DE1448556B2 - Einrichtung zum erzeugen seismischer schwingungen - Google Patents
Einrichtung zum erzeugen seismischer schwingungenInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Er- Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung
zeugen seismischer Schwingungen mit einem die besteht darin, daß der Rahmen sehr massiv ausSchwingungen
abgebenden Rahmen, in dem ein von geführt werden muß. Dies ist nicht nur aus Transeiner Bohrung durchsetztes Bauteil großer Masse mit- portgründen, sondern auch aus Gründen des Wirteis
eines Hydraulikmotors hin und her beweglich ist, 5 kungsgrades unerwünscht. Es ist nämlich bekannt,
der einen Zylinder und einen Kolben mit Kolben- daß die Gesamtmasse der mit der Erdoberfläche gestänge
enthält. koppelten Anordnung möglichst gering sein soll.
Bei einem aus der USA.-Patentschrift 2 688 124 Die bekannten Einrichtungen zur Erzeugung seisbekannten
seismischen Verfahren zum Erforschen der mischer Schwingungen eignen sich außerdem sehr
Struktur des Erdinneren wird in der Erde ein seis- io schlecht zum Erzeugen von Scherungs- oder Transmisches
Schwingungssignal gesteuerter Frequenz er- Versalschwingungen, also seismischen Wellen, bei
zeugt. Das Schwingungssignal breitet sich in das Erd- denen die Teilchenbewegung quer zur Ausbreitungsinnere
aus, wird dort von Unstetigkeiten u. dgl. nach richtung verläuft. Es ist andererseits bekannt, daß
oben reflektiert und in Form eines Signalgemisches sich Transversalschwingungen besonders gut für seisaufgezeichnet,
das eine Anzahl von Komponenten 15 mische Untersuchungen eignen, wenn seismische
des ausgesendeten Signals enthält, die sich mit ver- Schwingungen mit ausreichender Amplitude und mit
schiedener zeitlicher Phasenlage überlagern. Das auf- gesteuertem Frequenzinhalt erzeugt werden können,
gezeichnete Signalgemisch wird dann mit einem Be- Bei den bisherigen Einrichtungen zum Erzeugen von
zugssignal, das dem ursprünglich ausgesendeten Si- seismischen Transversalschwingungen war dies bisher
gnal entspricht, korreliert, um die gewünschten geolo- 20 nicht einwandfrei möglich,
gischen Daten zu erhalten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben
gischen Daten zu erhalten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben
Es ist von dem Erfinder außerdem bereits ein Ver- geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Einfahren
der geophysikalischen Prospektion vor- richtung der eingangs genannten Art zum Erzeugen
geschlagen worden, bei dem lineare Horizontal- seismischer Schwingungen anzugeben, die einfach und
Schwingungen bestimmter Frequenz zusammen mit 25 betriebssicher ist, bei relativ geringem Eigengewicht
gleichfrequenten Torsionsschwingungen um eine Ver- Nutzschwingungen großer Amplitude zu erzeugen getikalachse
mit einer gegenseitigen Phasenverschie- stattet und sich auch gut für die Erzeugung von Transbung
von 180° von einem ersten Ort ausgesandt wer- Versalschwingungen eignet.
den und an einem zweiten Ort auf der Erdoberfläche Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der ein-
die zugehörigen, von seismischen Horizonten reflek- 30 gangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch
tierten Wellen aufgefangen werden (deutsches Patent erreicht, daß der Zylinder des Hydraulikmotors in
1448 550). Einrichtungen zum Erzeugen dieser Schwin- der das Bauteil großer Masse durchsetzenden Boh-
gungen sind nicht Gegenstand dieses Vorschlags. rung befestigt ist und daß der Kolben mit dem Rah-
Zum Erzeugen seismischer Schwingungen in der men durch zwei Kolbenstangen verbunden ist, die
Erde ist bereits eine Anzahl von Einrichtungen be- 35 sich vom Kolben in entgegengesetzten Richtungen aus
kannt, die praktisch alle im wesentlichen ein Kopp- der das Bauteil großer Masse durchsetzenden Boh-
lungsglied, durch das die seismischen Schwingungen rung zum Rahmen erstrecken, dort befestigt sind und
in die Erde übertragen werden, ein Bauteil großer das längs ihnen hin und her bewegliche Bauteil gro-
Masse und einen Motor zum Hin- und Herbewegen ßer Masse in der Bewegungsrichtung führen,
des Bauteiles großer Masse bezüglich des Kopplungs- 40 Bezüglich der weiteren Ausgestaltung der Erfin-
gliedes enthalten. Als Antriebsmotoren sind hydrau- dung wird auf die Unteransprüche verwiesen,
lische Antriebe mit geradlinigem Arbeitshub, Magnet- Die Erfindung wird im folgenden an Hand von
spulen mit Anker und mechanisch arbeitende Vor- in der Zeichung dargestellten Ausführungsbeispielen
richtungen, ζ. B. zwei gegenläufig umlaufende exzen- näher erläutert; es zeigt
trische Massen, bekannt. 45 F i g. 1 eine teilweise geschnittene, etwas ver-
In der Praxis haben sich bisher hydraulische An- einfachte Seitenansicht einer Einrichtung zum Er-
triebe am besten bewährt, da sich mit ihnen die stärk- zeugen seismischer Scherungsschwingungen,
sten Schwingungssignale erzeugen lassen. F i g. 2 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 dar-
.· Die zur Zeit wohl gebräuchlichste bekannte Ein- gestellte Einrichtung, wobei wieder der mittlere Teil
richtung zum Erzeugen seismischer Schwingungen mit 50 geschnitten dargestellt ist,
hydraulischem Antrieb ist in der USA.-Patentschrift Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teiles der in
3 143 181 beschrieben und enthält eine Grundplatte, Fig. 1 dargestellten Einrichtung und
die im Betrieb gegen die Erdoberfläche gepreßt wird, Fig. 4 eine etwas vereinfachte Seitenansicht einer einen mit der Grundplatte verbundenen Rahmen, an anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher dem ein Hydraulikzylinder befestigt ist, in dem ein 55 der mittlere Teil im Schnitt dargestellt ist, um Einzel-Kolben mit Kolbenstange hin und her beweglich ist, heiten des Aufbaues zu zeigen,
und ein Bauteil großer Masse, das im Rahmen hin Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erfindungsge- und her beweglich geführt und mit der eine Bohrung mäße Einrichtung 10 enthält ein im ganzen mit 12 des Bauteiles durchsetzenden Kolbenstange verbun- bezeichnetes Bauteil, das eine Reaktionsmasse bildet, den ist. Die Kolbenstange ist beidseits des Bauteiles 60 Das Bauteil 12 wird von einer durchreichenden großer Masse verschiebbar im Rahmen gelagert. Zylinderbohrung 14 durchsetzt, in dem eine hin und
die im Betrieb gegen die Erdoberfläche gepreßt wird, Fig. 4 eine etwas vereinfachte Seitenansicht einer einen mit der Grundplatte verbundenen Rahmen, an anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher dem ein Hydraulikzylinder befestigt ist, in dem ein 55 der mittlere Teil im Schnitt dargestellt ist, um Einzel-Kolben mit Kolbenstange hin und her beweglich ist, heiten des Aufbaues zu zeigen,
und ein Bauteil großer Masse, das im Rahmen hin Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erfindungsge- und her beweglich geführt und mit der eine Bohrung mäße Einrichtung 10 enthält ein im ganzen mit 12 des Bauteiles durchsetzenden Kolbenstange verbun- bezeichnetes Bauteil, das eine Reaktionsmasse bildet, den ist. Die Kolbenstange ist beidseits des Bauteiles 60 Das Bauteil 12 wird von einer durchreichenden großer Masse verschiebbar im Rahmen gelagert. Zylinderbohrung 14 durchsetzt, in dem eine hin und
Einrichtungen der obenerwähnten Art haben sich her verschiebbare Kolbenanordnung 16 angeordnet
zwar gut bewährt, sie lassen jedoch noch in mancher ist, die aus einem Kolben 18 und zwei sich in entHinsicht
zu wünschen übrig. Es hat sich insbesondere gegengesetzter Richtung erstreckenden Kolbenstangezeigt,
daß die Führung der Kolbenstange und des 65 gen 20, 22 besteht. Die aus der Zylinderbohrung 14
hin und her beweglichen Bauteiles leicht zu Störun- herausreichenden Enden der Kolbenstangen 20, 22
gen Anlaß gibt und daß der Wartungsaufwand so- sind durch einen Rahmen 24 verbunden,
wie der Verschleiß erheblich sind. Das die Reaktionsmasse bildende Bauteil 12 um-
wie der Verschleiß erheblich sind. Das die Reaktionsmasse bildende Bauteil 12 um-
faßt einen etwas länglichen und im Querschnitt etwa quadratischen Block 25 aus Stahl oder einem anderen
geeigneten Werkstoff. Der Block 25 wird in Längsrichtung durch eine zylindrische Bohrung 26 durchsetzt,
deren entgegengesetzte Enden bei 28 und 30 erweitert sind. In der Bohrung 26 ist eine rohrförmige
Zylinderbuchse 31 angeordnet, die vom Boden der Erweiterung 28 zum Boden der Erweiterung 30
reicht. Die Innenwand der rohrförmigen Zylinderbuchse 31 bildet einen hydraulischen Arbeitszylinder,
in dem der Kolben 18 verschiebbar angeordnet ist. Die Enden des Arbeitszylinders werden von zwei
Lagereinsätzen 32, 34 geschlossen, in denen die Kolbenstangen 20 bzw. 22 gleiten können, so daß
Arbeitskammern 36, 38 auf beiden Seiten des KoI-bens 18 gebildet werden. Die inneren Lagereinsätze
32, 34 bilden außerdem Dichtungen für unter hohem Druck stehendes Öl um die Kolbenstangen. Hinter
den inneren Lagereinsätzen 32, 34 sind geeignete Niederdruckpackungen 40, 42 angeordnet, die die
Kolbenstangen 20 bzw. 22 umgeben. In die Enden der Zylinderbuchse 31 sind dann schließlich zwei
Halterungs- und Lagereinsätze 44, 46 eingesetzt, die ausladende Flanschteile aufweisen, welche von den
Erweiterungen 28, 30 aufgenommen werden. Die Halterungseinsätze 44, 46 können mit dem Block 25
verschraubt sein, wie noch genauer beschrieben wird.
