DE1558992B1 - Tiefloch-Schlagbohrhammer - Google Patents
Tiefloch-SchlagbohrhammerInfo
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Description
I 558 992
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Die Erfindung betrifft einen Tiefloch-Schlagbohr- des Knierohres geführt ist, sowie daß an der Innenhammer
aus einem oberen und unteren Gehäuseteil, wand des Hammers ein ringförmiges Element vormit
einem Hammer, dessen obere und untere Arbeits- gesehen ist, dessen Innendurchmesser etwa dem
fläche unterschiedlichen Querschnitt aufweisen und Außendurchmesser des axialen Teiles des Knierohres
im oberen bzw. unteren Gehäuseteil liegen, wobei 5 entspricht.
das Gehäuseunterteil einen größeren Innendurch- Der Schlagbohrhammer kann auch so ausgebildet
messer aufweist als das Gehäuseoberteil, einer zen- sein, daß zwischen dem Hammer und dem oberen
tralen Zuführung für das Arbeitsflud in den Gehäuse- Gehäuseteil sowie dem unteren Gehäuseteil Dichoberteil,
einem Amboß mit axial verlaufendem Aus- tungen vorgesehen sind und der Boden des Ambosses
laß, einem Ventilsitz im oberen Teil des Ambosses io einen Anschluß für einen Bohrmeißel aufweist, wound
im unteren Teil des Hammers und einem Ventil- bei Abflußnuten an dem Boden des Hammers und
element, das abwechselnd auf diesen beiden Ventil- der Spitze des Ambosses vorgesehen sein können,
sitzen aufliegt. welche den Außenteil desselben mit dem Auslaß-
Bei einer bekannten Schlagbohrvorrichtung wird kanal verbinden.
für den Antrieb ein unter einem hohen Druck 15 Der Mindestinnendurchmesser des Hammerventilstehendes
Gas, ζ. B. Preßluft oder ein Naturgas be- sitzes kann auch geringer als der Durchmesser des
nutzt. Dabei ist die Schlagbohrvorrichtung am unte- Kolbens sein, wobei der Mindestdurchmesser des
ren Ende des Bohrgestänges angebracht und trägt Amboßsitzes den Durchmesser des Kolbens überihrerseits
am unteren Teil ein geeignetes Bohrwerk- schreiten kann.
zeug. Das durch das Bohrgestänge, die Schlagbohr- 20 Vorteilhaft sind ein Anschlag am Ventilschaft
Vorrichtung und das Bohrwerkzeug strömende Hoch- sowie eine Schlageinrichtung vorgesehen, welche am
druckgas bewirkt, daß das Bohrwerkzeug hin- und Hammer befestigt und axial mit dem Anschlag aus-
herschwingend gegen das Gestein schlägt. Das Bohr- gerichtet ist.
gestänge wird üblicherweise in Umdrehung versetzt, Zweckmäßig ist ein Flansch am Ventilschaft vor-
um die Bohrwirkung zu erhöhen und um Abwei- 25 gesehen, welcher mit Abstand unterhalb des Kolbens
chungen in bezug auf die Richtung des Bohrloches angebracht ist, wobei der obere Teil des Rohres mit
gering zu halten. Die Luftströmung in dem ring- der Außenseite des Gehäuses verbunden ist. Dabei
förmigen Raum zwischen den Wandungen des kann der Hammerventilsitz verschiebbar in dem
Bohrloches und dem Bohrgestänge trägt das zer- Hammer befestigt sein, wobei der Amboßventilsitz
bohrte Gestein und die Bohrlochflüssigkeiten nach 30 vorteilhaft in das obere Ende des Ambosses vertieft
oben. angelassen ist.
Eine solche Einrichtung arbeitet nicht sehr gut, Der Bohrschlaghammer kann auch so ausgebildet
wenn eine Flüssigkeit benutzt werden muß, um die sein, daß der Maximaldurchmesser der Dichtungs-Strömungen
im Bohrloch zu steuern und das zer- fläche des Ventilsitzes den Innendurchmesser des
bohrte Gestein zur Erdoberfläche zu befördern. 35 Knierohres überschreitet, wobei der Kolben sich ver-Da
jedoch das spezifische Gewicht der Bohrflüssig- schiebbar in dem Rohr über dem Seitenkanal bekeiten
das Vierfache des spezifischen Gewichtes der findet und die untere Oberfläche des Ventilelementes
gasförmigen Bohrmittel beträgt, war es bisher noch mit dem Amboßventilsitz fluchtet und in die Ausnicht
möglich, beim Durchführen von Bohrungen sparung über dem Amboßventilsitz paßt,
eine Schlagbohrvorrichtung unter Verwendung von 40 Der Ventilschaft kann auch hohl sein, wobei die
Flüssigkeiten als Antriebsmittel befriedigend zu be- obere Seite des Kolbens in Verbindung mit dem
treiben. unteren Druckteil des Knierohres steht.
Der wesentliche Nachteil bei den bekannten Der wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen
Schlagbohrvorrichtungen besteht darin, daß sie wegen Ausbildung besteht darin, daß der Bohrschlaghammer
der Verwendung von vielen beweglichen Teilen nur 45 mit wenigen bewegbaren Bauteilen auskommt, überbegrenzt
einsetzbar sind bzw. eine geringe Leistungs- sichtlich aufgebaut ist und im Betrieb einwandfrei
fähigkeit aufweisen und störanfällig sind. arbeitet. Durch die besondere Ausbildung ist es hier
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch möglich, einzelne Teile auf einfache Weise ausbesteht
darin, eine Tiefloch-Schlagbohrvorrichtung zuwechseln, wenn beispielsweise wegen Verschleiß
der eingangs umrissenen Art so auszubilden, daß sie 50 ein Austausch erforderlich wird,
technisch nicht aufwendig und leicht zu warten ist, Der Tiefloch-Schlagbohrhammer gemäß Erfindung
wobei die Anzahl der beweglichen Bauteile gering kann für Bohrungen nach Erdöl, Erdgas, Wasser
gehalten ist und somit die Lebensdauer beträchtlich u. dgl. verwendet werden und, wenn gewünscht, mit
erhöht wird. Gas sowie mit einer hohen Frequenz von ungefähr Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß 55 3000 Schlägen pro Minute und mehr, betrieben wersich
vom oberen Gehäuseteil ein Knierohr, welches den. Er enthält nur sehr wenige sich bewegende
ein radiales Teil, das radial durch die Wand des Bauteile, wodurch ein möglicher Bruch oder ein Aboberen
Gehäuseteiles geführt ist, und ein nach unten rieb der Teile gering gehalten wird, und ist weitanschließendes axiales Teil aufweist, mit Abstand gehend von der Einwirkung der Schwerkraft unabvon
der Innenwand in einen durchgehend hohlen 60 hängig, so daß er in waagerechter sowie in senk-Hammer
erstreckt, wobei das axiale Teil des Knie- rechter Lage benutzt werden kann,
rohres an seinem unteren Ende durch einen Deckel Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsverschlossen
ist, der einen Ventilschaft des Ventil- beispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert,
elementes gleitbar abdichtend umgreift, und oberhalb In den Zeichnungen zeigt
des Deckels radiale Bohrungen aufweist, wobei der 65 F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Aus-Ventilschaft
sich am oberen Ende des Ventil- führungsform des Tiefloch-Schlagbohrhammers nach
elementes befindet und seinerseits am oberen Ende der Erfindung, mit einem Kolben versehen ist, der im axialen Teil F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine voll-
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ständige Ausführung der Einrichtung nach der Er- rung 40 des Gehäuses 11 nur eine geringe Menge des
findung, Arbeitsmittels zu den Durchlässen 12 durchsickert.
