DE133792C

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Publication number: DE133792C
Application number: DENDAT133792D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Schon mehrfach ist die Lösung der Aufgabe, ohne Ventil arbeitende Gesteinbohrer herzustellen, versucht worden, aber die bisherigen Gesteinbohrer dieser Art weisen alle mehr oder weniger ernstliche Mängel auf. Bedingt sind diese Mängel dadurch, dafs die Steuerungskanäle so angeordnet sind, dafs von dem Kolben für den Vorwärts- bezw. Rückwärtshub der gleiche Füllungsgrad eingestellt wird.

Wurde diese Füllung nun so gewählt, dafs sie dem für den Rückwärtshub des Kolbens notwendigen Arbeitsaufwand entsprach, so konnte man beim Vorwärtshub nur eine dieser Füllung entsprechende, also verhältnifsmäfsig geringe Leistung erzielen. Nahm man dagegen einen gröfseren Füllungsgrad, so wirkte das auf die sparsame Betriebsweise ungünstig ein, da dann beim Rückwärtshub des Kolbens eine gröfsere Menge des Betriebsmittels eingelassen wurde, als der zu leistenden Arbeit entsprach.

Der Gesteinbohrer soll obige Mängel dadurch beseitigen, dafs durch die eigenartige Anordnung der Ein- und Auslafsöffnungen beim Vorwärtshub der Füllungsgrad ein gröfserer ist und die Expansionsperiode später eintritt als beim Rückwärtshub des Kolbens, wodurch einmal eine gröfsere Leistung des Bohrers gegenüber anderen Bohrern derselben Gattung und ferner ein sparsamerer Betriebsmittelverbrauch erzielt wird.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung veranschaulicht, und zwar in

Fig. ι im mittleren Längsschnitt, mit abgebrochener Bohrspindel,

Fig. 2 bis 5 in Schnittansichten, zur Veranschaulichung des Kolbens in verschiedenen Stellungen.

α bezeichnet den Cylinder, b den darin angeordneten Kolben mit Kolbenstange c, an welcher das durch den unteren Cylinderkopf d hindurchgehende Bohrfutter sitzt.

Der Cylinder α kann auf einem Mantel g angeordnet sein, und im oberen Cylinderkopf e befindet sich ein Drehmechanismus f.

Jedes Cyiinderende ist in bekannter Weise mit einem besonderen Einlafskanal versehen, während eine gemeinsame Eintrittsöffnung für das Betriebsmittel, Dampf, Luft oder dergl., vorhanden ist. Der Einlafskanal des vorderen Cylinderendes ist mit h bezeichnet, derjenige des hinteren Cylinderendes mit i. j ist der Auspuff des vorderen Cylinderendes, k der Auspuff des hinteren Cylinderendes. / ist die gemeinsame Eintrittsöffnung, die mit einem ringförmigen Kanal m im Cylinderinnern in Verkehr steht. Der Kolben b ist mit einem schwächeren mittleren Theil η versehen, welcher durch zwei Schultern 0 und ρ begrenzt ist. Die Einlafs- und Auspufföffnungen des Cylinders werden durch die beiden Kolbenenden geregelt.

Befindet sich Kolben b in der in Fig. 1 bezw. 5 veranschaulichten Stellung, so ist der Einlafskanal i des hinteren Cylinderendes durch die Kammer m nach der Eintrittsöffnung / hin

geöffnet, während der Einlafskanal h am vorderen Cylinderende geschlossen ist. Andererseits ist der Auspuff j des vorderen Cylinderendes nach der Atmosphäre hin offen, während der Auspuff k des hinteren Cylinderendes geschlossen ist.

Kolben b befindet sich in Fig. ι und 5 in der äufsersten Endstellung seines Rückwärtshubes. Obwohl bei dieser Kolbenstellung der Einlafskanal i zur Eintrittsöffnung hin offen ist, wie aus Fig. 1 und 5 ersichtlich, ist das hintere Ende des Kanals i durch den Kolben b geschlossen. In dem letzteren Theil seines Hubes drückt der Kolben, nachdem er über das hintere Ende des Einlafskanals i weggegangen ist, das Betriebsmittel zusammen, das, da es nirgends entweichen kann, auf den Kolben als Buffer wirkt und darauf durch seine Ausdehnungskraft den Kolben wieder nach vorn treibt, bis das hintere Ende des Kanals i freigelegt ist. In diesem Zeitpunkt tritt das durch die Einlrittsöffnung / und Kammer m in den Kanal i eintretende Betriebsmittel hinter den Kolben im hinteren Cylinderende und treibt denselben weiter nach vorn, bis Schulter ρ das vordere Ende des Kanals i schliefst, wodurch das Betriebsmittel abgeschnitten wird.