Mit den Kammern 36, 38 in der Zylinderbohrung 14 auf den beiden Seiten des Kolbens 18 stehen zwei
Hydraulikkanäle50, 52 in Verbindung. Die Strömung eines unter hohen Druck stehenden Arbeitsmediums in den Kanälen 50, 52 wird durch ein elektrisch
betätigtes Servoventil 54 so gesteuert, daß die Kolbenanordnung 16 eine hin- und hergehende Bewegung
relativ zu der Reaktionsmasse 12 ausführt, wie noch genauer erläutert wird.
Der Rahmen 24 besteht im wesentlichen aus einer Grundplatte 16 und zwei Endplatten 62, 64, die im
rechten Winkel starr mit der Grundplatte verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen. Die Enden der
Kolbenstangen 20, 22 laufen in verjüngte Zapfenteile 66, 68 aus, die Schultern 70 bzw. 72 bilden und von
halbkreisförmigen Ausschnitten 74, 76 der Endplatten 62 bzw. 64 aufgenommen werden. Die Zapfenteile
werden durch Spannblöcke 78 bzw. 80 gehalten, die durch Bolzen 82, 84 (F i g. 2) mit den Endplatten
62, 64 verschraubt sind, ferner durch große Schraubenbolzen 86, 88 mit Sechskantkopf, die noch
in die Enden der Zapfenteile 66, 68 eingeschraubt sind. Durch die Endplatte 62 und eine Bohrung 92
im Block 25 kann sich ein langer Bolzen 90 erstrecken, der in ein Gewindeloch 94 in der anderen
Endplatte 64 eingeschraubt ist, um zu gewährleisten, daß sich das Bauteil 12 beim Verschieben nicht um
die Kolbenstangen 20, 22 dreht.
Mit der Grundplatte 60 ist durch eine Anzahl von Schraubenbolzen 98 eine abnehmbare Kopplungsplatte
96 verbunden. Die Kopplungsplatte hat vor-1 zugsweise wenigstens annähernd die gleichen Abmessungen
wie die Grundplatte 60 und ist mit einer Anzahl von Vorsprüngen 100 versehen, die auf irgendeine
geeignete Weise angebracht sein können. Die Vorsprünge 100 sind vorzugsweise mit ebenen Flächen
versehen, die in entgegengesetzten Richtungen im wesentlichen längs der Längsachse der Kolbenan-Ordnung
16 weisen. Vorzugsweise sind die Vorsprünge 100 pyramidenförmig und besitzen gegenüberliegende
flache Seiten, wie dargestellt ist, außerdem stellen sie gleichzeitig scharfe Spitzen dar, die
leicht in die Erdoberfläche eintreten. Die Größe der Vorsprünge 100 hängt von dem Material der Unterlage
ab, mit der die Einrichtung 10 gekoppelt werden soll. Wenn die Einrichtung beispielsweise mit einem losen,
sandigen Boden gekoppelt werden soll, können die Vorsprünge 100 beispielsweise bis zu etwa 30 cm über
die Fläche der Kopplungsplatte 96 vorspringen und dabei praktisch die gleiche pyramidenartige Form aufweisen.
Es ist einleuchtend, daß man in diesem Falle nur eine kleine Anzahl von Vorsprüngen 100 verwenden
wird, beispielsweise vier, und die Vorsprünge werden dann vorzugsweise so nahe wie möglich an
den Enden der Kopplungsplatte 96 angeordnet. Wenn die Einrichtung 10 andererseits mit einer harten
Fläche, z.B. einer gepflasterten Straße, gekoppelt werden soll, was häufig der Fall sein wird, brauchen die
Vorsprünge 100 nur gerade so groß sein, daß ein Rutschen der Kopplungsplatte 96 auf der Unterlage
vermieden wird. Da die Kopplungsplatte 96 leicht von der Grundplatte 60 gelöst werden kann, wird
man auf alle Fälle als Standardausrüstung eine Anzahl von Kopplungsplatten 96 mit Vorsprüngen 100
verschiedener Größe vorsehen, so daß man bei Untersuchungen im Gelände nach Bedarf schnell eine
Kopplungsplatte mit Vorsprüngen geeigneter Größe anbringen kann.
Um die Vorsprünge 1Ö0 in die Erdoberfläche zu drücken und um zu gewährleisten, daß das Kopplungsglied
im Betrieb dauernd mit der Erde gekoppelt ist, muß eine statische Belastung zur Einwirkung
gebracht werden, die den Schwingungserzeuger am Boden hält, wenn das Gesamtgewicht des Schwingungserzeugers
hierfür nicht ausreicht, was fast immer der Fall sein wird. An den entgegengesetzten
Enden der Grundplatte 60 werden daher zwei im ganzen mit 102 und 104 bezeichnete Niederhalteeinrichtungen
angeordnet. An die Enden der Grundplatte 60 sind zwei längliche rechteckige Platten 106 angeschweißt,
an denen wiederum zwei querverlaufende, nach unten weisende, kanalartige U-Profile
110, 112 verschweißt sind. Zwei vertikale Stützen 114, 116 sind mit einer Hydraulikanordnung verbunden,
die von einem Transportfahrzeug getragen wird und die Stützen zu heben und zu senken gestattet.
An den unteren Enden der vertikalen Stützen 114, 116 sind jeweils weitere kanalartige U-Profile 118,
120 angebracht. Zwischen den Profilen 118 und 110 sowie den Profilen 120 und 112 sind jeweils vier
nachgiebige Luftkissensäcke 122 bzw. 124 angeordnet, die an den Profilen 118, 110 bzw. 120, 112 in
irgendeiner geeigneten Weise befestigt sind, um sie an Ort und Stelle zu halten. Wenn also die vertikalen
Stützen 114, 116 abgesenkt werden, wird die von den Stützen nach unten ausgeübte Kraft nachgiebig bzw.
federnd über die Luftsäcke 122, 124 auf die Grundplatte 60 übertragen.