F i g. 3 bis 5 je einen senkrechten Schnitt durch Es ist jedoch nicht erforderlich, daß jeder Abschnitt
einen Teil des in F i g. 2 dargestellten Schlagloch- des Hammers 14 in der ganzen Länge den gleichen
bohrhammers, wobei die Teile in verschiedenen 5 Durchmesser aufweist. Es braucht nur derjenige Teil,
Stellungen während einer Arbeitsperiode gezeigt sind, der zum Abdichten gegen die Flüssigkeit dient, den
F i g. 6 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil größten Durchmesser aufzuweisen, während die
der in Fig. 2 bis 5 dargestellten Ventilanordnung, übrigen Teile mit einem kleineren Außendurchmesser
Fig. 7 bis 11 je einen senkrechten Schnitt durch versehen werden können, um die Reibung gering zu
weitere Ausführungsformen der Erfindung. io halten.
Alle Ausführungen enthalten grundsätzlich zwei Ein in der Mitte angeordnetes Knierohr steuert
sich bewegende Teile, und zwar einen abgestuften die Bewegung der Ventilanordnung. Das Knierohr
kolbenartigen Hammer und eine in der Mitte gelegene 17 besteht aus einem dünnwandigen Rohr mit gleichzylindrische Ventilanordnung. Es ist ein die Betäti- bleibendem Durchmesser, das im Gehäuse 11 kongungsflüssigkeit
enthaltendes Gehäuse vorgesehen, in 15 zentrisch so angeordnet ist, daß das obere Ende 18
dem ein Amboß unterhalb des Hammers gleitbar des Rohres mit der Umgebung des Gehäuses 11
gelagert ist, der jedoch nur eine begrenzte Bewegung direkt in Verbindung steht.
ausführen kann. Dieser Amboß ist direkt oder in- In das Knierohr 17 ist eine Ventilanordnung eindirekt
mit dem Bohrwerkzeug verbunden. Der Am- gesetzt, die aus einem Kolben 19, einem Ventileleboß
ist zusätzlich mit Keilen und Ansätzen versehen, 20 ment 20 und aus einem Ventilschaft 21 besteht, der
die mit entsprechenden Keilen und Ansätzen im eine Kraft zwischen dem Kolben 19 und dem Ventil-Inneren
des unteren Teiles des Gehäuses so zu- element 20 überträgt. Als Folge des Druckes der
sammenwirken, daß der vom Bohrgestänge auf das Flüssigkeit an der Außenseite des Gehäuses 11 wird
Gehäuse ausgeübte Axialdruck das Drehen des Bohr- auf die Oberseite des Kolbens 19 über die Öffnung
Werkzeuges bewirkt, während das Schlagbohren fort- 25 18 und das Knierohr 17 eine abwärts gerichtete Kraft
gesetzt wird. ausgeübt, während auf die Unterseite dieses Kolbens
Im Betrieb wird der Schlagbohrhammer am unte- 19 eine stärkere nach oben gerichtete Kraft wirkt,
ren Ende eines Bohrgestänges befestigt, das in einem weil der auf die Unterseite des Kolbens 19 wirkende
Bohrturm drehbar gelagert ist und mit einem Hoch- Druck gleich dem Druck der Arbeitsflüssigkeit in der
druckarbeitsmittel versorgt wird. Dieses besteht im 30 Bohrung 40 des Gehäuses 11 ist und einen wesentlich
allgemeinen aus einer Flüssigkeit, obwohl auch ein höheren Wert als der Druck an der Außenseite des
Gas verwendet werden kann. Dieses Arbeitsmittel Gehäuses 11 aufweist und im allgemeinen mehr als
strömt durch das Schlagbohrwerkzeug, wobei der 7 kg/cm2 beträgt.
Druck sich vermindert, und wird durch einen Auslaß- Das Ventilelement 20 ist an der Unter- und der
kanal abgelassen. Das Arbeitsmittel kehrt dann unter 35 Oberseite 22 bzw. 23 sorgfältig bearbeitet. Nahe am
einem geringeren Druck zur Erdoberfläche zurück unteren Teil des abgestuften Hammers 14 verengt
und entfernt hierbei das beim Bohren zermahlene sich die Bohrung im Hammer, wodurch ein ring-
Gestein. förmiges Glied 24 geschaffen wird, das mit einem
Die in der Mitte befindliche Ventilanordnung be- oberen Ventilsitz für die Oberseite 23 des Ventilele-
wegt sich zwischen einer oberen und einer unteren 40 mentes 20 versehen ist. In einer Aussenkung am
Stelle hin und her, wobei abwechselnd auf den oberen Teil des hohlen zylindrischen Ambosses 26
oberen und unteren Teil des gleitbar gelagerten ist ein unterer Sitz 25 für die Unterseite 22 des
Hammers eine Kraft ausgeübt wird, so daß der Ventilelementes 20 vorgesehen. Dieser Amboß ist im
Hammer sich axial hin- und herbewegt. Nach jeder Gehäuse 11 unter dem Hammer 14 gleitbar gelagert.
Aufwärtsbewegung des Hammers wird dieser mit 45 Da die Flüssigkeit nur durch die Bohrung 27 des
Wucht nach unten gegen den Amboß getrieben, der Ambosses 26 austreten soll, ist eine elastische Dich-
seinerseits auf das mit den Erdschichten in Beruh- tung in die Innenwandung des Gehäuses 11 oder am
rung stehende Bohrwerkzeug eine Reihe von Schlagen oberen Teil der Außenseite in den Amboß 26 einge-
ausübt. Während dieser Zeit wird das Bohrgestänge setzt. Werden mehrere Dichtungen 28 verwendet, ist
von der Bohrausrüstung gedreht. 50 ein Kanal 28 A vorgesehen, der vom oberen Teil des
Das in Fig. 1 gezeigte rohrförmige Gehäuse 11 Ambosses durch dessen Körper zum Durchlaß27
ist am unteren Ende einer herkömmlichen Bohr- unterhalb des Sitzes 22 verläuft. Der untere Teil des
gestänges befestigt. Es ist wesentlich, daß der obere Ambosses 26 ist in bezug auf das Gehäuse so ange-Teil
dieses Gehäuses einen kleineren Innendurch- ordnet, daß vom Gehäuse auf den Amboß ein Kraftmesser
als der untere Teil aufweist, wie aus Fig. 1 55 moment übertragen werden kann, wie aus Fig. 2
zu ersehen ist. Die Wandung des Gehäuses ist unter- zu ersehen ist.
