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Schwingungserzeuger zur Erzeugung von seismischen Wellen Die Erfindung
betrifft einen Schwingungserzeuger zur Erzeugung von seismischen Wellen mit einer
in einem Gehäuse angeordneten Masse, die den Zylinder eines Arbeitskolbens bildet
und die axial gleitbar am Kolben geführt ist, der am Gehäuse befestigt ist.
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Es ist bereits ein beweglicher Schwingungserzeuger zur Erzeugung
von seismischen Wellen bekannt, und dieser Schwingungserzeuger weist ein Gehäuse
auf.
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Durch das Gehäuse hindurch erstreckt sich der Schaft eines hydraulischen
Arbeitskolbens, dessen Enden am Gehäuseboden und am Gehäusedeckel befestigt sind.
Als Zylinder für den hydraulischen Arbeitskolben ist eine im Gehäuse angeordnete
Masse vorgesehen, die gleitbar an diesem Kolben geführt ist.
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Diese Masse ist an der Kolbenstange gelagert und weist im Inneren
eine Arbeitskammer für den starren doppeltwirkenden Kolben auf, der am Gehäuse befestigt
ist. Über Hydraulikleitungen oder Druckluftleitungen kann ein Arbeitsmittel in gesteuerter
Weise eingeführt werden, und dadurch kann die Zylindermasse am Kolben angehoben
und abgesenkt werden, und auf diese Weise werden Schwingungsstöße erzeugt.
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Um Wellen von ausreichender Amplitude zu erzeugen, ist es erforderlich,
eine Masse in der Größenordnung von wenigstens einer Tonne zu verwenden.
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Um zu verhindern, daß sich der Schwingungserzeuger vom Erdboden abhebt,
ist es bekannt, diesen Schwingungserzeuger mit einer Masse zu belasten, die mehrere
Tonnen erreichen kann. Die Verbindung zwischen dieser Zusatzmasse und dem Gehäuse
des Schwingungserzeugers weist Federn auf, welche eine Übertragung von Schwingungen
des Vibratorgehäuses auf diese Zusatzmasse verhindern. Diese Zusatzmasse wird meistens
durch das Gewicht eines Fahrzeuges erzeugt, welches zum Transport des Schwingungserzeugers
verwendet wird.
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Die Schwingungen der obenerwähnten Masse, die durch den Druck der
hydraulischen Flüssigkeit erzeugt werden, übertragen Wechselkräfte auf das Gehäuse
des Vibrators über den Kolben, wobei diese Kräfte die seismischen Wellen erzeugen.
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Die Erfahrungen zeigen, daß bei den bisher bekannten Geräten die
mechanische Befestigung des Kolbens am Gehäuse des Vibrators ein Problem mit sich
bringt, welches bis heute nicht in zufriedenstellender Weise gelöst ist. Dieses
Problem wird dadurch hervorgerufen, daß diese mechanische Verbindung sehr große
Wechselkräfte in der Größenordnung von mehreren Tonnen mit einer Frequenz in der
Größenordnung von einigen zehn Schwingungen pro Sekunde übertragen soll.
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Man hat bereits versucht, zu diesem Zweck Verschraubungen, Bolzen
usw. zu verwenden, jedoch zeigt die Erfahrung, daß diese Verbindungen sehr schnell
lose werden oder ein Spiel erhalten, wobei ein derartiges Spiel sehr schnell dazu
führt, daß der Betrieb des Vibrators unzureichend wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache,
jedoch wirksame Verbindung der Enden des Kolbens am Gehäuse des Schwingungserzeugers
zu schaffen, wobei sich diese Verbindung während des Betriebes nicht lösen soll
und kein Spiel erhalten soll.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß am Ende des Kolbens
ein konischer Abschnitt vorgesehen ist und daß ein elastischer Ring zwischen dem
Kolben und der Aufnahmebohrung des Gehäuses angeordnet ist.
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In vorteilhafter Weise kann der elastische Ring zwischen dem Kolbenkonus
und der Gehäusebohrung verkeilbar sein. Zur Verkeilung des elastischen Ringes können
mit Vorteil Druckschrauben vorgesehen
sein. Zur Lösung der Verkeilung
des Ringes können in vorteilhafter Weise Zugschrauben vorgesehen sein, die in den
Ring einschraubbar sind. Zur Lösung der Verkeilung können weiterhin Druckschrauben
vorgesehen sein, die sich gegen das obere Ende des Kolbens abstützen.
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Die Erfindung soll im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren
der Zeichnung beschrieben werden.
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Es zeigt F i g. 1 eine Schemaansicht eines bekannten Schwingungserzeugers,
F i g. 2 eine Detailansicht der Befestigung des Kolbens an der oberen Platte des
Gehäuses und F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des verwendeten elastischen Ringes.
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In Fig. 1 ist ein an sich bekannter (französische Patentschrift 1
415 032) Schwingungserzeuger zur Erzeugung seismischer Wellen dargestellt. Dieser
Schwingungserzeuger stützt sich auf dem Erdboden 26 mittels einer Bodenplatte 3
ab. Es ist ein Gehäuse 1 vorgesehen, welches eine Deckelplatte 2 aufweist.