Die Profilell8, 110 bzw. 120, 112 sind jeweils durch vier Ketten 126 bzw. 128 verbunden. Die Länge
der Ketten 126, 128 ist so bemessen, daß die Ketten sich lockern, wenn die Luftsäcke 122, 124 durch ein
Gewicht zusammengepreßt werden, während sich die Ketten spannen, bevor eine Beschädigung der Luftsäcke
122, 124 eintreten kann, wenn die vertikalen Stützen zum Anheben des Schwingungserzeugers 10
nach oben verfahren werden. Mit dem Profil 118 sind außerdem zwei an den äußeren Enden 132 geschlossene
Rohre 130 verschweißt, die jeweils eine
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Schraubenfeder 134 aufnehmen, welche leicht zwi- einem Strömungskanal 194 im Block 25, der gesehen
den äußeren Enden 132 der Rohre und der strichelt dargestellt ist und mit dem Auslaß oder der
Endplatte 62 zusammengedrückt sind. Mit dem Pro- Niederdruckseite der Hydraulikanlage in Verbindung
fil sind entsprechende Rohre 136 mit geschlossenen steht, wie noch näher beschrieben wird. Zur Abdichäußeren
Enden 138 verschweißt, sie nehmen jeweils 5 tung des Arbeitsmediums in der Ringnut 192 dient
Schraubenfedern 140 auf, die mit leichtem Druck eine weitere O-Ring-Dichtung, die zwischen zwei Abzwischen
den geschlossenen Enden 138 und der End- standshalterringen in einer Nut 198 in der Außenplatte 64 zusammengedrückt sind. Wenn also der seite der Zylindermuffe 31 angeordnet ist.
Rahmen 24 hin- und herbewegt wird, halten die Der Außendurchmesser des am weitesten innen Federn 134, 140 den Schwingungserzeuger 10 in der io gelegenen Endes 200 des inneren Lagereinsatzes 34 Mitte zwischen den Stützen 114, 116, ohne die Be- ist so bemessen, daß dieses Ende in das mittlere Teil wegung des Kopplungsgliedes 24 zu stören. 166 der Zylindermuffe 31 paßt, das den kleinsten Die beiden Enden des als Reaktionsmasse wirken- Innendurchmesser hat. Ein dickeres Außenteil 302 den Bauteiles 12 sind praktisch gleichartig aufgebaut, des Einsatzes 34 wird im Paßsitz von der Erweite- und daher wird nur das in F i g. 1 rechte Ende an 15 rung 168 aufgenommen, wobei eine Ringschulter 204 Hand der F i g. 3, die einige wichtige Einzelheiten an der Schulter 170 anliegt. Die Schulter 204 ist mit der Erfindung genauer zeigt, näher beschrieben. Wie einer Justier- oder Passungskerbe 206 versehen, die F i g. 3 zeigt, stellt die Kolbenanordnung 16 ein Teil einen Stift 208 aufnimmt, der aus einer Bohrung in der Masse des Rahmens 24 dar, welche mit der Erde der Schulter 170 herausreicht und gewährleistet, daß gekoppelt ist und so leicht wie möglich sein soll, 20 der innere Lagereinsatz 34 richtig orientiert wird. Die was durch die folgende Konstruktion erreicht wird. Innenseite des inneren Lagereinsatzes 34 nimmt die Der Kolben 18 kann bearbeitet werden, so daß er Kolbenstange 22 in einem engen Gleitsitz auf und ist die endgültigen Außenabmessungen aufweist, ein- mit einer Anzahl von ringförmigen Öldichtungsnuten schließlich der Nuten 150 zur Aufnahme üblicher 210 versehen, durch die in bekannter Weise eine Kolbenringe 152. Die Kolbenstange 22 wird aus 25 Abdichtung zweier Metallflächen gegeneinander ereinem Stück Stahlrohr 156 hergestellt, das über den reicht werden kann. Der Außendurchmesser des inneeinen von zwei in entgegengesetzten Richtungen vor- ren Lagereinsatzes 34 ist im Anschluß an das innerste springenden Zapfen 154 am Kolben geschoben und Ende etwas kleiner als der Innendurchmesser des am Umfang durch eine Schweißnaht 158 befestigt engsten Stückes 166 der Zylindermuffe 31, so daß ein wird. Das Ende der Kolbenstange 22 wird dadurch 30 ringförmiger Strömungskanal 212 gebildet wird. In gebildet, daß in das Ende des Stahlrohres 156 ein der Außenwand des Einsatzes 34 ist außerdem eine Stopfen 160 mit einer Schulter 162 eingeschoben und exzentrische Nut 214 gebildet, die in Umfangsrichmit einer längs des Umfanges verlaufenden Schweiß- tung mit dem Kanal 212 in Verbindung steht. Die naht 164 zwischen der Schulter 162 und dem Ende tiefste Stelle der exzentrischen Nut 214 deckt sich des Rohres 156 befestigt wird. Die Kolbenstange 22 35 außerdem mit der Radialbohrung 178 in der Zylinderkann dann auf einer Drehbank auf den gewünschten muffe 31. Die Hydraulikleitung 52 umfaßt also die Außendurchmesser abgedreht werden. Das Ende des radiale Bohrung 178, die exzentrische Nut 214 und Stopfens 160 bildet dann den Zapfen 68, der mit den ringförmigen Strömungskanal 212. Zur vollstäneiner Gewindebohrung für die Sechskantschraube 88 digen Abdichtung der Leitung 52 ist ein O-Ring 216 versehen werden kann. 40 zwischen zwei Halteringen in einer Ringnut 218 in Wie erwähnt, ist der Block 25 mit einer Bohrung der Außenfläche des inneren Lagereinsatzes 34 an-26 konstanten Durchmessers versehen, die die geordnet. Durch eine Anzahl von Radialbohrungen Zylindermuffe 31 aufnimmt. Zwischen der Zylinder- 220 wird eine Verbindung zwischen einer der öldichmuffe 31 und dem Block 25 ist ein Keil 169 vorgese- tungsnuten 211 und einer Ringnut 222 in der Außen- ,% hen, durch den die richtige Orientierung der Muffe 45 fläche des Einsatzes 34 hergestellt. Die Ringnut 222 · innerhalb der Bohrung aufrechterhalten wird. Die steht mit der Radialbohrung 190 in der Zylindermuffe Zylindermuffe 31 weist im mittleren Teil 166, der den 31 in Verbindung. Es ist ersichtlich, daß zwischen Kolben 18 aufnimmt und in üblicher Weise dicht ver- der Kammer 38 und der Dichtungsnut 211, die mit schiebbar lagert, einen konstanten Innendurchmesser der Radialbohrung 220 in Verbindung steht, ein auf. Die Zylindermuffe 31 ist unter Bildung einer 50 Stück beträchtlicher Länge liegt, so daß eine ausreiersten Erweiterung 168 aufgebohrt, wobei eine Schul- chende Anzahl von Dichtungsnuten 210 vorhanden ter 170 gebildet wird. Die Erweiterung 168 ist mit ist, die ein nennenswertes Abfließen des Arbeitseiner zweiten Aufbohrung 172 versehen, so daß das mediums zwischen der unter hohem Druck stehenäußere Ende der Erweiterung 168 mit einem Gewinde den Kammer 38 und der unter niederem Druck 174 versehen werden kann. Außerdem ist die 55 stehenden Nut 211 verhindern, von welch letzterer Zylindermuffe 31 mit zwei radialen Bohrungen 176, das Arbeitsmedium durch die Radialbohrungen 220, versehen, die Teile der Kanäle 50 bzw. 52 für 190 und den Kanal 194 zum Niederdruckauslaß des das Arbeitsmedium bilden. Auf entgegengesetzten Systems abströmen kann. Im Außenende des Lager-Seiten der radialen Bohrung 178 sind in Nuten 184, einsatzes 34 sind zwei oder mehr Gewindelöcher 224 zwei O-Ring-Dichtungen 180 zwischen Halte- 60 vorgesehen, in die Schraubenbolzen eingesetzt werrungsringen 182 angeordnet, die eine Abdichtung für den können, um die Entfernung des Einsatzes 34 aus das Arbeitsmedium bilden. Entsprechende Dicht- der Zylindermuffe 31 zu erleichtern. Der Einsatz 34 ^ tungsringe 188, von denen nur einer in F i g. 3 dar- wird mit an der Schulter 204 anliegender Schulter " gestellt ist, dichten die radiale Bohrung 176 nach bei- 170 in der Zylindermuffe 31 durch den inneren den Seiten ab. Eine weitere radiale Bohrung 190, die 65 Halterungsring 226 gehalten, der in das Gewinde 174 die Zylindermuffe 31 durchsetzt, steht mit einer Ring- eingeschraubt ist. Das äußere Ende des mit dem nut 192 in der Außenwand der Zylindermuffe 31 in Gewinde versehenen Halterungsringes 226 kann zwei Verbindung. Die Ringnut 192 kommuniziert mit oder mehr einander gegenüberliegende und radial ver-