halb der Übergangsstelle zwischen dem oberen und Im Inneren des Knierohres 17 ist außerhalb des
unteren Teil nahe an dieser mit einem radial ver- Ventilschaftes 21 ein Deckel 29 vorgesehen, der eine
laufenden Durchlaß 12 versehen. Abdichtung zwischen dem Rohr 17 und dem Ventil-
Im Gehäuse 11 ist ein hohler, abgestufter zylinde- 60 schaft 21 bildet, so daß der Flüssigkeitsdruck unterrischer
Hammer 14 axial gleitbar gelagert. Der Ham- halb des Deckels nicht auf die Innenseite des Rohres
mer 14 paßt mit seinem oberen Teil in den oberen oberhalb des Deckels übertragen wird. Dieser Deckel
Teil des Gehäuses 11. Ebenso paßt der untere Teil 29 kann am Rohr 17 angebracht werden und dichtet
des Hammers 14 in den angrenzenden unteren Teil gegen den Ventilschaft21 ab, wie in Fig. 1 gezeigt
des Gehäuses 11. Elastische Dichtungsringe 15 und 65 ist, oder wird ortsfest in bezug auf den Hammer 14
16 sind entweder in das Gehäuse 11 oder in den angeordnet und liegt am Rohr 17 gleitend und abHammer
14 an dessen Außenseite eingesetzt. Der dichtend an, wie dies in den weiteren Figuren geHammer
ist so genau gearbeitet, daß aus der Boh- zeigt ist.
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Wird dieses Werkzeug am Ende des Bohrgestänges aus den Teilen 19, 20 und 21 bestehende Ventilangebracht und der Bohrung 40 ein unter Druck anordnung einwirkt, so daß das Ventilelement 20
stehendes Arbeitsmittel, vorzugsweise eine Flüssigkeit während der Abwärtsbewegung des Hammers 14 auf
zugeführt, so wird die Ventilanordnung und der dem Sitz im Glied 24 verbleibt. Hierzu ist erforder-Hammer
14 abwechselnd hin- und herbewegt, wobei 5 lieh, daß die auf den Kolben 19 nach oben einder
Hammer 14 mit der Unterseite 30 gegen die wirkende Kraft stärker als die auf das auf dem Sitz
Oberseite 31 des Ambosses 26 schlägt, so daß das im Glied 24 ruhende Ventilelement 28 nach unten
am Amboß angebrachte Bohrwerkzeug wiederholt einwirkende Kraft ist. Um die geeignete Kraft zu
gegen die Oberseite der Erdschicht stößt. erhalten, kann der Innendurchmesser des Rohres 17
Zu diesem Zweck ist ein ringförmiges Ventilele- io größer bemessen werden als der Mindestdurchmesser
ment vorgesehen, das nach Fig. 1 aus einem ring- des oberen Ventilsitzes im Glied24.
förmigen Ansatz 32 an der Innenseite der Bohrung Der Hammer 14 bewegt sich nach unten und
des Hammers 14 besteht und oberhalb des Hammer- schlägt auf die Oberseite 31 des Ambosses 26. Es ist
Ventilsitzes 24 angeordnet ist. Dieser Teil legt sich erwünscht, daß entweder an der Oberseite 31 des
bei einer Bewegung des Hammers 14 nach oben 15 Ambosses 26 oder an der Unterseite 20 des Hamgleitend
an die Außenseite des Mittelrohres 17 an mers 14 oder an beiden Seiten mindestens ungefähr
und verengt die Verbindung zwischen der Bohrung radial verlaufende Nuten vorgesehen werden, so daß
17 und der Bohrung 33 wesentlich. Befindet sich die die zwischen diesen Seiten zurückbleibende Flüssig-Einrichtung
in der in F i g. 1 gezeigten Lage, wobei keit rasch in den Auslaß 27 entleert werden kann,
das Ventüelement 20 auf dem Sitz 25 im Amboß 26 20 Hierdurch kann vom Hammer 14 auf den Amboß 26
ruht, so ist die auf die Unterseite 30 des Hammers die größte Energie übertragen werden.
14 einwirkende Kraft stärker als die auf die Ober- Während der Abwärtsbewegung des Hammers 14
seite 34 des Hammers einwirkende, abwärts gerich- hat das ringförmige Glied 32 das Ende des Knietete
Kraft (als Folge der Abstufung des Hammers), rohres 17 wieder verlassen, so daß der Druck in der
so daß der Hammer von dem Druck der Flüssigkeit 25 Bohrung 33 und damit der auf die Ventüeinrichtung
in der Bohrung 17 nach oben bewegt wird. Sobald nach unten einwirkende Druck ansteigt. Dieser Druck
das ringförmige Glied 32 sich am unteren Ende des reicht jedoch nicht aus, um das Ventil vom Sitz ab-Knierohres
17 befindet, wird der Flüssigkeitsstrom zuheben. Im Zeitpunkt des Schlages besteht jedoch
in die Bohrung 33 geschwächt. Hierbei erfolgt eine eine nach unten gerichtete größte Beschleunigung
wesentliche Herabsetzung des Druckes in der Boh- 30 als Folge des plötzlichen Anhaltens der Bewegung
rung 33, so daß der Hammer 14 sich nach oben des Hammers 14. Da die Ventilanordnung ein erhebbewegt,
wobei die auf den oberen Teil 34 des Harn- liches Trägheitsmoment aufweist, so besteht bei dem
mers einwirkende hydraulische Kraft die nach oben Schlag (nicht vorher) eine nach unten wirkende zugerichtete
Kraft übersteigt, die von der Flüssigkeit sätzliche Kraft, die das Produkt aus Trägheit mal
auf die Unterseite 30 des Hammers ausgeübt wird. 35 Beschleunigung ist. In diesem Zeitpunkt wird auf die
Ungefähr zu dieser Zeit vermindert sich die auf das Ventilanordnung die größte abwärts wirkende Kraft
Ventilelement 20 ausgeübte, nach unten gerichtete ausgeübt, weiche ausreicht, um das Ventil vom Glied
Kraft, das der Unterschied des Druckes in der Boh- 24 abzuheben und ziemlich rasch in die Lage auf
rung 35 und im Durchlaß 27 den wirksamen Quer- dem unteren Sitz nach Fig. 1 zu treiben, wobei die
schnitt des Ventilsitzes 25 bestimmt. Die auf die 40 Unterseite 22 am Sitz 25 anliegt. Bevor das Ventil
Unterseite des Kolbens 19 einwirkende, nach oben 20 vom Sitz 24 abgehoben wird, besteht ein Bezirk A,
gerichtete Kraft ist im wesentlichen gleich der in der welcher der Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes in
Bohrung 40 über den Durchlaß 36 im Rohr 17 wirk- der Bohrung 33 ausgesetzt ist. Wird das Ventil vom
samen Kraft, die sich zu verstärken sucht, wenn das Sitz abgehoben, so besteht jedoch ein größerer Beringförmige
Glied 32 die Strömung zur Bohrung 33 45 zirk Az, welcher der Einwirkung des Druckes in der
sperrt oder drosselt. Bei der Verstärkung der auf Bohrung 33 unterliegt. Der Durchmesser des Abden
Kolben 19 nach oben einwirkenden Kraft wird dichtungsbezirks des Sitzes 25 ist größer als der
die Ventilanordnung vom unteren Sitz 25 abgehoben Durchmesser des Kolbens 19. Da der Druck im
und rasch nach oben bewegt. Die Ventilbewegung Durchlaß 27 im wesentlichen gleich dem Druck im
ist nahe am oberen Ende der Bewegungsbahn abge- 50 axialen Teil 55 des Knierohres 17 ist (da zu dieser
dämpft. Nach F i g. 1 weist der Ventilsitz 24 eine Zeit zwischen diesen Durchlässen keine Strömung
Ausnehmung auf. Unterhalb dieses Sitzes ist die besteht) und da der Druck in der Bohrung 35 nun-Bohrung
des Hammers etwas weiter bemessen als mehr im wesentlichen gleich dem auf die Unterseite
der größte Durchmesser des Ventilelementes 20, so des Kolbens 19 einwirkenden Druck ist, so wirkt auf
daß bei einer Bewegung des Ventilelementes in bezug 55 die Ventilanordnung ein Druck ein, der die Ventilauf
den Hammer nach oben in der Nähe des Sitzes anordnung auf dem Sitz 25 im Amboß 26 festzu-24
das Ventüelement 20 eine wesentliche Menge der halten sucht, bis das ringförmige Ventilelement 32
Flüssigkeit durchsickern läßt, wodurch der Stoß der die Strömung in die Bohrung 33 hinein wieder dros-Oberseite
23 des Ventilelementes 20 auf den oberen seit. In der Zwischenzeit wird der Druck in der Boh-Sitz
im Glied 24 gedämpft wird. 60 rung 35 etwas niedriger als der Arbeitsdruck der Nunmehr steht der mit Flüssigkeit gefüllte Raum Flüssigkeit in der Bohrung 40 (als Folge des Druckunterhalb
des Sitzes im Glied 24 mit dem Auslaß 27 abfalles in den Zwischenkanälen), jedoch wirkt auf
im Amboß in Verbindung, so daß der Druck in den Hammer 14 eine aufwärts gerichtete Kraft ein,
diesem Raum rasch absinkt. Die als Folge des wobei die nächste Arbeitsfolge des Hammers einge-Druckes
der Flüssigkeit auf die Oberseite 34 des 65 leitet wird.
