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Von der Spülflüssigkeit angetriebene Stoßbohreinrichtung Die Erfindung
bezieht sich auf einen hydraulischen Motor für Tiefbohrungen, bei dem sich ein den
Meißel tragender Zylinder gegenüber einem. am Gestänge sitzenden Kolben auf und
ab bewegt und der Motorgang durch ein Ventil ,geregelt wird, das unter dem Einfuß
von durch die Verschiebung des Zylinders gegenüber dem festsbdhenden Kolben betätigten
Steuerungsgliedern steht.
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Bei den bekannten derartigen Motoren ist die Lebensdauer der Steuerungsglieder
eng begrenzt, weil sie der mechanischen Abnutzung durch den Steingehalt das Spülwassers
und chenüscher Zerstörung durch den Gehalt an Lauge des Spülwassers ausgesetzt sind,
die -das Spülwasser unvermeidlicher Weise aufnimmt, wenn die Bohrung laugehaltige
Schichten durchdringt.
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Gemäß der Erfindung wird die Lebensdauer dieser Glieder durch Anordnung
eimies eine Schutzflüssigkeit enthaltenden Gehäuses an der Kolbenstange unterhalb
des Kolbens, das diese Gliedeaeinschließt, erhöht. Als Schutzflüssigkeit kann Wasser,
@öl, Fett o. dgl. dienen.
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Man. hat bereits bei hydraulischen Tie£-bohrvorrichtungenempfindliche
Maschinenteile gegen den Zutritt von Spülwasser geschützt, und zwar hat man bei
mit Salenoiden arbeitenden Motoren die Solenoide .gegen das Spülwasser abgedichtet,
um die Wicklung der Solenovde einwandfrei zu isolieren.. Ferner halt man bei im
Wasser arbeitenden Drucklufthämmern, die Kolbenstange mit dem Kolbengehäuse - durch
ein ,elastisches Schlauchstü* verbunden, um eine bessexe Abdichtung als mit :einer
Stopfbüchse zu schaffen. Auch 'hat man die außerhalb Beis Arbeitszylinvders liegenden
beweglichen Maschinenteile besonders ummantelt, um von ihnen
das
von der Bohrlochwand abbröckelnde Gestein fernzuhalten.
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Demgegenüber handelt es smah bei, der Erfindung um eine Ummantelung,
die inneu--. halb des Motorzylinders, und zwar an sol ;@' dher Stelle angeordnet
ist, daß sie das zur Umsteuerung dienende und im Motorzylinder angeordnete Ventil,
das der Einwirkung des Spülwassers nicht entzogen werden kann, frei läßt und nur
die Glieder uimschließt, die die Tätigkeit des 'Ventils in Abhängigkeit von den
Bewegungen des Zylinders steuern.
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Entzieht man gemäß der Erfindung die Steuerungsglieder dem Einfluiß
des Spülwassers, dann ergibt :sich die Möglichkeit, sehr zuverlässig und vorteilhaft
arbeitende Vorrichtungen zu benutzen, die bisher wegen ihrer Empfindlichkeit im
Spülwaisiser . nicht benutzt werden konnten.
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In der Zeichnung sind zwei Ausiführungsformen derartig hoch empfindlicher
Steuerungen wiedergegeben, und zwar lassen Abb. i und 2 die eine und Abb. 3 bis
5 die andere der beiden Ausführungsformen erkennen.
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Bei der Ausführungsform nach den Abb. i und 2 ist mit dem Zylinder
3 ein konzentrischer Zylinder 3 i verbunden, der mit öffnun@gen 32 und 33 versehen
ist und auf einem Kolben 34 gleitet, der an der Ventilstange 8 befestigt ist. Auf
dein Zylinder 3 i ist verstellbar eine Büchse 35 aufgebracht. Auf der Ventilstange
8 sitzt ein Bund 36, an dessen Umfang ringförmige Schrägflächen 37 vorgesehen sind.
Auf diesen Schrägflächen 37 können federnde, an ihrer Innenseite ebenfalls mit iingförmgen
Schrägflächen ausgerüstete Spannringe 38 gleiten, die zwischen Büchsen 39 einsgeschaltet
sind. Diese Büchsen 39 sind ortsfest mit dem Gehäuse 7 verbunden: Die
Ventri1stanige
8 ist durch -einen Kopf 4o mit dem unteren Ende 4 i des Ventils ,5 vexbunden; wobei
ein ,geringes Spiel zwischen den einander gegenüberliegenden Verbindungsflachen
vorgesehen ist. In der oberen Büchse 39 sind am oberen und in der unteren Büchse
39 am unteren Ende Löcher 3o ausgespart, durch die das öl ausläuft. Wenn der Sp,errkolben
36 in die Endlagen kommt, werden die Löcher versperrt, und durch das daher im Zylinder
31 verbleibende ölpölster wird ,ein Schlag von Metall gegen Metall verhütet.
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Hierbei liegt der Zylinder 3 r bzw. der Bund 27 einer am Zylinder
3 i befestigten Strang 28 auf einer Feder 29 auf, die auf dem Boden des Zylinders
3 ruht, so daß der Zy-Huder 3 und der Zylinder 3 i nachgiebig miteinander verbunden
sind: Die Sehutzlüssigkeit befindet sich in dem Teil. ides Gehäuses 7, der die beiden
Büchsen 39 unmittelbar einschließt. Der Zylinder 3 1 kann, wie dass in den Abb:3
und 4 gezeigt ist, unr mittelbar im Spülwasser liegen, da der Kolben 34 weniger
als die @eigentlichen Steuerungsglieder empfindlich ist und durch B@e-Schädigungen
dieses Kolbens die Genauigkeit des Spiels der Steuerungsglieder weniger beeinflußt
wird.