Rahmen 24 hin- und herbewegt wird, halten die Der Außendurchmesser des am weitesten innen Federn 134, 140 den Schwingungserzeuger 10 in der io gelegenen Endes 200 des inneren Lagereinsatzes 34 Mitte zwischen den Stützen 114, 116, ohne die Be- ist so bemessen, daß dieses Ende in das mittlere Teil wegung des Kopplungsgliedes 24 zu stören. 166 der Zylindermuffe 31 paßt, das den kleinsten Die beiden Enden des als Reaktionsmasse wirken- Innendurchmesser hat. Ein dickeres Außenteil 302 den Bauteiles 12 sind praktisch gleichartig aufgebaut, des Einsatzes 34 wird im Paßsitz von der Erweite- und daher wird nur das in F i g. 1 rechte Ende an 15 rung 168 aufgenommen, wobei eine Ringschulter 204 Hand der F i g. 3, die einige wichtige Einzelheiten an der Schulter 170 anliegt. Die Schulter 204 ist mit der Erfindung genauer zeigt, näher beschrieben. Wie einer Justier- oder Passungskerbe 206 versehen, die F i g. 3 zeigt, stellt die Kolbenanordnung 16 ein Teil einen Stift 208 aufnimmt, der aus einer Bohrung in der Masse des Rahmens 24 dar, welche mit der Erde der Schulter 170 herausreicht und gewährleistet, daß gekoppelt ist und so leicht wie möglich sein soll, 20 der innere Lagereinsatz 34 richtig orientiert wird. Die was durch die folgende Konstruktion erreicht wird. Innenseite des inneren Lagereinsatzes 34 nimmt die Der Kolben 18 kann bearbeitet werden, so daß er Kolbenstange 22 in einem engen Gleitsitz auf und ist die endgültigen Außenabmessungen aufweist, ein- mit einer Anzahl von ringförmigen Öldichtungsnuten schließlich der Nuten 150 zur Aufnahme üblicher 210 versehen, durch die in bekannter Weise eine Kolbenringe 152. Die Kolbenstange 22 wird aus 25 Abdichtung zweier Metallflächen gegeneinander ereinem Stück Stahlrohr 156 hergestellt, das über den reicht werden kann. Der Außendurchmesser des inneeinen von zwei in entgegengesetzten Richtungen vor- ren Lagereinsatzes 34 ist im Anschluß an das innerste springenden Zapfen 154 am Kolben geschoben und Ende etwas kleiner als der Innendurchmesser des am Umfang durch eine Schweißnaht 158 befestigt engsten Stückes 166 der Zylindermuffe 31, so daß ein wird. Das Ende der Kolbenstange 22 wird dadurch 30 ringförmiger Strömungskanal 212 gebildet wird. In gebildet, daß in das Ende des Stahlrohres 156 ein der Außenwand des Einsatzes 34 ist außerdem eine Stopfen 160 mit einer Schulter 162 eingeschoben und exzentrische Nut 214 gebildet, die in Umfangsrichmit einer längs des Umfanges verlaufenden Schweiß- tung mit dem Kanal 212 in Verbindung steht. Die naht 164 zwischen der Schulter 162 und dem Ende tiefste Stelle der exzentrischen Nut 214 deckt sich des Rohres 156 befestigt wird. Die Kolbenstange 22 35 außerdem mit der Radialbohrung 178 in der Zylinderkann dann auf einer Drehbank auf den gewünschten muffe 31. Die Hydraulikleitung 52 umfaßt also die Außendurchmesser abgedreht werden. Das Ende des radiale Bohrung 178, die exzentrische Nut 214 und Stopfens 160 bildet dann den Zapfen 68, der mit den ringförmigen Strömungskanal 212. Zur vollstäneiner Gewindebohrung für die Sechskantschraube 88 digen Abdichtung der Leitung 52 ist ein O-Ring 216 versehen werden kann. 40 zwischen zwei Halteringen in einer Ringnut 218 in Wie erwähnt, ist der Block 25 mit einer Bohrung der Außenfläche des inneren Lagereinsatzes 34 an-26 konstanten Durchmessers versehen, die die geordnet. Durch eine Anzahl von Radialbohrungen Zylindermuffe 31 aufnimmt. Zwischen der Zylinder- 220 wird eine Verbindung zwischen einer der öldichmuffe 31 und dem Block 25 ist ein Keil 169 vorgese- tungsnuten 211 und einer Ringnut 222 in der Außen- ,% hen, durch den die richtige Orientierung der Muffe 45 fläche des Einsatzes 34 hergestellt. Die Ringnut 222 · innerhalb der Bohrung aufrechterhalten wird. Die steht mit der Radialbohrung 190 in der Zylindermuffe Zylindermuffe 31 weist im mittleren Teil 166, der den 31 in Verbindung. Es ist ersichtlich, daß zwischen Kolben 18 aufnimmt und in üblicher Weise dicht ver- der Kammer 38 und der Dichtungsnut 211, die mit schiebbar lagert, einen konstanten Innendurchmesser der Radialbohrung 220 in Verbindung steht, ein auf. Die Zylindermuffe 31 ist unter Bildung einer 50 Stück beträchtlicher Länge liegt, so daß eine ausreiersten Erweiterung 168 aufgebohrt, wobei eine Schul- chende Anzahl von Dichtungsnuten 210 vorhanden ter 170 gebildet wird. Die Erweiterung 168 ist mit ist, die ein nennenswertes Abfließen des Arbeitseiner zweiten Aufbohrung 172 versehen, so daß das mediums zwischen der unter hohem Druck stehenäußere Ende der Erweiterung 168 mit einem Gewinde den Kammer 38 und der unter niederem Druck 174 versehen werden kann. Außerdem ist die 55 stehenden Nut 211 verhindern, von welch letzterer Zylindermuffe 31 mit zwei radialen Bohrungen 176, das Arbeitsmedium durch die Radialbohrungen 220, versehen, die Teile der Kanäle 50 bzw. 52 für 190 und den Kanal 194 zum Niederdruckauslaß des das Arbeitsmedium bilden. Auf entgegengesetzten Systems abströmen kann. Im Außenende des Lager-Seiten der radialen Bohrung 178 sind in Nuten 184, einsatzes 34 sind zwei oder mehr Gewindelöcher 224 zwei O-Ring-Dichtungen 180 zwischen Halte- 60 vorgesehen, in die Schraubenbolzen eingesetzt werrungsringen 182 angeordnet, die eine Abdichtung für den können, um die Entfernung des Einsatzes 34 aus das Arbeitsmedium bilden. Entsprechende Dicht- der Zylindermuffe 31 zu erleichtern. Der Einsatz 34 ^ tungsringe 188, von denen nur einer in F i g. 3 dar- wird mit an der Schulter 204 anliegender Schulter " gestellt ist, dichten die radiale Bohrung 176 nach bei- 170 in der Zylindermuffe 31 durch den inneren den Seiten ab. Eine weitere radiale Bohrung 190, die 65 Halterungsring 226 gehalten, der in das Gewinde 174 die Zylindermuffe 31 durchsetzt, steht mit einer Ring- eingeschraubt ist. Das äußere Ende des mit dem nut 192 in der Außenwand der Zylindermuffe 31 in Gewinde versehenen Halterungsringes 226 kann zwei Verbindung. Die Ringnut 192 kommuniziert mit oder mehr einander gegenüberliegende und radial ver-
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laufende Nuten aufweisen, in die ein geeignetes Werk- der Reaktionsmasse 12 des Schwingungserzeugers 10
zeug zum Drehen des Halterungsringes einsetzbar ist. entspricht und von einer Zylinderbohrung 314 durch-
Die Niederdruck-Dichtungspackung 42 enthält in setzt wird. Eine Kolbenanordnung 316, die im Auf-
erster Linie einen elastischen Dichtungsring 228 mit bau der Kolbenanordnung 16 der Einrichtung 10
C-förmigem Querschnitt wie dargestellt. Zwischen 5 weitgehend entspricht, umfaßt einen Kolben 318, der
dem Steg des C-förmigen Dichtungsringes 228 und verschiebbar in der Zylinderbohrung 314 gelagert ist,
dem inneren Halterungsring 226 ist ein Abstands- sowie eine obere Kolbenstange 320 und eine untere
halterring 230 angeordnet. Außen am Steg des Dich- Kolbenstange 322. Die Enden der Kolbenstangen
tungsringes 228 liegt ein äußerer Halterungsring 232 320, 322 sind durch einen als ganzes mit 324 bezeich-
mit etwa rechteckigem Querschnitt an, er wird durch io neten Rahmen verbunden, der eine Grund- oder
einen Sprengring 234 gehalten, der von einer Ring- Kopplungsplatte 326, die an der Oberfläche 328 der
nut 236 in der Innenfläche der Erweiterung 172 auf- Erde angreift, und ein bügelartiges Rahmenteil 330
genommen wird. ., umfaßt, das durch eine Schraube 336 mit dem oberen
Der Halterungs- und Lagereinsatz 46 umfaßt einen Ende der oberen Kolbenstange 320 verbunden ist und
Hals 240, der von der Erweiterung 172 aufgenom- 15 die Kolbenanordnung 316 in vertikaler Lage hält,
men wird, und einen Flansch 242, der von der Er- Ein Zapfen 332 am unteren Ende der Kolbenstange
Weiterung 30 aufgenommen wird. Der Flansch 242 ist 322 wird von einer Ausnehmung in der Grundplatte
mit dem Block 25 durch eine Anzahl von Schrauben 326 aufgenommen. Der Zapfen 334 am oberen Ende
244 verschraubt, von denen jedoch nur eine dar- der oberen Kolbenstange 320 reicht durch eine Öff-
gestellt ist. 20 nung in dem Rahmenteil 324 und nimmt den großen
Die Kolbenstange 22 wird in engem Gleitsitz von Schraubenbolzen 336 auf, wie oben bei der Einrich-
einer gehärteten Lagermuffe 246 aufgenommen, die tung 10 beschrieben worden ist. Um das untere Ende
durch einen Preßsitz im Einsatz 46 gehaltert ist. der unteren Kolbenstange 322 ist vorzugsweise eine
Die Kolbenstange 22 wird von einem ringförmigen große Ringscheibe 338 angeordnet, die, beispiels-Anschlag
248 umgeben, der mit dem Einsatz 46 durch 25 weise durch nicht dargestellte Schrauben, an der
Schrauben 250 verbunden ist. In der Endplatte 64 Kopplungsplatte 326 befestigt ist. Die Ringscheibe
und dem Spannblock 80 ist eine Ringnut 254 gebil- 338 ist am Anschluß an die Kolbenstange 322 mit
det, die ein ringförmiges Gummikissen 252 auf- einer Ringnut versehen, die einen elastischen Gumminimmt.