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Quer durch das Gehäuse 1 hindurch erstreckt sich eine Kolbenstange
5, die an der Bodenplatte 3 und an der Deckelplatte 2 durch schematisch dargestellte
Verschraubungen befestigt ist. Diese- Kolbenstange 5 weist im Inneren einen Arbeitskolben
6 auf. Der Zylinder für diesen Arbeitskolben wird durch eine Schwungmasse 4 gebildet.
Es sind nicht dargestellte Hydraulik- oder Preßluftleitungen vorgesehen, um die
Masse 4 innerhalb des Gehäuses 1 hin und her zu bewegen, wobei die Masse 4 an der
Kolbenstange 5 geführt wird. Der Schwingungserzeuger kann durch Halterungen 23 belastet
sein. Diese Halterungen 23 können beispielsweise an einem Fahrzeug angeordnet sein.
Zwischen den HaIterungen 23 und der Platte 3 sind Federn 24 angeordnet, damit vom
Schwingungserzeuger auf die Halterung keine Schwingungen übertragen werden können.
Federn 25 halten die Platte 3 an den Halterungen 23.
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Die Masse 4 weist -ein Gewicht in der Größenordnung einer Tonne auf.
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Es sollen im folgenden die Einzelheiten der Befestigung des oberen
Endes des Kolbens 5 an der oberen Platte 2 beschrieben werden. Die Befestigung des
unteren Endes des Kolbens 5 an der Platte 3 erfolgt vorzugsweise in analoger Weise.
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In Fig. 2 ist bei 6 das obere Ende des Kolbens dargestellt. Dieses
obere Ende läuft in einen konischen Ansatz 7 aus. 2 ist die obere Platte des Gehäuses,
die beispielsweise aus Aluminium besteht. Diese obere Platte weist eine Bohrung
auf, in die ein Stahlring 8 eingesetzt ist. Dieser Stahlring 8 hat einen Flansch
9, und es ist eine Platte 10 vorgesehen, welche das obere Ende der Bohrung verschließt.
Die Platte 10 und der Ring 8 sind mittels einer Reihe von Bolzen 11, die kreisringförmig
angeordnet sind, mit der Platte 2 fest verbunden.
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In der oberen Fläche des konischen Ansatzes 7 am Ende des Kolbens
sind Bohrungen vorgesehen, und in die Bohrungen sind Gewinde eingeschnitten, und
diese Bohrungen nehmen Schraubenbolzen 12 auf, die ebenfalls in einem Kreisring
angeordnet sind. Die Bolzen 12 verbinden den Kolben 5-6-7 mit der Platte 10.
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Gemäß der Erfindung ist ein elastischer, konischer Ring 13 zwischen
dem konischen Ende 7 und dem Stahlring 8 eingesetzt. In Fig. 3 ist dieser Ringl3
perspektivisch dargestellt. Dieser Ring 13 weist sich über den größten Abschnitt
seiner Höhe erstreckende
Schlitze 14 auf, die dazu dienen, dem Ring die erforderliche
Elastizität zu erteilen.
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Gegen die obere Fläche 15 dieses Ringes können sich die Köpfe von
Schraubenbolzen 16 abstützen, die in Bohrungen eingeschraubt sind, welche in der
Platte 10 vorgesehen sind.
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Man erkennt, daß, wenn einmal die Schrauben 12 festgezogen sind,
das Anziehen der Schraubenbolzen 16 auf den Ring 13 einen Druck nach unten ausübt.
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Dieser Druck führt dazu, daß der Ring 13 zwischen dem konischen Ende
7 und dem Stahlring 8 verkeilt wird. Wenn dieser Druck einmal ausgeübt ist, werden
die Schraubenbolzen 16 in ihrer Stellung durch Gegenmuttern 17 blockiert.
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In einigen Fällen kann man den Stahlring 8 weglassen. Der elastische
Ring 13 liegt unmittelbar mit einer Seite am konischen Ende 7 und mit der anderen
Seite an der Innenwandung der Bohrung an, die in der Platte 2 ausgebildet ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen,
um die Verbindung zwischen dem Ende des Kolbens und dem Gehäuse leicht zu lösen.
Es handelt sich hierbei um Mittel, die bewirken, daß der elastische Ring 13 nach
oben gezogen werden kann. Zu diesem Zweck sind Gewindebohrungen 18 im Ring 13 vorgesehen.
Diese Gewindebohrungen entsprechen glatten Bohrungen 19, die in der Platte 10 ausgebildet
sind. Diese Bohrungen 19 sind zwischen den Bohrungen angeordnet, welche die Schraubenbolzen
16 aufnehmen.
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Es ist zu erkennen, daß man Schrauben 21 in die Bohrungen 19 einsetzen
kann und daß man diese Schrauben in die Gewindebohrungen 18 einschrauben kann und
daß man dadurch den Ring 13 nach oben ziehen kann. Dadurch kann der Kolben gelöst
werden.
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Man kann ferner den Kolben nach unten bewegen.
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Es sind Gewindebohrungen 20 zu diesem Zweck in der Platte 10 vorgesehen,
und die Gewindebohrungen 20 sind zwischen den Bohrungen angeordnet, welche die Schrauben
12 aufnehmen. Man kann in diese Gewindebohrungen 20 Schraubenbolzen 22 einschrauben,
die sich gegen das obere Ende des konischen Abschnitts 7 abstützen, und dadurch
wird das Absenken des Kolbenendes hervorgerufen.