Kolbens 14 abwärts wirkende Kraft treibt diesen Der Ventilsitz 25 ist in den oberen Teil des Amrasch
nach unten. Es ist jedoch immer noch eine bosses so tief hineinverlegt, daß unterhalb der Obernach
oben gerichtete Kraft vorhanden, die auf die seite 31 des Ambosses 26 der größte Durchmesser
Bohrwerkzeug den Boden berührt, eine senkrechte Strecke vorhanden ist, über die sich der Amboß 26
zwischen der in F i g. 2 dargestellten Stellung und einer tieferen Stellung bewegen kann, bei der be-5
nachbarte Nuten und Rippen in Berührung stehen. Der Amboß kann also zwischen Anschlägen eine
begrenzte axiale Bewegung ausführen.
Das Abschlußteil 45 weist am unteren Ende ein Innengewinde 46 auf, so daß ein Bohrwerkzeug
des zylindrischen Ventilelementes 20 aufgenommen werden kann. Der Ventilsitz 25 und die darüberliegende
Ausne3 mung sind auf das Ventilelement 20 ausgerichtet, se daß das Ventilelement 20 in diese
Ausnehmung hineinpaßt. Aus Fig. 1 und aus Fig. 6
ist zu ersehen, daß das Ventileiement und dessen Verbindung mit dem Kolben 19 nur sehr gering beansprucht
werten, da zwischen dem Ventilschaft 21 und dem Vents [element 20 und dem Kolben 19 eine
Krümmung rf*' dem größten Radius besteht. Es wer- io durch Einschrauben mit dem Amboß direkt verbunden
keine Federn verwendet, die an sich zum Bruch den werden kann. Der durch den Amboß führende
neigen, Durchlaß 27 erstreckt sich durch das Abschlußteil. In F i g, 2 ist eine Einrichtung nach der Erfindung Da die Bohrwerkzeuge mit einem axialen Durchlaßvollständig di rgestellt. Das Gehäuse 11 ist am oberen kanal hergestellt werden, besteht eine ununter-Ende
mit einem Gewinde 37 versehen, mit dessen 15 brochene Verbindung von der Bohrung 40 aus durch
Hilfe eine Verbindung mit einem nicht gezeigten den Amboß und das Bohrwerkzeug. Die von der
Bohrgestänge hergestellt werden kann. Andererseits Rippenanordnung zwischen dem Amboß 26 und dem
weist das Gehäuseteil 11 eine Schraubverbindung mit Gehäuse 11a zugelassene axiale Bewegung ist so beeinem
Gehäuseteil 11 α auf, das einen größeren messen, daß der Kolben 19 sich unterhalb der
Innendurchmesser aufweist als der obere Teil. Das ao radialen Bohrungen 36 befindet, wenn das Bohrobere
Ende des im Gehäuse konzentrisch angeord- werkzeug nicht eine Erdschicht berührt. Diese Stelneten
Knierohres 17 enthält einen Montagekopf 38 lung ist eine Folge des Umstandes, daß der auf das
mit einem Durchlaß 39, der die Bohrung 40 mit dem Ventil 20 einwirkende Druck dieses im unteren Teil
Durchlaß 41 außerhalb des Knierohres 17 im Harn- des Hammers geschlossen hält, so daß der Hammer
14 verbindet. Vorzugsweise wird der Querschnitt 25 mer seine Bewegung abwärts fortsetzt, bis der Kolben
des Durchlasses 39 so groß wie möglich bemessen, 19 die Bohrungen 36 freigesetzt hat.
um den Druckabfall gering zu halten. Wie bereits in Zu dieser Zeit ändert sich die Richtung der EinVerbindung
mit Fig. 1 beschrieben, ist der Hammer wirkung der Kraft auf das Ventil, wobei der Ver-14
im Gehäuse 11 gelagert. Die Durchlässe 12 im schluß im unteren Teil des Hammers geöffnet wird.
Gehäuse 11 sind so bemessen, daß die Druckeffekte 30 Der Hammer nimmt dann eine Zwischenstellung ein,
gering gehalten werden. Der größte Außendurch- bei der die Flüssigkeit von dem Innenraum des Bohrmesser
des Hammers 14 ist etwas kleiner als der rohres zum ringförmigen Raum zwischen dem Rohr
Innendurchmesser des unteren Gehäuseteils 11a des und dem Bohrloch durch den Durchlaß 27 im Am-Gehäuses
11, so daß der Hammer seine axiale Be- boß und durch das Knierohr 17 und den Auslaß 18
wegung mit der geringsten Reibung ausführen kann, 35 strömt.