Wenn die Masse 12 . zu weit auswandert, einsatz 340 aufnimmt. Der Gummieinsatz 340 arbeischlägt
der Anschlag 248 an dem Kissen 252 an, so 30 tet mit einem Anschlagring 342 am unteren Ende der
daß also ein Anschlagen von Metall auf Metall und Masse 312 zusammen und stellt einen Stoßdämpfer
eine Beschädigung des Schwingungserzeugers vermie- dar, der wirksam wird, wenn die Masse 312 über
den werden. ihren normalen Hubbereich hinaus auswandert oder
Die Masse 12 wird im Betrieb durch einen induk- aus anderem Grunde an der Grundplatte 326 an-
tiven Geber (linearen Transformator) 260 zwischen 35 schlägt. Ein entsprechender elastischer Gummieinsatz
den Endplatten 62, 64 zentriert gehalten. Der Geber kann in einer Ringnut in der Unterseite des Rah-
260 enthält einen stabförmigen Kern 262, der längs mens 330 vorgesehen werden und arbeitet mit einem
der Achse einer Bohrung 264 im Flansch 242 und zweiten Anschlagring 344 zusammen, der die obere
einer Bohrung 266 im Block 25 verläuft und in ein Kolbenstange 344 umgibt und an der Masse 312 be-
Gewindeloch 268 im Block 25 eingeschraubt ist. Der 40 festigt ist.
stabförmige Kern 262 wird von einer zylindrischen Die Kopplungsplatte 326 wird durch eine statische
Steuerwicklung 270 umgeben, die in die Bohrungen Belastung sicher an der Oberfläche der Erde gehalten.
264, 266 reicht. Die Steuerwicklung 270 kann in Die statische Belastung wird durch aufrecht stehende
einer halbkreisförmigen Ausnehmung 271 im Spann- Stützen 346, 348 und eine geeignete Federanordnung,
block 80 durch einen zweiten Spannblock 272 und 45 z. B. Schraubenfedern 350, 352, erzeugt. Lockere
Schraubenbolzen 274 gehaltert sein. Der Spannblock Zugglieder, wie Ketten 354, 356, verbinden die Enden
und die Bestandteile des induktiven Gebers 260 sind der Stützen 346, 348 und die Enden der Kopplungsin
F i g. 2 nicht dargestellt, die Ausnehmung 271 und platte 326. Die Stützen 346, 348 sind beispielsweise
die Gewindelöcher 275 für die Bolzen 274 sind je- mit einer hydraulischen Hebevorrichtung auf einem
doch zu sehen. Das Ende der Steuerwicklung 270 50 Transportfahrzeug verbunden und gestatten einen bekann
durch einen Stopfen 276 verschlossen werden. trächtlichen Teil des Gewichtes des Fahrzeuges, z. B.
Die Arbeitsweise eines solchen linear arbeitenden in- eines Lastwagens, über die Feder 350, 352 auf die
duktiven Gebers ist an sich bekannt und bildet kei- Kopplungsplatte 326 zu übertragen. Die Eigenfrenen
Teil der vorliegenden Erfindung. quenz der Federn 350, 352 soll kleiner sein als die
Nachdem die Sechskantschraube 88 in den Zapfen 55 niedrigste Arbeitsfrequenz des Schwingungserzeugers,
68 der Kolbenstange 22 eingeschraubt worden ist, so daß keine Wechselwirkung mit dem Schwingungs-
kann um den Sechskantkopf der Schraube 88 ein erzeuger auftreten kann. Wenn die Stützen 346, 348
Sperr- oder Halterungsring 280 angeordnet werden, angehoben werden, spannen sich die Ketten 354, 356
der durch Schrauben 282 an der Endplatte 64 und und heben den Schwingungserzeuger 300, so daß er
dem Spannblock 80 befestigt ist und gewährleistet, 60 transportiert werden kann.
daß sich die Schraube 88 im Betrieb des Schwingungs- Die die Reaktionsmasse 12 bildende Anordnung
erzeugers nicht lockert. und die Kolbenanordnung 16 und natürlich auch die
F i g. 4 zeigt einen Schwingungserzeuger 300, der entsprechend aufgebauten Bauteile 312, 316 lassen
eine andere Ausführungsform der Erfindung darstellt. sich leicht herstellen und montieren. Der massive
Der Schwingungserzeuger 300 dient zur Erzeugung 65 Block 25 kann ausschließlich durch Bohren bearbei-
seismischer Druck-(Longitudinal-)Wellen, wie noch tet werden, eine Bearbeitung auf einer Drehbank ist
genauer beschrieben werden wird, und enthält eine nicht erforderlich. Die anderen Teile sind so klein,
Reaktionsmasse 312, die im Aufbau im wesentlichen daß sie bequem durch Drehen bearbeitet werden kön-
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nen. Die Herstellungsweise der Kolbenanordnung 16, men werden. Die Niederhalteanordnung 102, 104
die ein relativ leichtes aber trotzdem stabiles Bauteil kann selbstverständlich vollständig und dauerhaft
darstellt, ist oben beschrieben worden. Bei der Mon- montiert und mit der Grundplatte 60 und den auftage
der Reaktionsmasse 12 und der Kolbenanord- rechten Stützen 114, 116 verbunden werden. Wie ernung
16 werden die verschiedenen O-Ringe 180, 188, 5 wähnt, kann die Kopplungsplatte 96 im Einsatz an
196 auf die Zylinderbuchse 31 aufgebracht, und letz- der Grundplatte 60 angebracht und von dieser getere
wird dann in die Bohrung 26 eingesetzt. Der löst werden, so daß eine Anpassung der Größe der
Keil 196 gewährleistet die vorgesehene Ausrichtung Vorsprünge 100 an die jeweiligen Bodenverhältnisse
der Zylindermuffe 31 und hält diese in der vorgesehe- möglich ist und eine einwandfreie Kopplung des Rahnen
Lage, so daß sich die Bohrungen 176, 178 mit io mens 24 mit dem Untergrund gewährleistet ist.
