Rotationsvibrator für Erdbohrungen Die Erfindung betrifft einen Rotationsvibrator,
der gleicherweise für Erdbohrungen, zum Unterstoßen von Dämmen, als Vibrations-Spüllanze
u. a. verwendet werden kann sowie für Erdbohrungen nach einem Verfahren, bei welchem
der anstehende Boden teils verdrängt und teils mit Hilfe von Druckwasser gelöst
und hochgefördert wird. Ein solcher Vibrator muß dem Verwendungszweck entsprechend
gegen Schlag und Stoß unempfindlich, außerordentlich verschleißfest und in jeder
Lage betriebsbereit sein und nach jedem Stillstand bei neuer Energiezufuhr sofort
anlaufen. Er sollte außerdem mit möglichst geringem Energieverbrauch arbeiten.Rotary vibrator for earth boreholes The invention relates to a rotary vibrator,
the same for earth drilling, for digging under dams, as a vibrating flushing lance
i.a. can be used as well as for earth drilling by a method in which
the existing soil is partly displaced and partly loosened with the help of pressurized water
and is promoted. Such a vibrator must be appropriate for the intended use
Insensitive to shock and impact, extremely wear-resistant and in every situation
Location ready for operation and immediately after each standstill with a new energy supply
start up. It should also work with the lowest possible energy consumption.
Auf Grund dieser Aufgabenstellung wurde ein von gasförmigen Druckmitteln
angetriebener Rotationsvibrator gefunden, der mit kleiner Kammerfüllung arbeitet,
und der aus einem vorzugsweise zylindrisehen Gehäuse mit einer äußeren Wandung und
einer inneren Wandung besteht, aus einem zwischen zwei Flanschen gleitenden zylindrischen
Rotor, der auf der äußeren oder inneren Gehäusewandung mit exzentrisch umlaufendem
Schwerpunkt frei abrollend angeordnet ist und aus einem im sichelförinigen Arbeitsraum
zwischen dem Rotor und einer Gehäusewandung in einem oder in zwei Achsschlitzen
radial beweglich gehaltenen U-förinigen Schieber als Steuerorgan, der seitlich öffnungen
für den Durchtritt des Druckinittels in den Arbeitsraum besitzt, die im Verlauf
der Rotorbewegung wechselweise gesperrt und frei gegeben werden, so daß wechselweise
Druckmittel in den Arbeitsraum einströmt, aus dem es nach der Arbeitsleistung teilentspannt
durch wenigstens eine in den Flanschen oder in der Gehäusewandung vorgesehene Austrittsöffnung
wechselweise abbläst.Due to this task, one of the gaseous pressure media
driven rotary vibrator found, which works with a small chamber filling,
and that of a preferably cylindrical housing with an outer wall and
an inner wall consists of a cylindrical sliding between two flanges
Rotor on the outer or inner housing wall with an eccentric rotating
The center of gravity is arranged to roll freely and from a sickle-shaped work area
between the rotor and a housing wall in one or two axial slots
Radially moveable U-shaped slide as a control element, the side openings
for the passage of the pressure medium into the working space, which in the course
the rotor movement are alternately blocked and released, so that alternately
Pressure medium flows into the work area, from which it partially relaxes after the work
through at least one outlet opening provided in the flanges or in the housing wall
alternately blows off.
Das Druckmittel kann bei Vibratoren, deren Rotor auf der inneren Gehäusewandung
abrollend angeordnet ist, durch einen von der Gehäusewandung umschlossenen axialen
oder koaxialen Kanal und Öffnungen der Gehäusewandung oder, wie auch bei Ausführungen
mit einem auf der äußeren Gehäusewandung abrollenden Rotor, durch einen achsparallelen
Kanal bzw. eine Nut der Gehäusewandung hinter den Schieber geleitet werden oder,
wenn der Schieber in den Flanschen geführt ist, durch in den Flanschen vorgesehene
öffnungen.In the case of vibrators, the pressure medium can have their rotor on the inner housing wall
Is arranged rolling, by an enclosed by the housing wall axial
or coaxial channel and openings in the housing wall or, as in the case of designs
with a rotor rolling on the outer casing wall, through an axially parallel one
Channel or a groove in the housing wall are routed behind the slide or,
if the slide is guided in the flanges, by means of those provided in the flanges
openings.
An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird
der Vibrator nachstehend erläutert.On the basis of the exemplary embodiments shown in the drawing
the vibrator explained below.
Der als Verdrängungskörper für Erdbohrverfahren ausgebildete Vibrator,
den F i g. 1 teils in der Ansicht und teils im Längsschnitt und F i
g. 2 und F i g. 3 in -einer Schnittebene nach der Linie I-1 der F
i g. 1 in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen veranschaulicht, besteht aus
einem Gehäuse mit einer äußeren Wandung 1 und einer inneren Wandung 2, welche,
letztere einen Rückflußkanal 3 für das beim Bohren anfallende Wasser-Boden-Gemisch
umschließt, aus einem durch vier Bügel 4 mit dem Gehäuse verbundenen Kopfstück
5, das Anschlußvorrichtungen für ein Mehrfach-Hohlgestänge und einen hohl
ausgebildeten Spom 6 mit einer Düse 7
für die Beileitung von Druckwasser
zur Bohrlochsohle besitzt, aus einem zwischen zwei Flanschen 8
gleitenden,
als Hohlzylinder ausgebildeten Rotor 9,
der auf der Gehäusewandung 2 frei
abrollen kann, sowie aus einem zwischen Wandung 2 und Rotor 9
in einem Schlitz
der Wandung 2 radial beweglichen U-fönnigen Schieber 10 mit seitlichen Öffnungen
11.