Während der ganzen Kolbenbewegung bis zu diesem Punkte ist der Auspuff j im vorderen Cylinderende geöffnet gewesen. In dem Augenblick aber, wenn Schulter ρ das vordere Ende des Kanals i absperrt, schiebt sich das vordere Ende des Kolbens b über den Auspuff j (Fig. 4) und der Kolben wird von jetzt ab nur noch durch die Ausdehnungskraft des in dem hinteren Cylinderende eingeschlossenen Betriebsmittels nach vorn weiter getrieben, bis das hintere Ende des Kolbens den Auspuff k im hinteren Cylinderende freigiebt.

In diesem Zeitpunkt, d. h., wenn das hintere Kolbenende den Auspuff k öffnet, ist das vordere Kolbenende so weit nach vorn gekommen, dafs der Einlafskanal h am vorderen Cylinderende durch Schulter ο des Kolbens freigegeben wird und so mit der Eintrittsöffnung / durch Kanal m in Verbindung tritt (Fig. 3). Die weitere Kolbenbewegung nach vorn erfolgt jetzt nur noch durch die eigene lebendige Kraft des Kolbens und gegen den vollen Druck des in das vordere Cylinderende durch Kanal. Λ eintretenden Betriebsmittels. Die Abmessungen der Theile und die Stellung der Oeffnungen zu einander sind derart, dafs der Kolben seinen Vorwärtshub infolge seiner grofsen lebendigen Kraft, welche er erlangt hat, fortsetzt, bis er durch das Aufstofsen der Bohrstange gegen das Gestein aufgehalten wird.

Ist die lebendige Kraft des Kolbens aufgehoben, so wird das durch Kanal h in das vordere Cylinderende eingetretene Betriebsmittel den Kolben zurücktreiben.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist aber der Punkt der Betriebsmittelabsperrung beim Rückwärtshub des Kolbens ein viel früherer als beim Vorwärtshub, somit der Füllungsgrad also kleiner. Sobald Schulter 0 Kanal h gegen Kanal m abgesperrt hat, wird der Kolben nur noch durch die Ausdehnungskraft des in dem vorderen Cylinderende befindlichen Betriebsmittels zurückgetrieben. In demselben Zeitpunkt aber, in welchem der Einlafs des Betriebsmittels zum vorderen Cylinderende abgeschnitten wird, wird auch der Auspuff im hinteren Cylinderende durch den Kolben abgeschnitten (Fig. 3), die Expansionsperiode findet also ebenso wie beim Vorwärtshub des Kolbens statt, während beide Cylinderenden sowohl gegen Einlafs- als Auspufförfnungen abgesperrt sind.

Auch beim Rückwärtshub des Kolbens wird der letzte Theil der Bewegung sich infolge der eigenen lebendigen Kraft des Kolbens vollziehen, nur dafs in diesem Falle dieselbe weit geringer ist als beim Vorwärtshub, da eine frühere Abschneidung des Betriebsmittels stattgefunden hat. Gleichzeitig hiermit hat aber auch eine frühere Absperrung des Auspuffes im hinteren Cylinderende stattgefunden, und das hier eingeschlossene Betriebsmittel wirkt, wie bereits erwähnt, als ein kräftiger Buffer gegen die Bewegung ' des Kolbens. Durch diese Bufferwirkung wird aber ein voller Rückwärtshub des Kolbens nicht verhindert. Dies ist wesentlich, aus dem Grunde, weil, wenn eine Bewegungsumkehr des Kolbens stattfände, bevor derselbe das Ende seines Hubes erreicht hätte, der Vorwärtshub des Kolbens ein Bedeutendes seiner Wirkungsweise einbüfsen würde.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Ventilloser Gesteinbohrer mit besonderen Einlafs- und Auslafsöffnungen an jedem Cylinderende und einer gemeinsamen Eintrittsöffnung für beide Cylinderenden, dadurch gekennzeichnet, dafs durch die Anordnung der Kanäle und durch die Ausbildung des Kolbens erreicht wird, dafs der Füllungsgrad am hinteren Cylinderende gröfser wird als am vorderen Cylinderende.

2. Ventilloser Gesteinbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs bei jedem Kolbenhub die Auslafsabsperrung vor dem Kolben früher eintritt als die Oeffnung des Auslasses hinter dem Kolben.

3. Ventilloser Gesteinbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs die Expansion des Betriebsmittels an jedem Cylinderende nur stattfindet während der Zeit, wenn an dem anderen Cylinderende die Einlafs- und Auslafsöffnung abgesperrt sind, so jedoch,

dafs bei einem vollen Kolbenhub die Expansionsperiode während des Vorwärtshubes später eintritt als beim Rückwärtshub. Ventilloser Gesteinbohrer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die Expansionsperiode während des Vorwärts- und Rückwärtshubes im Wesentlichen dieselbe ist, während die von dem Kolben während eines vollen Hubes in jeder Richtung bis zum Punkte der Einlafsabsperrung zurückgelegte Strecke im Wesentlichen gleich der von dem Kolben während eines vollen Hubes in der anderen Richtung während der Auspuffperiode zurückgelegte Strecke ist, so jedoch, dafs jene Strecke bei einem vollen Kolbenhub zweimal so grofs ist beim Vorwärtshub als beim Rückwärtshub des Kolbens.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.