den Kanälen 50 bzw. 52 decken. Als nächstes werden Es ist einleuchtend, daß die Konstruktion des die inneren Lagereinsätze 32, 34 über die Enden der Blockes 25 eine gesonderte Hydraulikanlage, wie VerKolbenstangen 20 bzw. 22 und in die Enden der teiler u. dgl., überflüssig macht. Das Ventil 54 kann Zylinderbuchse 31 geschoben. Die Keilnut 206 und irgendein handelsübliches hydraulisches Vierwegeder Stift 208 gewährleisten, daß die Einsätze 32, 34 15. ventil sein, das sich durch ein elektrisches Steuersirichtig ausgerichtet werden und die verschiedenen gnal in raschem Wechsel umschalten läßt. Das Ventil Bohrungen der Strömungskanäle 50, 52 sich decken. 54 muß auf alle Fälle einen Hochdruckeinlaß für das Die Wartung der Einrichtung wird durch die Arbeitsmedium, wie Drucköl, eine Ablaßleitung und Gewindelöcher 224 erleichtert, in die Schraubenbol- zwei Auslässe umfassen, die mit den Zylinderkamzen eingesetzt werden können, die das Abziehen der 20 mern 36, 38 beidseits des Kolbens über die Kanäle Einsätze 32, 34 erleichtern, falls dies erforderlich ist. 50, 52 in Verbindung stehen. Bei den meisten Vier-Anschließend werden dann die Halterungsringe 226 Wegeventilen dieses Typs sind in der Praxis zwei Abin die Gewinde 174 eingeschraubt, so daß die Schul- laßleitungen an beiden Enden des Ventils vorhanden. tern 204 der Einsätze 32, 34 sicher gegen die Schul- Die nicht dargestellten fünf Leitungen des Ventils betern 170 der Zylinderbuchse 31 gepreßt werden. 25 finden sich gewöhnlich auf einer Seite des Ventilge-Selbstverständlich wird der O-Ring 216 in die Ring- häuses und sind parallel zu der nicht dargestellten nut 218 eingesetzt, bevor die inneren Lagereinsätze Arbeitsspule des Ventils ausgerichtet. Das Ventil 54 32, 34 montiert werden: soll so angeordnet sein, daß die Ventilspule im rech-
den Kanälen 50 bzw. 52 decken. Als nächstes werden Es ist einleuchtend, daß die Konstruktion des die inneren Lagereinsätze 32, 34 über die Enden der Blockes 25 eine gesonderte Hydraulikanlage, wie VerKolbenstangen 20 bzw. 22 und in die Enden der teiler u. dgl., überflüssig macht. Das Ventil 54 kann Zylinderbuchse 31 geschoben. Die Keilnut 206 und irgendein handelsübliches hydraulisches Vierwegeder Stift 208 gewährleisten, daß die Einsätze 32, 34 15. ventil sein, das sich durch ein elektrisches Steuersirichtig ausgerichtet werden und die verschiedenen gnal in raschem Wechsel umschalten läßt. Das Ventil Bohrungen der Strömungskanäle 50, 52 sich decken. 54 muß auf alle Fälle einen Hochdruckeinlaß für das Die Wartung der Einrichtung wird durch die Arbeitsmedium, wie Drucköl, eine Ablaßleitung und Gewindelöcher 224 erleichtert, in die Schraubenbol- zwei Auslässe umfassen, die mit den Zylinderkamzen eingesetzt werden können, die das Abziehen der 20 mern 36, 38 beidseits des Kolbens über die Kanäle Einsätze 32, 34 erleichtern, falls dies erforderlich ist. 50, 52 in Verbindung stehen. Bei den meisten Vier-Anschließend werden dann die Halterungsringe 226 Wegeventilen dieses Typs sind in der Praxis zwei Abin die Gewinde 174 eingeschraubt, so daß die Schul- laßleitungen an beiden Enden des Ventils vorhanden. tern 204 der Einsätze 32, 34 sicher gegen die Schul- Die nicht dargestellten fünf Leitungen des Ventils betern 170 der Zylinderbuchse 31 gepreßt werden. 25 finden sich gewöhnlich auf einer Seite des Ventilge-Selbstverständlich wird der O-Ring 216 in die Ring- häuses und sind parallel zu der nicht dargestellten nut 218 eingesetzt, bevor die inneren Lagereinsätze Arbeitsspule des Ventils ausgerichtet. Das Ventil 54 32, 34 montiert werden: soll so angeordnet sein, daß die Ventilspule im rech-
AIs nächstes werden der Abstandshalterring 230, ten Winkel zur Längsachse der Kolbenanordnung 16
der Dichtungsring 228 "■'■ und der äußere Halterungs- 30 verläuft, so daß die Arbeitsweise des Ventils nicht
ring 232 in die Erweiterung 172 der Zylinderbuchse durch Beschleunigungskräfte beeinträchtigt werden
31 eingesetzt. Nun kann der Sprengring 234 an- kann. In diesem Falle liegen dann auch die fünf
gebracht werden, der die verschiedenen Ringe der Ventilöffnungen im rechten Winkel zur Längsachse
Niederdruckpackung 42 haltert. Der Sprengring 234 der Kolbenanordnung 16. In der Oberseite des
kann, wie üblich, mit kleinen öffnungen versehen 35 Blockes 25 können dann fünf auf einer Geraden liesein,
die sein Herausnehmen erleichtern. gende Bohrungen gebohrt werden, so daß das Ven-
Die harte Lagermuffe 246 kann zuerst in üblicher til 54 nur so mit dem Block 25 verschraubt werden
Weise in den Halterungs- und Lagereinsatz 46 ein- muß, daß sich die verschiedenen öffnungen des Vengepreßt
werden. Dann wird der Einsatz 46 über das tils mit den Bohrungen im Block decken. Die fünf
Ende der Kolbenstange 22 in die Erweiterung 172 der 40 Bohrungen stehen dann mit der Quelle für das Druck-Zylinderbuchse
31 und die Erweiterung 30 des medium, einem Abfluß (ölsumpf) und den Zylinder-Blockes
25 geschoben. Nun wird der Einsatz 46 durch kammern 36, 38 durch entsprechende Bohrungen im
die Schrauben 244 am Block 25 befestigt. Es ist ein- Block 25 in Verbindung. Das Druckmedium kann
leuchtend, daß das unter hohem Druck stehende beispielsweise durch eine Bohrung360 (Fig. 1) ein-Arbeitsmedium
in der Kammer 38 einen Druck auf 45 geführt werden, die sich zur abgewandten Seite des
das innere Ende des Einsatzes 34 ausübt. Die dabei Blockes 25 erstreckt und dort mit einem nicht darauftretenden
Kräfte werden über den inneren Halte- gestellten biegsamen Schlauch verbunden ist, der zur
rungsring 226 auf die Zylinderbuchse 31, den Flansch Druckquelle führt. Eine andere Bohrung 362, die mit
242 des Halterungseinsatzes 46 und dann über die den beiden Ablaßöffnungen des Ventils 54 in Ver-Schraubenbolzen
244 auf den Block 25 übertragen. 50 bindung steht, verläuft ebenfalls zur abgewandten
Selbstverständlich wird eine entsprechende Kraft von Seite des Blockes 54 und ist dort mit einem nicht
der Kammer 26 aus auf das andere Ende des Blockes dargestellten zweiten biegsamen Schlauch verbunden,
25 ausgeübt. der zur Niederdruckseite der Druckanlage führt. Die
Der Rahmen 24 kann durch Verschweißen der anderen beiden vertikalen Bohrungen stehen mit den
Endplatten 62, 64 mit der Grundplatte 60 hergestellt 55 Kanälen 50, 52 in Verbindung,
werden. Anschließend werden dann das Bauteil 12 Bei einer Ausführungsform des Schwingungserzeu- und die Kolbenanordnung 16 in die halbkreisförmi- gers 10 betrugen die Drücke auf der Hochdruckseite gen Ausnehmungen 74, 76 gelegt und die Spann- etwa 140 kp/cm2 und auf der Niederdruckseite etwa blöcke 78, 80 werden mit Hilfe der Schrauben 82, 4,2 kp/cm2. Das unter hohem Druck stehende 84 befestigt. Nun können die Bestandteile des Steuer- 60 Arbeitsmedium, das in die Bohrung 380 eintritt, wird gebers 260 montiert werden, indem der stabförmige durch das Ventil 54 abwechselnd in einen der beiden Kern 262 in die Gewindebohrung 268 eingeschraubt Kanäle 50, 52 geleitet, während der andere dieser wird und die Steuerwicklung 270 durch den Spann- Kanäle gleichzeitig mit der Ablaßbohrung 362 verblock 272 und die Schrauben 274 befestigt wird. bunden wird. Beim Umsteuern des Ventils 54 durch Wenn eine Wartung des Bauteiles 12 und der Kolben- 65 ein elektrisches Steuersignal wird das hydraulische anordnung 16 erforderlich ist, können die beiden Druckmedium also zuerst durch den Kanal 52 in die Teile leicht von dem Transportfahrzeug gelöst wer- Kammer 38 geleitet, und das Medium in der Kammer den, indem einfach die Spannblöcke 78, 80 abgenom- 36 strömt durch den Kanal 50 zur Bohrung 362 ab.