Außerdem sind zur Beileitung und Ableitung des Druckmittels neben vier
Zuleitungskanälen 12 eine Austrittsöffnung 13 im oberen Flansch
8 und vier Ableitungskanäle 14, eine Bohrung 15 und ein Formstück
16 in der Bohrung 15 vorgesehen. Aus dieser Anordnung ergibt sich
folgende Arbeitsweise: Das über Kopfstück 5, die Kanäle 12 und die Bohrung
15
zugeführte Druckmittel wird über das Formstück 16
hinter den Schieber
10 geleitet und drückt diesen gegen den Rotor 9, der aus einer beliebigen
Ruhestellung so weit angehoben wird, bis er die Gehäusewandung 2 berührt und den
Arbeitsraum zwischen Rotor und Gehäusewandung in zwei Hälften unterteilt, in deren
eine durch die Schieberöffnungen 11
das Druckmittel einströmt, während die
andere über die Austrittsöffnung 13 und die Ableitungskanäle 14 mit der Außenluft
in Verbindung steht. In der einen Arbeitsraumhälfte herrscht infolgedessen ein überdruck,
der zusammen mit dem vom Schieber 10 ausgeübten Druck den Rotor
9 zu einer Umlaufbewegung zwingt, in deren Verlauf die Schieberöffnungen
11 und die Austrittsöffnung 13 wechselweise gesperrt und frei gegeben
werden.
Nach dem gleichen Prinzip arbeitet der in F i
g. 4 teils in der Ansicht und teils im Längsschnitt gezeigte Vibrator, der
sich von der Ausführung nach F i g. 1 bis F i g. 3 dadurch unterscheidet,
daß das Kopfstück 5 ohne Bügel mit dem Gehäuse und der mit einer Abflachung
vorgesehene Sporn 6 an seinem unteren Ende mit der inneren Gehäusowandung
2 verbunden ist. Der unten geschlossene Kanal 15 zwischen Wandung 2 und Sporn
6 dient zur Beileitung des Druckmittels, das über ein Formstück
16 durch öffnungen der Gehäusewandung hinter den Schieber 10 und durch
dessen öffnungen 11 in den Arbeitsraum zwischen Wandung 2 und Rotor
9 strömt und nach der Arbeitsleistung durch eine im oberen Flansch vorgesehene
(nicht gezeichnete) Austrittsöffnung und die Ableitungskanäle 14 abbläst.The vibrator designed as a displacement body for earth drilling methods, the F i g. 1 partly in view and partly in longitudinal section and FIG. 2 and F i g. 3 in a sectional plane along the line I-1 of FIG . 1 illustrated in two different working positions, consists of a housing with an outer wall 1 and an inner wall 2, the latter enclosing a return flow channel 3 for the water-soil mixture occurring during drilling, from a connected by four brackets 4 to the housing Head piece 5, which has connection devices for multiple hollow rods and a hollow spom 6 with a nozzle 7 for the addition of pressurized water to the bottom of the borehole, consisting of a rotor 9 sliding between two flanges 8 , designed as a hollow cylinder, which rolls freely on the housing wall 2 may, as well as 11 of a radially movable between the wall 2 and rotor 9 in a slot of the wall 2 of U-fönnigen slider 10 with lateral openings addition of the pressure medium in addition to four feed channels 12 are to Beileitung and deriving an outlet opening 13 in the upper flange 8 and four Discharge channels 14, a bore 15 and a fitting 16 in the bore 15 provided marry. This arrangement results in the following mode of operation: The pressure medium supplied via the head piece 5, the channels 12 and the bore 15 is passed via the molded piece 16 behind the slide 10 and presses it against the rotor 9, which is raised from any rest position so far, until it touches the housing wall 2 and divides the working space between the rotor and the housing wall into two halves, in one of which the pressure medium flows through the slide openings 11 , while the other is connected to the outside air via the outlet opening 13 and the discharge channels 14. As a result, there is an overpressure in one half of the working space which, together with the pressure exerted by the slide 10 , forces the rotor 9 to revolve, in the course of which the slide openings 11 and the outlet opening 13 are alternately blocked and released. The one in FIG. 1 works on the same principle. 4 partly in the view and partly in longitudinal section shown vibrator, which differs from the embodiment according to F i g. 1 to F i g. 3 differs in that the head piece 5 is connected to the housing without a bracket and the spur 6 provided with a flattening is connected at its lower end to the inner housing wall 2. The channel 15, which is closed at the bottom, between the wall 2 and the spur 6 is used to convey the pressure medium, which flows via a molded piece 16 through openings in the housing wall behind the slide 10 and through its openings 11 into the working space between the wall 2 and the rotor 9 and through after the work an outlet opening (not shown) provided in the upper flange and the discharge channels 14 blows off.
Der Vibrator nach F i g. 4 kann mit Druckwasserzufuhr als Vibrations-Spüllanze
und mit oder ohne Druckwasser zum Durchstoßen leichterer Böden u. a. verwendet werden,
wobei unter Umständen statt des starren Gestänges zweckmäßig ein in F i
g. 5 im Längsschnitt dargestelltes Oberteil 17 mit Doppelschlauch
19 auf das Kopfstück 5 geschraubt und der Druckwasserkanal im Sporn
6 mit einem Pfropfen 20 verschlossen wird.The vibrator according to FIG. 4 can be used with pressurized water supply as a vibrating flushing lance and with or without pressurized water for piercing lighter soils, among other things . 5, the upper part 17 shown in longitudinal section with a double hose 19 is screwed onto the head piece 5 and the pressurized water channel in the spur 6 is closed with a plug 20.