Der untere Abschnitt 14 a ist in den Hammer 14 Die Inbetriebsetzung erfolgt in der folgenden
eingeschraubt. Der Außendurchmesser entspricht Weise. Wenn der Amboß 26 als Folge einer Berühdem
Durchmesser des unteren Gehäuseteiles lla, rung des Bohrwerkzeuges mit einer Erdschicht nach
wobei die elastische Dichtung 16 sichert, daß am oben bewegt und das Bohrrohr abgesenkt wird, so
Hammer vorbei eine nur sehr kleine Menge Flüssig- 40 bewegt sich der im Abstand über dem Amboß
keit durchsickert. Der Hammer 14 ist an der Ober- schwebende Hammer 14 nach oben, bis der Kolben
seite abgeschrägt, wodurch die Ablenkung der Strö- 19 die Bohrungen 36 überquert. Hierbei wird die
mung der Arbeitsflüssigkeit in den Durchlaß 41 hin- Strömung durch das Rohr 17 unterbrochen und eine
ein erleichtert wird. auf die Ventilanordnung nach oben wirkende Kraft In Fi g. 2 ist eine zu bevorzugende Ausführung 45 erzeugt, die das Ventilglied auf den Sitz im Glied 24
des Ambosses 16 gezeigt. Dieser ist hohl und mit drückt. Dann bewegt sich der Hammer 14 nach
einem Durchlaß 27 versehen. Am unteren Ende ist unten, bis er gegen den Amboß 26 stößt. Das Ventilder
Amboß 26 mit einem Mittel zum Übertragen glied bewegt sich von dem Sitz im Hammer zum Sitzeines Kraftmomentes vom Gehäuse 11 zum Bohr- im Amboß, Wird das Amboßventil geschlossen, bewerkzeug
versehen. Bei den vielen möglichen Aus- 50 wegt sich der Hammer nach oben und in der norführungen
solcher Mittel bestehen keine besonderen malen Weise wieder nach unten.
Funktionsunterschiede; es können nur einige Aus- Die in F i g. 2 bis 5 gezeigte Anordnung des ringführungen
leichter hergestellt werden als andere. Bei förmigen Ventilgliedes unterscheidet sich von der
der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist der Anordnung nach Fig. 1. Dieses Element bildet
unterste Teil des Gehäuses 11a mit einer Anzahl von 55 einen Teil einer Hülse 47, die im unteren Hammeraxial verlaufenden Rippen 44 versehen, wobei zwi- glied14α mittels Hilfe eines Abstandsringes 48 und
sehen je zwei Rippen Keile oder Nuten vorgesehen einer Schulter 49 konzentrisch gelagert ist. Oberhalb
sind. Diese Rippen 44 wirken mit gleichwertigen des Elementes 32 weist die Hülse 47 einen Durch-Keilen
oder Nuten zusammen, die in die Außenseite laß 50 auf. Der kleinste Durchmesser des Ventildes,
unteren Teiles des Ambosses 26 eingeschnitten 60 el'ementes 32 ist etwas größer als der Außendurchsind.
Zwischen diesen Nuten am Amboß 26 befinden messer des Knierohres 17, so daß, wenn das Ventilsich
erhöhte Teile 43, die in entsprechende Nuten element 32 sich dem unteren Ende des Rohres 17
am erweiterten Teil des Gehänseteiles 11 α hinein- nähert, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die Strömung der
passen. Auf das untere Ende des Ambosses 26 ist Flüssigkeit stark gedrosselt und vorzugsweise gänzein
Abschlußteil 45 aufgeschraubt. In der Bohr- 65 lieh unterbrochen wird.
stellung liegt dieses am Gehäuseteil 11 α an. Die
Nuten am Amboß 26 und am Gehäuseteil 11 α sind
langer als die zugehörigen Rippen, so daß, bis das
Nuten am Amboß 26 und am Gehäuseteil 11 α sind
langer als die zugehörigen Rippen, so daß, bis das
Die Hülse 47 enthält mehrere Stege 51, zwischen denen sich Durchlässe befinden (in Fig. 2 bis 5 mit
unterbrochenen Linien dargestellt), duTch die die
009 549/46
ίο
Flüssigkeit an den Stegen vorbeiströmen kann. Die Stege stützen eine Ventilschaftführung 52 ab, die den
Ventilschaft 21 umgibt und im wesentlichen koaxial hält. Der obere Teil der Schaftführung 52 setzt sich
in einem Kolben 53 fort, der passend im Knierohr 17 sitzt und die Flüssigkeitsströmung vom unteren
Ende dieses Rohres aus wirksam drosselt. Der Kolben 53 bildet eine Trennwand zwischen dem Ventilschaft
21 und dem Knierohr 17 und ist am Hammerbefindliche Flüssigkeit in die Bohrung 35 hineingedrückt.
Es ist erwünscht, daß das Glied 24 sich genügend weit oberhalb der Unterseite 30 des Hammers 14 be-5
findet, so daß das Ventilelement 20 in den Hammer eindringen kann, wie in F i g. 5 dargestellt ist, wobei
ein verhältnismäßig kleiner Spielraum zwischen dem größten Durchmesser des Ventilelementes und dem
kleinsten Durchmesser der Aussenkung 58 im Hamteil 14 α befestigt. Die Flüssigkeit im Hohlraum 54 io mer vorgesehen ist. Hierdurch wird die Dämpfungs-(der
über die Durchlässe 36 mit dem Durchlaß 41 in wirkung erhöht, und ferner wird, wenn das Ventil-Verbindung
steht), übt auf die Ventilanordnung über element 20 den oberen Sitz verläßt, jede Tendenz des
den unteren Teil des Kolbens 19 nur einen Druck Ventilelementes 20, sich auf den Sitz zurückzubewenach
oben aus. Der Druck der Flüssigkeit in der gen, gering gehalten, da auf die obere größere Fläche
Bohrung 55 über dem Kolben 19 ist gleich dem 15 des Ventilelementes 20 die nach unten gerichtete
Druck in der Öffnung 18 des Gehäuses 11 und daher hydraulische Kraft einwirkt.