werden. Anschließend werden dann das Bauteil 12 Bei einer Ausführungsform des Schwingungserzeu- und die Kolbenanordnung 16 in die halbkreisförmi- gers 10 betrugen die Drücke auf der Hochdruckseite gen Ausnehmungen 74, 76 gelegt und die Spann- etwa 140 kp/cm2 und auf der Niederdruckseite etwa blöcke 78, 80 werden mit Hilfe der Schrauben 82, 4,2 kp/cm2. Das unter hohem Druck stehende 84 befestigt. Nun können die Bestandteile des Steuer- 60 Arbeitsmedium, das in die Bohrung 380 eintritt, wird gebers 260 montiert werden, indem der stabförmige durch das Ventil 54 abwechselnd in einen der beiden Kern 262 in die Gewindebohrung 268 eingeschraubt Kanäle 50, 52 geleitet, während der andere dieser wird und die Steuerwicklung 270 durch den Spann- Kanäle gleichzeitig mit der Ablaßbohrung 362 verblock 272 und die Schrauben 274 befestigt wird. bunden wird. Beim Umsteuern des Ventils 54 durch Wenn eine Wartung des Bauteiles 12 und der Kolben- 65 ein elektrisches Steuersignal wird das hydraulische anordnung 16 erforderlich ist, können die beiden Druckmedium also zuerst durch den Kanal 52 in die Teile leicht von dem Transportfahrzeug gelöst wer- Kammer 38 geleitet, und das Medium in der Kammer den, indem einfach die Spannblöcke 78, 80 abgenom- 36 strömt durch den Kanal 50 zur Bohrung 362 ab.
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Das Druckmedium in der Kammer 38 strebt dazu, Dichtungsring 228 reichende ur.d unter niedrigem
die Reaktionsmasse 12 nach rechts und die Kolben- Druck stehende Drucköl eine dauernde Schmierung
anordnung 16 und damit den Rahmen 24 nach links der Kolbenstangen 20, 22 über praktisch deren ganze
zu verschieben. Da die Reaktionsmasse 12 eine we- Oberfläche, die gleitend gelagert ist, bewirkt. Es ist
sentlich größere träge Masse als der Rahmen 24 hat, 5 außerdem ersichtlich, daß vier getrennte Lager, nämneigt
der Rahmen 24 dazu, sich wesentlich weiterzu- lieh die Lagereinsätze 32, 34 und die Halterungseinverschieben
als die Reaktionsmasse 12. Der Rahmen sätze 44, 46, vorhanden sind. Obwohl das Gewicht
24 ist jedoch über die Kopplungsplatte 96 und die des Bauteils 12 in der Praxis gewöhnlich mindestens
Vorsprünge 100 mit der Erdoberfläche gekoppelt, etwa 680 kp betragen wird, werden Belastungskon-
und die Teilchen der Erdoberfläche werden dement- ίο zentrationen vermieden, da das Gewicht gleichmäßig
sprechend nach links (in F i g. 1 gesehen) beschleu- über die Kolbenanordnung 16 verteilt ist, so daß der
nigt. Die Geschwindigkeit, die die Teilchen dabei er- Verschleiß sehr klein bleibt. Zu einer langen und
langen, wird durch die Erde übertragen. Nach dem wartungsfreien Lebensdauer der Einrichtung trägt
Umschalten des Ventils 54 wird der Kanal SO mit außerdem bei, daß die verschiedenen O-Ring-Dichder
Einlaßbohrung 360 verbunden, und das unter 15 tungen nicht der geringsten Bewegung ausgesetzt sind,
hohem Druck stehende Arbeitsmedium strömt in die Die beschriebene Einrichtung stellt einen beson-Kammer
36 ein. Gleichzeitig wird das Medium in der ders vorteilhaften und neuen Schwingungserzeuger
Kammer 38 über den Kanal 52 zur Auslaßbohrung für seismische Scherungswellen dar. Dör Rahmen 24
362 abgeleitet. Das Druckmedium in der Kammer 36 wird mit der Erdoberfläche gekoppelt, in dem die
verschiebt dann die Reaktionsmasse 12 nach links 20 Vorsprünge 100 der Kopplungsplatte 96 durch die
und die Kolbenanordnung 16 nach rechts. Die Erd- Niederhalteanordnung 102, 104 fest gegen die Erdpartikeln
unter der Kopplungsplatte 96 werden dann oberfläche gepreßt werden. Dies geschieht dadurch,
j') nach rechts beschleunigt. Die auf diese Weise erzeugte daß die aufrechten Stützen hydraulisch oder auf
Hin- und Herbewegung der Erdpartikeln breitet sich andere Weise durch das Gewicht eines Transportin der Erde als Scherungs-(oder Transversal-)Welle 25 fahrzeuges nach unten gedrückt werden, bis die Luftaus,
bei der die Bewegung der Teilchen quer zur kissen 122, 124 so weit zusammengedrückt sind, daß
Fortpflanzungsrichtung der Welle verläuft. die Halterungsketten 126, 128 locker sind. Der Rah-
Es war bereits erwähnt worden, daß die O-Ringe men 24 kann dann innerhalb des erforderlichen Be-180,
216 das Hochdruckmedium abdichten, das durch reiches, der nur relativ klein zu sein braucht, frei in
den Kanal 52 zur Kammer 38 strömt. Selbstverständ- 30 der Horizontalrichtung hin- und herschwingen, ohne
lieh sind entsprechende, nicht dargestellte O-Ringe daß eine Beeinträchtigung durch die statische Niederfür
die Abdichtung des durch den Kanal 50 strömen- haltekraft eintritt. Gleichzeitig halten die Federn 134,
den Druckmediums vorgesehen. Die inneren Lager- 140 den Rahmen 24 zwischen den aufrecht stehenden
einsätze 32, 34 bilden Metalldichtungen um die Stützen 114, 116 zentriert und schützen dadurch
Kolbenstangen 20 bzw. 22, die sich durch eine 35 diese Stützen und das Fahrzeug gegen Beschädigunsehr
lange Lebensdauer auszeichnen. Der Strömungs- gen durch Schläge. Selbst wenn die Federn 134, 140
kanal 194 ist mit der Abflußbohrung 362 verbunden so gewählt sind, daß sie eine sehr niedrige Federkon-
und steht dementsprechend nur unter dem verhält- stante und eine unterhalb der Arbeitsfrequenz des
nismäßig geringen Auslaßdruck von 4 kp/cm2. Wenn Schwingungserzeugers liegende Eigenfrequenz haben,
die Kammer 38 mit unter hohem Druck stehendem 40 üben sie keine Kräfte auf den Rahmen 24 aus, die
Arbeitsmedium gefüllt ist, herrscht daher ein be- die Hin- und Herbewegung des Rahmens nennensträchtlicher
Druckunterschied zwischen der Kammer wert behindern könnte.