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Isit das VentÜ 5 geschlossen, dann strömt durch das Gestänge i und
die Öffnungen 18
Spülwaisser oberhalb des Kolbens 2 -in den Zylinder 3 und
in die Ventilkammer 4 ein. Hierbei. gleistet der Zylinder 3 am feststehenden Kolben
2 nach oben. Er spannt die Feder 9, und das unterhalb des Kolbens 34 sich befindende
öl wird jetzt durch die öffnungen 32 nach außen. gefördert, bis der Kolben
34 die öffnungen 32 überdeckt und so. eine starre Verbindung zwischen der
Stanige 8 und dem Zylinnde;r 3 i herbeiführt. Die Ventilstange 8 wurde biss dahin
durch die aufeinanderliegenden Ringflächen 37 und 338 und den Bund 36 festgehalten.
Der Widerstand der Federn38 wird aber überwunden, sobald :der Kolben 34 die öffnungen
32 überdeckt hat. Hierbei wird das Ventils geöffnet, indem der Kopf 40 das Ventil
5 nach oben stößt.
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Wenn sich die ringförmigen Flächen 37 und 38 so weit gegeneinander
-verschoben haben, daß sich beide Schrägflächen des einzelnen inneren Ringes mit
je einer Schrägfläche zweier benachbarter Außenringe berühren, ist die Spannung
der Feder g so weit aufgebraucht, daß eine weitere gegenseitige Versichiiebung der
Ringe nicht stattfinden kann, und das Ventil 5 ist inun in geöffneter Stellung gesperrt,
so da,ß das Wasser aus dem oberen Teil des Zylinders durch die öffnungen i 9 und
2o abströmen kann. Hierbei fällt mit dem Zylinder 3 der Zylinder 3 i, wobei die
.im Zylinder 3 i oberhalb des Kolbens 34 sich befindende Flüssigkeit durch die Öffnungen
33 aus- und durch die öffnunigen 32 weder in den Zylinder einströmt so lange, bis
der Kolben 34 die öffnungen 33 verschließt. Durch Verstellung der Büchse 35 auf
dem Zylinder3i kann hierbei die Hubhöhe bestimmt werden. Wird die Büchse 35 nach
unten verstellt, dann wird der Umlauf der Flüssigkeit früher unterbrochen und, sobald
der Umlauf unterbrochen: ist, wird die Stange 8 vorn. Zylinder 3 i mit nach unten
genommen und das Ventil verschlossen, so daß das Wasser wieder oberhalb des Ven.-tils
5 einstrZrnt und den Zylinder von neuem hebt.
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In den Abb. 3 bis 5 ist die Ventilstange 8 mä:t einem Bund 42 verbunden,
der nach oben und nach untern hin kegelförmig ausgestaltet ist. Die kegelförmigen
Flächen des Bundes 42 arbeiten mit Ringsegmenten 43 zusammen,
die
mit kegelförmigen Außenflächen auf der kegelförmigen Innenfläche das Ringes 44 aufliegen.
Der Ring 44 ruht auf der Feder 45.
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Bei der in Abb.4 dargestellten. Stellung hat der Zylinder 3 seine
tiefste Lage erreicht. Das Ventil ist ges,chlo,ssen, und die Ringsegmente 43 liegen
über dem Bunde 42 und verriegeln diesen sowie das. Ventil. Beien Einströmen von
Wassier durch die öffnungen 18 wird der Zylinder gehoben und die im diesen Abbildungen
nichtdargestellte Feder 9 wird unter Spannung gesetzt. Sobald die Spannung der Feder
9 genügt, die Ringsegmente 43 mit Hilfe der oberen kegelförmigen Obexflä@che des
Bundes 42 nach außen zu ,schieben, unter überwindung des Widerstandes der Feder
45, gleitet die Ventilstanige 8 nach oben, wobei sie dann das Ventil-5 öffnet. Die
Ringsegmente 43 gelangen hierbei unter den Bund 42 und legen sich gegen die untere
kegel:förmig@e Fläche dessielbien, so daß das Ventil in. der Offenstellung verriegelt
-wird. Das Wasser läuft jetzt ab, und der Zylinder fällt, wobei sich die Feder 9
entspannt. Wenn die Spannung der Feder 9 so weit nachgelässen bat, daß der auf dem
Ventils lastende Strämungsidruck und die Feder 46 die Ventilstanze 8 unter Überwindung
dies Widerstandes der RingsegInente 43 gegen den Meißel hin bewegen, wird das Ventil
s geschlossen, und der Zylinder wird wieder .gehoben.
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Die in der Zeichnung dargestellten beiden Ausführungsbeispiele ,eignen
sich zur Ein-, kapselurig besser als die bekannten: Steuerungen, bei denen die Auslösung
der Steuersitan@ge durch Gliedererfolgt, die im Zylnderraum schwingen. Infolge der
Ummantelung wird nämlich der des Spülwassers .eingeengt, und diese Einengung wird
auf ein geringes Maß beschränkt, wenn die Auslösung nicht durch in den Zylinderraum
hineinragende und in ihm schwingende Glieder, sondern durch an ihrer Innenfläche
kegelfÖrmig ausgestaltete Ringe erfolgt.
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Im Spülwas,serstrom würdien die gegeneinander gleitenden Schrägflächen
nach kurzer Zeit . ihre Neigung ändern, weil. -der Gehalt des Spülwassers am Gestein
wie min Schleifrnittei wirkt und da sich die zum Löisien bzw. Verriegeln der Steuerung
erforderliche Kraft mit der Neigung dIesier Schrägflächen ändert, sind die in ;dex
Zeichnung dargestellten Ausführungsfoxmen nur in Verbindung mit dem Gehäusie 7 brauchbar.