erheblich niedriger, so daß eine nach oben gerichtete Bei der in Fig. 3 bis 5 dargestellten Anordnung
Kraft vorliegt, die das zylindrische Ventilelement 20 - wird die Länge der Bewegungsstrecke des Hammers
vom Sitz 25 im Amboß 26 abzuheben sucht. im wesentlichen von der größten Entfernung zwischen
Wenn das Ventilelement 20 auf dem Sitz 25 ruht, ao der oberen Kante des ringförmigen Ventilgliedes 32
wie in Fig. 3 gezeigt ist, hält der Druck der Flüssig- und der unteren Kante des Knierohres 17 bestimmt,
keit in der Bohrung 35 die Ventilanordnung auf dem da bei einer Drosselung der Strömung in die Boh-Sitz
fest, wobei die Ventilanordnung ausgerichtet ist, rung 35 die auf den Hammer einwirkende Kraft
etwas größer als der größte Durchmesser des Ventil- nach unten gerichtet ist, so daß der Hammer bis zu
elementes 20 bemessen ist. Wird das Ventilelement 20 25 einem vollständigen Halt rasch abgebremst und nach
kurzzeitig vom Sitz 25 abgehoben, während in der unten beschleunigt wird. Diese Abwärtsbewegung
Bohrung 35 immer noch der Druck der Arbeits- setzt sich fort, bis der Hammer auf den Amboß 26
flüssigkeit besteht, so ist die vom Sitz abhebende aufsetzt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die zwischen dem
Kraft als Folge des Druckes auf die Unterseite des Hammer und dem Amboß befindliche Flüssigkeit
Ventilelements 20 viel kleiner als der auf die Ober- 30 strömt durch den in der Mitte befindlichen hohlen
seite einwirkende Druck, so daß das Ventilglied so- Teil oder durch den Auslaß 27 ab. Um diesen Abfort
auf den Sitz zurückkehrt, bis auf die Ventil- lauf zu fördern, sind an dem Hammer oder am Amanordnung
eine nach oben gerichtete Kraft ein- boß radial verlaufende Nuten vorgesehen,
wirkt. Der Mittelteil der Ventilanordnung weist einen
Steht die Ventilanordnung in der tiefsten Stellung, 35 Kanal 60 auf. Durch diese Maßnahme ist gewährso
wirkt der Flüssigkeitsdruck über den Durchlaß leistet, daß die niedrigen Drücke in der Bohrung 27
41 und die Bohrung 35 auf die Unterseite 30 des und in der Bohrung 55 innerhalb des größten Teiles
Hammers 14 ein, so daß dieser sich nach oben be- der Zeit im wesentlichen einander gleich sind,
wegt, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Aus Fig. 3 bis 5 ist zu ersehen, daß sich der
Nähert sich das Ventilglied 32 dem unteren Teil 4° Außendurchmesser des Hammers am unteren Teil
des Mittelrohres 17, so wird die Verbindung zwischen und am oberen Teil oberhalb des Bereiches, in dem
dem Durchlaß 41 und der Bohrung 35 gedrosselt. die elastische Dichtung 16 mit dem Hammer 14 in
Der Druck in der Bohrung 35 sinkt rasch ab, da das Berührung gelangt, verkleinert. Die Vergrößerung
Volumen der Bohrung 35 sich infolge der Aufwärts- des Durchmessers infolge der ausgeführten Schläge
bewegung des Hammers vergrößert. Hierbei wird auf 45 kann dadurch unwirksam gemacht werden, daß der
die Ventilanordnung eine starke, nach oben gerich- Außendurchmesser des Hammers 14 kurz oberhalb
tete Kraft ausgeübt, die die Ventilanordnung vom
Sitz abhebt. Die auf das Ventilelement 20 einwirkenden Kräfte sind nunmehr im wesentlichen einander
gleich, und die nach oben wirkende Kraft als Folge 5°
des hohen Druckes im Hohlraum 54 und des niedrigen Druckes in der Bohrung 55 bewegt die Ventilanordnung rasch nach oben.
Sitz abhebt. Die auf das Ventilelement 20 einwirkenden Kräfte sind nunmehr im wesentlichen einander
gleich, und die nach oben wirkende Kraft als Folge 5°
des hohen Druckes im Hohlraum 54 und des niedrigen Druckes in der Bohrung 55 bewegt die Ventilanordnung rasch nach oben.
Wie in Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, ist das Glied24
im Hammer 14 begrenzt gleitbar gelagert, d. h., das 55 gestellt ist. Glied24 kann nur eine begrenzte axiale Bewegung Die Hülse 47 (Fig. 3 bis 5) wird aus zwei zuausführen zwischen dem aus der Unterseite der sammenpassenden Hälften hergestellt, die durch eine Hülse 47 bestehenden Anschlag und einem zweiten in der Mitte gelegene koaxiale Ebene voneinander Anschlag 57 an der Innenwandung des Hammers 14 getrennt sind, so daß während des Zusammensetzens oberhalb der Fläche 30. Steht die Ventilanordnung 60 die Führung um den Ventilschaft 21 herum angeordin der untersten Stellung, wobei der Durchlaß 27 net werden kann. Der obere Teil des Ventilschaftes geschlossen ist, sucht das ringförmige Glied 24 sich 21 ist mit einem Gewinde versehen. Auf das Gewinde gegen den unteren Anschlag 57 zu bewegen. Der sind zwei Ringe 61 und 62 aufgeschraubt. Zwischen Raum zwischen dem oberen Teil des Gliedes und diesen Ringen ist eine Nut vorgesehen, die einen dem unteren Teil der Hülse 47 ist daher mit Flüssig- 65 elastischen Dichtungsring 63 enthält, der eine Abkeit gefüllt. Wenn die Ventilanordnung nach Fig. 5 dichtung zwischen dem Kolben 19 und dem Knienach oben gegen den Sitz des ringförmigen Gliedes rohr 17 herstellt. Der Krümmungsradius an der Stelle gezogen wird, so wird die oberhalb dieses Gliedes 64, an der die Verbindungsstange und der Kolben
im Hammer 14 begrenzt gleitbar gelagert, d. h., das 55 gestellt ist. Glied24 kann nur eine begrenzte axiale Bewegung Die Hülse 47 (Fig. 3 bis 5) wird aus zwei zuausführen zwischen dem aus der Unterseite der sammenpassenden Hälften hergestellt, die durch eine Hülse 47 bestehenden Anschlag und einem zweiten in der Mitte gelegene koaxiale Ebene voneinander Anschlag 57 an der Innenwandung des Hammers 14 getrennt sind, so daß während des Zusammensetzens oberhalb der Fläche 30. Steht die Ventilanordnung 60 die Führung um den Ventilschaft 21 herum angeordin der untersten Stellung, wobei der Durchlaß 27 net werden kann. Der obere Teil des Ventilschaftes geschlossen ist, sucht das ringförmige Glied 24 sich 21 ist mit einem Gewinde versehen. Auf das Gewinde gegen den unteren Anschlag 57 zu bewegen. Der sind zwei Ringe 61 und 62 aufgeschraubt. Zwischen Raum zwischen dem oberen Teil des Gliedes und diesen Ringen ist eine Nut vorgesehen, die einen dem unteren Teil der Hülse 47 ist daher mit Flüssig- 65 elastischen Dichtungsring 63 enthält, der eine Abkeit gefüllt. Wenn die Ventilanordnung nach Fig. 5 dichtung zwischen dem Kolben 19 und dem Knienach oben gegen den Sitz des ringförmigen Gliedes rohr 17 herstellt. Der Krümmungsradius an der Stelle gezogen wird, so wird die oberhalb dieses Gliedes 64, an der die Verbindungsstange und der Kolben
der Unterseite 30 und der Außendurchmesser des Ambosses unterhalb dessen Oberseite 31 kleiner bemessen
wird.
Die Trägheitskraft, die bei dem Schlag des Hammers 14 gegen den Amboß 26 wirksam wird, stellt
die nach unten wirkende Hauptkraft dar, welche die Ventilanordnung vom oberen Sitz abhebt (F i g. 5)
und auf den unteren Sitz bewegt, wie in F i g. 3 dar-
zusammenstoßen, und der entsprechende Krümmungsradius
an der Stelle, an der die Stange sich zum Ventilelement 20 erweitert, wird so groß wie
möglich bemessen, um die Beanspruchung an diesen Stellen zu verringern.
In F i g. 7 ist ein Schlagbohrwerkzeug schematisch gezeigt. Dort ist jedoch der kleinste Durchmesser des
Hammers 14 gegenüber dem Knierohr 17 örtlich verkleinert, um bei 65 einen Gleitsitz herzustellen. Ferner
ist ein Dichtungsring 66 vorgesehen. Daher strömt die Flüssigkeit durch den Durchlaß 41 und
durch die Durchlässe 36 aus dem unteren Teil des Knierohres 17 aus. Ferner besteht das ringförmige
Ventilglied aus einem in den Hammer 14 eingesetzten Glied 67 mit einem kolbenartigen Kopf 68, dessen
größter Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 17 ist. Dieser Kolben ist so
angeordnet, daß er in das Rohr 17 eintritt, wenn der Hammer 14 den oberen Teil seines Hubes erreicht,
wodurch die Flüssigkeitsströmung aus dem Durchlaß 41 in die Bohrung 35 hinein gedrosselt oder
unterbrochen wird. Im ringförmigen Glied 67 sind die axialen Durchlässe 69 vorgesehen, durch welche
die Flüssigkeit aus dem Durchlaß 41 in die Bohrung 35 strömen kann, ausgenommen, wenn der Kolben
68 sich mindestens nahe am Knierohr 17 befindet.
Nach Fig. 8 ist im Knierohr 17 kein unterer radialer Durchlaß vorgesehen, und auf den Kolben
19 wirkt immer die Differenz der-Drücke in der Bohrung
55 und im Durchlaß 41 ein. Da der Abdichtungsbereich des unteren Sitzes 25 des Ventilelementes
20 größer ist als der Querschnitt des Innenraumes des Knierohres 17, so muß eine nach oben
gerichtete Kraft ausgeübt werden, um das Ventilelement aus der unteren Stellung in die obere Stellung
zu bewegen. Dies wird im vorliegenden Falle dadurch erreicht, daß auf dem Hammer 14 ein
Schlagmittel angebracht ist, das aus einer Platte 70 mit axialen Durchlässen 71 besteht, durch welche
die Flüssigkeit aus dem Durchlaß 41 in die Bohrung 35 strömen kann. Diese Platte 70 umgibt den unteren
Teil des Ventilschaftes 21. Bei jeder Aufwärtsbewegung des Hammers 14 stößt die Platte 70 gegen
den Anschlag 72 mit der Folge, daß das Ventilelement 20 vom unteren Sitz 25 im Amboß 26 abgehoben
wird. Die vom Kolben 19 ausgeübte nach oben wirkende Gesamtkraft bewirkt dann, daß die
Ventilanordnung ihre Bewegung nach oben fortsetzt, bis das Ventilelement 20 sich auf den oberen
Ventilsitz im ringförmigen Glied 24 aufsetzt.
Nach F i g. 8 bzw. 9 wird das obere ringförmige Ventilglied 32 sowie die Platte 70 mit dem Anschlag
72 an dem Ventilschaft 21 verwendet. Die Platte 70 ist auf der Bohrung des Hammers 14 an einer Stelle
angeordnet, die in bezug auf den oberen Teil des Ventilgliedes 32 so gelegen ist, daß die Platte 70 die
Ventilanordnung vom Sitz gerade dann abhebt, wenn das Ventilglied 32 die Strömung durch den
Durchlaß 41 außerhalb des Knierohres 17 drosselt.
Die Anordnung kann so abgeändert werden, daß im Bohrloch ein noch besserer Strömungsverlauf
erreicht wird, ohne die Bohreinrichtung zu beeinflussen. In Fig. 10 und 11 sind zwei verschiedene
andere Ausführungen gezeigt. Die Abänderungen bestehen aus dem Einsetzen eines Anschlages 82 am
Knierohr am unteren Ende und unterhalb der radialen Bohrungen 36, wodurch verhindert werden
soll, daß der Kolben 19 sich durch den unteren Teil des Rohres 17 bewegt. Nach Fig. 10 ist das Knierohr
im Gehäuse 11 von einer Halterung 80 abgestützt. Ein Dichtungsring 81 soll ein mögliches Durchsickern
der Bohrflüssigkeit gering halten. Nahe am unteren Teil des Knierohres 17 ist ein
Anschlagmittel 82 vorgesehen, das den Ventilschaft 21 eng umgibt und dabei führt. Der Ventilschaft ist
hohl, so daß eine Verbindung vom Hauptteil des Rohres 17 zur Bohrung 27 des Ambosses 26 besteht.
ίο Die radialen Bohrungen 36 am Knierohr 17 sind
oberhalb des Anschlagmittels 82 angeordnet und länger als die axiale Dicke des Kolbens 19.
Da der Hauptteil des Knierohres 17 eine Verbindung für die aus dem Bohrwerkzeug austretende
Flüssigkeit mit der Bohrung 27 des Ambosses 26 aufweist, ist der Druck in diesem Hauptteil des
Mittelrohres wesentlich geringer als im Einlaß 40 des Werkzeuges.
Die Länge der Kolbenstange ist so bemessen, daß der Kolben 19 unter normalen Bohrbedingungen sich
jederzeit oberhalb der radialen Bohrungen 36 befindet, so daß keine Verbindung über den Durchlaß
41 mit der Bohrung in der Verbindungsstange 21 besteht.
In F i g. 10 ist die Bohreinrichtung in demjenigen Zeitpunkt der Arbeitsperiode gezeigt, in dem der
Druck der Flüssigkeit aus dem Durchlaß 41 auf die Unterseite des Hammers 14 diesen nach oben drückt,
während das Ventilelement 20 auf dem unteren Ventilsitz 25 am Amboß 26 festgehalten wird. Nähert
sich das ringförmige Element 32 der unteren Außenkante des Rohres 17, so sinkt der Druck in der Bohrung
35 wesentlich ab, während der auf die Unterseite des Kolbens 19 nach oben einwirkende Druck
etwas erhöht ist, wodurch die Ventilanordnung angehoben und gegen den oberen Sitz im ringförmigen
Glied 24 gedruckt wird. Der Hammer wird nunmehr nach unten bewegt, während auf die Unterseite des
Kolbens 19 ein hoher Druck und auf die Oberseite ein verhältnismäßig niedriger Druck einwirkt, so daß
die Ventilanordnung in der obersten Stellung festgehalten wird.
Der Aufschlag des Hammers 14 auf den Amboß 26 erteilt der Ventilanordnung eine große Trägheitskraft.
Diese Kraft zusammen mit der auf das Ventilelement 20 einwirkenden Kraft treibt die Ventilanordnung
nach dem Aufschlag des Hammers rasch nach unten und führt sie in die in Fig. 10 gezeigte
Stellung zurück.
Während der Zeit, in der die Bohreinrichtung und das Bohrwerkzeug vom Boden entfernt sind, befindet
sich der Amboß 26 in einer unteren Stellung. Ist das Schlagbohrwerkzeug vom Boden entfernt, so ist es
wichtig, die Bohrflüssigkeit durch die Bohreinrichtung und das Bohrwerkzeug in Umlauf setzen zu
können, ohne daß der Hammer betrieben wird. Ist die Bohreinrichtung vom Boden entfernt, sinkt der
Amboß 26 auf Grund seines Gewichtes bis zur tiefsten Stelle im Gehäuse 11 ab. Das Ventilglied 20
ruht dann auf dem Sitz im Amboß. Die Ventilanordnung wird dann von dem Druck in der Kammer 33
auf dem Sitz festgehalten, der größer ist als der Druck im Durchlaß 27. Die auf den Hammer einwirkenden
hydraulischen Kräfte treiben diesen nach oben, bis das ringförmige Glied 32 mit dem unteren Ende des
Knierohres 17 im wesentlichen in Berührung gelangt. Die Länge der Verbindungsstange 21 ist so bemessen,
daß der obere Teil des Kolbens 19 sich nunmehr
unterhalb der Durchlässe 36 befindet. Befindet sich de.r Kolben 19 unterhalb der Bohrung 36, so besteht
eine Strömung aus dem Raum 40 durch den Raum zwischen dem Hammer und dem Knierohr 17 durch
die Bohrungen 36 und de.m Kanal im Ventilschaft 21 zur Bohrung 27 im Amboß 26. Um die Bohreinrichtung
in Betrieb zu setzen, ist es nur erforderlich, den Umlauf der Bohrflüssigkeit fortzusetzen und.
das Werkzeug so weit abzusenken, daß der Bohrkopf auf dem Grund des Bohrloches ruht. Bei fortgesetztem
Absenken der Bohreinrichtung wird der Amboß 26 und die Ventilanordnung 20 naeh oben gedrückt,
so daß die Einrichtung in der beschriebenen Weise arbeitet.