38 und der Ringnut 211, die mit den Radialbohrun- Eine weitere, sehr vorteilhafte Eigenschaft des Aufgen
220 in Verbindung steht. Die verhältnismäßig baues des Bauteiles 12 besteht darin, daß die Größe
lange Innenfläche der Lagereinsätze 32, 34 gewähr- 45 der Kammern 36, 38 schnell und einfach geändert
leistet jedoch in Verbindung mit den ringförmigen werden kann, so daß ein weiter Betriebsfrequenzbeöldichtungsnuten
210 einen ausreichenden Druckab- reich erzielbar ist. Die Hublänge des Kolbens 18 in
fall längs dieses Weges, so daß nur wenig Druck- der Zylinderbohrung 14 nimmt mit abnehmender Fremedium
zwischen den Kolbenstangen 20, 22 und den quenz zu. Die niedrigste Arbeitsfrequenz des Schwin-Einsätzen32
bzw. 34 entweichen kann. Die Ring- 50 gungserzeugers ist daher durch die Hublänge und
nuten 222 und 192 in den Einsätzen 32, 34 machen dementsprechend die erforderliche Länge der
eine genaue radiale Ausrichtung zwischen den radialen Zylinderkammern 36, 38 bestimmt. Um andererseits
Bohrungen 220, 190 und dem Kanal 194 überflüssig. bei höheren Arbeitsfrequenzen maximale Ausgangs-Der
O-Ring verhindert, daß Arbeitsmedium aus dem geschwindigkeiten zu erreichen, ist es andererseits
Kanal 194 zwischen der Zylinderbuchse 31 und dem 55 notwendig, das Volumen der Kammern 36, 38 so
Block 25 entweicht. Der C-förmige elastische Dich- klein wie möglich zu halten. Wenn also beispielsweise
tungsring 228 ist mehr als ausreichend, um das im Frequenzbereich zwischen 15 und 120 Hz gearbei-Arbeitsmedium,
das unter dem relativ niedrigen Aus- tet werden soll, können sich die Einsätze 32, 34 etwa
laßdruck steht, abzudichten, so daß praktisch kein so weit erstrecken, wie es in F i g. 3 dargestellt ist.
Druckmedium zwischen den Kolbenstangen 20, 22 60 Wenn der Schwingungserzeuger jedoch bei einer
und der Erweiterung 172 der Zylinderbuchse 31 ent- Frequenz unter 15 Hz betrieben werden soll, brauweichen
kann. chen die Einsätze 32, 34 nur gegen andere, kürzere
Das als Reaktionsmasse dienende Bauteil 12 ge- Einsätze ausgetauscht zu werden, die einen längeren
währleistet nicht nur einen wirtschaftlichen Aufbau Hub des Kolbens 18 zulassen.
und eine einfache Montage der Einrichtung zur 65 Es ist außerdem einleuchtend, daß die Grundbe-
Schwingungserzeugung, sondern stellt auch eine An- standteile der Einrichtungen 10 und 300 aus den
Ordnung mit sehr hoher Betriebslebensdauer dar. Dies Reaktionsmassen 12 und 312, den Kolbenanordnun-
beruht zum Teil darauf, daß das zurück bis zum gen 16 und 316 und den sich nur geringfügig unter-
scheidenden Rahmen 24 und 324 bestehen, so daß also eine sehr anpassungsfähige seismische Schwingungserzeugeranordnung
zur Verfugung steht. Der Schwingungserzeuger 300 arbeitet in üblicher Weise,
indem die Kopplungsplatte 326 bei einer Hin- und Herbewegung der Reaktionsmasse 312 bezüglich der
Kolbenanordnung 316 in vertikaler Richtung schwingt und in der Erde Druck- oder Longitudinalwellen
erzeugt. Bei der offenbarten neuartigen Konstruktion der Einrichtung 300 entfallen jedoch die bei
den bekannten Einrichtungen störenden Justierschwierigkeiten. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung
kann außerdem das Gesamtgewicht der Kolbenanordnung 316 und des Rahmens 324 einschließlich
der Grundplatte 326 auf ein Minimum reduziert werden, so daß höhere Teilchengeschwindigkeiten
und höhere Arbeitsfrequenzen erreichbar sind. Die Einrichtungen 10 und 300 stellen sehr kompakte
Schwingungserzeuger dar, auch wenn Reaktionsmassen 12 bzw. 312 mit einem Gewicht bis zu 680 kp
verwendet werden, so daß sehr hohe Reaktionskräfte auf die Erdoberfläche übertragen werden können.
Claims (9)
1. Einrichtung zum Erzeugen seismischer Schwingungen mit einem die Schwingungen abgebenden
Rahmen, in dem ein von einer Bohrung durchsetztes Bauteil großer Masse mittels eines
Hydraulikmotors hin und her beweglich ist, der einen Zylinder und einen Kolben mit Kolbenstange
enthält, dadurchgekennzeichnet, daß der Zylinder (31) des Hydraulikmotors in der
das Bauteil (12, 312) großer Masse durchsetzenden Bohrung (14, 314) befestigt ist und daß der
Kolben (18, 318) mit dem Rahmen (24, 324) durch zwei Kolbenstangen (20, 22; 320, 322) verbunden
ist, die sich vom Kolben in entgegengesetzten Richtungen aus der das Bauteil großer
Masse durchsetzenden Bohrung zum Rahmen erstrecken, dort befestigt sind und das längs ihnen
hin und her bewegliche Bauteil großer Masse in der Bewegungsrichtung führen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen mit einer Kopplungsplatte
(326) verbunden ist, deren Ebene senkrecht zur Achse der Kolbenstange verläuft.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rahmen (24) mit einer Kopplungsplatte (96) verbunden ist, deren Ebene parallel zur Achse der Kolbenstangen (20, 22)
verläuft (Fig. 1).
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsplatte
(96) leicht lösbar am Rahmen (24) befestigt ist und daß eine Anzahl von austauschbaren Kopplungsplatten
mit verschieden geformten Unterseiten vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die austauschbaren Kopplungsplatten
(96) auf ihren Unterseiten pyramidenartige Vorsprünge (100) mit von Platte zu Platte
verschiedener Anzahl, Anordnung oder Abmessungen enthalten.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Bohrung (14) des Bauteiles (12) großer Masse eine Zylinderbuchse (31) angeordnet ist, daß in
den beiden Enden der Zylinderbuchse jeweils ein Lagereinsatz (32, 34) angeordnet ist, der die jeweilige
Kolbenstange (20, 22) eng umfaßt, daß die Zylinderbuchse (31) an ihren Enden durch
jeweils einen Halterungseinsatz (44, 46) gehaltert ist, der an dem Bauteil großer Masse befestigt ist
und die zugehörige Kolbenstange im Gleitsitz um- <']
faßt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kolbenstangen (20,
22) zugewandten Innenflächen der Lagereinsätze (32, 34) mit Dichtungsnuten (210) versehen sind,
daß zwischen jedem Lagereinsatz (32, 34) und dem benachbarten Halterungseinsatz (44, 46) eine
Niederdruckpackung (40, 42) angeordnet ist, daß zwischen jedem Lagereinsatz und der Zylinderbuchse
(31) eine Ringdichtung (216) vorgesehen ist und daß das Innere der Zylinderbuchse zwischen
jeder Ringdichtung und der benachbarten Niederdruckpackung mit einem Auslaßkanal
(194) für das Druckmedium in Verbindung steht.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bauteil (12) großer Masse und der Zylinder (31) des Hydraulikmotors Bohrungen (50, 52, 176,
178) zum wechselseitigen Einleiten von Druckmedium in beidseits des Kolbens (18) befindliche
Zylinderkammern (36, 38) aufweist.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bauteil (12) großer Masse eine zweite Bohrung (92) aufweist, die eine an ihren Enden mit dem
Rahmen verbundene und das Bauteil großer Masse gegen Verdrehungen sichernde Stange (90)
aufnimmt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEC0033968 | 1964-09-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1448556A1 DE1448556A1 (de) | 1968-10-24 |
DE1448556B2 true DE1448556B2 (de) | 1971-08-19 |
Family
ID=7021086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19641448556 Pending DE1448556B2 (de) | 1964-09-25 | 1964-09-25 | Einrichtung zum erzeugen seismischer schwingungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1448556B2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3703669A1 (de) * | 1986-02-06 | 1987-08-13 | Atlantic Richfield Co | Vorrichtung zum beaufschlagen der erde mit seismischen schwingungssignalen fuer die erzeugung von kombinierten kompressions- und scherungswellen |
DE10235126C1 (de) * | 2002-08-01 | 2003-11-06 | Inst Geowissenschaftliche Geme | Schwingungserzeuger für seismische Anwendungen |
-
1964
- 1964-09-25 DE DE19641448556 patent/DE1448556B2/de active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3703669A1 (de) * | 1986-02-06 | 1987-08-13 | Atlantic Richfield Co | Vorrichtung zum beaufschlagen der erde mit seismischen schwingungssignalen fuer die erzeugung von kombinierten kompressions- und scherungswellen |
DE10235126C1 (de) * | 2002-08-01 | 2003-11-06 | Inst Geowissenschaftliche Geme | Schwingungserzeuger für seismische Anwendungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1448556A1 (de) | 1968-10-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |