Spiel des Motors von
neuem.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 sind an Stelle der Hebel o auf
Stangen c drehbare Hülsenw vorgesehen, die mit Rasten p und Abwälzrollen q in der
gleichen Weise wie die Hebel o ausgerüstet sind und mit deren Hilfe das Ventil in
der Weise ausgelöst wird, daß beim Abrollen der Rollen q auf den nockenartigen Verstärkungen
des Zylinders l die Rasten p in Eingriff oder außer Eingriff mit dem Anschlage i
auf der Ventilstange h gebracht werden. Die Federn r und s arbeiten hier in der
gleichen _ Weise, wie in Abb. i und 2 dargestellt und oben beschrieben ist.
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Es leuchtet ein, daß man in den Federn r bzw. s einen beliebig großen
Kraftüberschuß bis zu dem Punkte aufspeichern kann, in dem die Rollen q auf die
untere bzw. obere Verstärkung des Zylinders l aufläuft, so daß ein urplötzliches
Öffnen bzw. Schließen des Ventils g herbeigeführt werden und ein rasches Überströmen
des Spülwassers zum Meißel ermöglicht werden kann. Der starke Kraftüberschuß der
Steuerfeder sorgt auch für alle Fälle dafür, daß der Zylinder auf eine gleichbleibende
Hubhöhe gehoben wird. Durch Wahl der Entfernung zwischen oberen und unteren Verstärkungen
n des Zylinders l
kann man den Hub des Tiefbohrers genau festlegen.
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Das gegenseitige Abstimmen von zwei gegeneinander arbeitenden Federn,
wie es beiden bekannten Steuereinrichtungen erforderlich ist, fällt gemäß Erfindung
vollkommen weg, und die Erfahrung hat gezeigt, daß ein Motor gemäß der Erfindung
wochenlang mit i5o bis Zoo Schlägen in der Minute arbeitet.
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Im Ausführungsbeispiel ist als Ventil ein Kugelventil wiedergegeben.
Die Erfindung ist naturgemäß für Ventile beliebiger Art anwendbar. Auch kann die
Kugel frei auf der Ventilstange f aufliegen.