Das. Knierohr 17 braucht von der Verbindung mit dem Einlaß 40 nicht vollständig ausgeschlossen zu
werden. In Fig. 10 ist gezeigt, daß eine Ideine Einlaßbohrung
83 vorgesehen ist. Diese Bohrung dient als hydraulischer Widerstand und läßt eine zusätzliche
Strömung der Bohrflüssigkeit durch die Eüirichtung
über" die Menge hinaus zu, die für das
Sehlagbohrverfahren erforderlich und zum Befördern des zerbohrten Gesteins naeh oben erwünscht ist,
Mit der Bohrung 83 darf nur eine beschränkte Verbindung
aufrechterhalten werden, so daß der Druck im Hauptteil des Knierohres, d. h, in dem über dem
Kolben 19 gelegenen Teil, wesentlich niedriger ist als im Einlaß 40, obwohl dieser Druek etwas höher
ist als der Druck in der Bohrung 27.
In Fig. 10 und 11 sjnd vorteilhafte Ausgestaltun- 3<>
gen des Ventilelernentes 20 gezeigt. Der Teil mit dem.
größten Durchmesser wurde in axialer Richtung um 6,35 bis 12,7 mm verlängert, während die Aussenkung
56 entsprechend vertieft wurde. Ferner wurde der obere Ventilsitz im ringförmigen Glied 24 axial nach
oben versetzt, um den Eintritt des Ventilelementes 2,0. in den Hammer 14 zu ermöglichen, so daJ3 der Schlag
des Hajtnmers auf den Amboß erfolgt, bevor das Yentileiement 20 in die Auslenkung 56eindr.iq.gt. Die
Vergrößerung der axialen Länge des den größten
Durehmesser aufweisenden Teiles des Ventilelementes 20 bedeutet, daß der Spielraum zwischen dem Ventilelement
und der Aussenkung 56 wesentlich vergrößert werden kann, ohne die Ventilwirkung nachteilig
zu beeinflussen. Ein größerer Spielraum be,-deutet außerdem, daß die Bohrflüssigkeit an der
Außenseite des Ventils eine viel geringere Erosion verursacht.
Nach Fig. 11 ist das ringförmige Glied 24 an der
GebrauehssteUe yon einem Gewindering 85 festr
gehalten. Zwischen der Ventflver.bindungsstange 21 und dem Anschlagmittel 82 wird vorzugsweise ein.
Dichtungsring oder eine Packung 86 vorgesehen.
Claims (1)
- Patentansprüche:.SS1. Tiefloch-Schlagbohrhammer aus einem oberen und unteren Gehäuseteil mit einem Hammer-, desse_n obeje und untere Arbeitsfläche unterschiedlichen. Querschnitt aufweisen und im oberen bzw, unteren Gehäuseteil liegen, wobei das. Gehäuseunterteil einen größeren Innendurchmesser aufweist als das Gehäuseoberteil, einer, ze.ntralen Zuführung für das Arbeitsflu.d in den Gehäuseoberteil^ eineni Amboß mit axial verlaufendem Auslaß-, einem Ventilsitz, im oberen Teil des Ambosses und. frri unteren Teil des Hammersund einem Ventilelement, das abwechselnd auf diesen beiden Ventilsitzen aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß sich vom oberen Gehäuseteil (11) ein Knierohr (17), welches ein radiales Teil (18), das radial durch die Wand des oberen Gehäuseteils (11) geführt ist, und ein nach unten anschließendes axiales Teil (55) aufweist, mit Abstand von der Innenwand in einen durchgehend hohlen Hammer (14) erstreckt, wobei das axiale Teil (55) des Knierohres(17) an seinem unteren Ende durch einen Deckel (29) verschlossen ist, der einen Ventilschaft (21) des. Ventilelementes (20) gleitbar abdichtend umgreift, und oberhalb des Deckels (29) radiale Bohrungen (36) aufweist, wobei der Ventilschaft (21) sich am oberen Ende des Ventilelementes (20) befindet und seinerseits am oberen Ende· mit einem Kolben (19) versehen ist, der im axialen Teil (55) des Knierohres (17) geführt ist, so daß an der Innenwand des Hammers (14) ein ringförmiges Element (32) vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des axialen Teils (55) des Knierohres (17) entspricht.%. Tiefloch-Schlagbohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hammer (14) und dem oberen Gehäuseteil (11) sowie dem unteren Gehäuseteil (Ua) Dichtungen (15; 16) vorgesehen sind und der Boden, des Ambosses (26) einen Anschluß für einen Bohrmeißel aufweist.3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Abflußnuten (59) an dem Boden des Hammers (14) und der Spitze, des Ambosses (26), welche den Außenteil desselben mit dem Auslaß (27) verbinden.4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mindestinnendurchmesser des Hammerventilsitzes (24) geringer als der Durchmesser des Kolbens (19) ist.5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet* daß der Mindestdurchmesser des Amboßsitzes (25) den Durch.rnes.ser des Kolbens, (19) überschreitet.6. Tiefloch-Schlagbohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5", dadurch gekennzeichnet,, daß ein Anschlag (72) a,m Ventilschaft (21) sowie eine ScMageinrichtung (70),. die am Hammer (14) befestigt und axial mit dem Anschlag (72) ausgerichtet ISt1 vorgesehen sind.7. Tiefloch-Schlagbohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis. 5', gekennzeichnet, durch einen· Flansch (53) am Ventilschaft (21), welcher mit Abstand unterhalb des- Kolbens (19) angebracht ist.8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des Rohres-(18) mit der Außenseite, des Gehäuses verbunden, ist9. Vorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche., dadurch gekennzeichnet, daß; der Hammerventilsitz, (24) verschiebbar in dem Hammer (14) befestigt istvIQ. Tiefloqh-Schlagbohrhammer nach einem der vorhergehenden- Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboßventilsitz (25) in das obere Ende, des Ambosses (26) vertieft eingelassen ist.11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurchgekennzeichnet, daß der Maximaldurchmesser der Dichtungsfläche des Ventilsitzes (24) den Innendurchmesser des Knierohres (17) überschreitet, wobei der Kolben (19) sich verschiebbar in dem Rohr über dem Seitenkanal (36) befindet, und die untere Oberfläche des Ventilelementes (20) mit dem Amboßventilsitz (25)fluchtet und in die Aussparung (35) über dem Amboßventilsitz paßt.12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (21) hohl ist und die obere Seite des Kolbens (19) in Verbindung mit dem unteren Druckteil des Knierohres (17) steht.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen009549/46
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