DE19527406A1 - Schwingungsdämpfer für eine Tiefbohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tiefbohrmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Tiefbohrmaschinen bildet bekanntlich das Bohrrohr das biege- und torsionsweicheste Konstruktionselement, welches durch den Bohrprozeß zu Biege- und Torsions­ schwingungen angeregt werden kann. Diese über die Schallabstrahlung der Tiefbohrmaschine erkennbaren Schwingungen haben neben einem frühzeitigen Werkzeugver­ schleiß auch eine Verschlechterung des Energieumsatzes des Bohrwerkzeugs zur Folge. Zur Bekämpfung dieser Schwingungen sind Schwingungsdämpfer bekannt, die das Bohrrohr außenseitig umfassen und in Dämpferlünetten eingesetzt sind, die entlang des Bohrrohres verschiebbar angeordnet sind, wobei die Plazierung der Dämpferlünette entlang des Bohrrohres im Bereich eines Schwingungsbau­ ches angestrebt wird, um eine optimale Dämpfungswirkung zu erzielen.

Das Wesen der bekannten Schwingungsdämpfer besteht in einer, das Bohrrohr koaxial umgebenden, außenseitig zylindrischen, in einem Gehäuse drehbar gelagerten Schwingmasse, die mittels eines aus Kunststoff bestehen­ den Dämpfungskörpers an die Außenseite des Bohrrohres angekoppelt ist. Der Dämpfungskörper weist eine Außen­ fläche auf, die zu einer Stirnseite hin einen konischen Verlauf aufweist und die mit einer komplementär konisch ausgebildeten Innenfläche der Schwingmasse in Berührung steht. Die Innenfläche des Dämpfungskörpers ist zylin­ drisch glatt ausgebildet und liegt unmittelbar an dem Bohrrohr an, so daß durch axiale Verschiebung des Dämp­ fungskörpers relativ zu der Schwingmasse sowie dem Bohrrohr ein mehr oder weniger starker Verformungszu­ stand des Dämpfungskörpers sowie hiermit zusammenhängen­ de unterschiedliche elastische und Dämpfungseigenschaf­ ten erreichbar sind. Die Schwingmasse und das Bohrrohr bilden in Verbindung mit dem Dämpfungskörper, über welchen sie in Verbindung stehen, ein schwingfähiges System. Durch Verformung des Dämpfungskörpers wird der Kopplungszustand zwischen der Schwingmasse und dem Bohrrohr verändert und es kann auf diese Weise den, das Schwingungsverhalten maßgeblich bestimmenden Einflüssen mit Hinblick auf eine optimale Dämpfung Rechnung getra­ gen werden. Mittels zweier, beiderseits der Schwingmasse angeordneter, hydraulisch betätigbarer Ringkolben, die bei Druckbeaufschlagung einander entgegengerichtete, hier in Richtung auf eine radiale Mittelebene der Anord­ nung hin gerichtete Bewegungen ausführen, kann der Verformungszustand des Dämpfungskörpers stufenlos nach Maßgabe der Differenz der die Ringkolben beaufschlagen­ den Drücke eingestellt werden. Die Ringkolben wirken jeweils über axial gerichtete Wälzlager auf Druckringe ein, die unmittelbar stirnseitig mit dem Dämpfungskörper in Berührung stehen. Ein solcher Schwingungsdämpfer ist beispielsweise aus dem Prospektblatt "Anleitung Hydr.- Schwingungsdämpfer", Ausgabedatum 31.08.1994, der Firma Burgsmüller GmbH, 30625 Hannover bekannt.

Nachdem der außenseitig konische Dämpfungskörper bei diesen bekannten Schwingungsdämpfern stirnseitig zwi­ schen den genannten Druckringen eingespannt ist, ist ein Austausch desselben nur durch eine völlige einseitige Demontage des Systems aus Ringkolben und Druckring möglich. Zur Einstellung eines bestimmten Verformungszu­ stands wird der, vom Bohrrohrdurchmesser sowie von sonstigen Parametern des Bohrprozesse abhängige Diffe­ renzdruck ermittelt, welcher für die zur Erzielung einer bestimmten Verspannung erforderliche Relativbewegung des Dämpfungskörpers gegenüber der Schwingmasse notwendig ist. Zur Aufhebung des Ankopplungszustand des Dämpfungs­ körpers an dem Bohrrohr muß durch entsprechende Beauf­ schlagung der Druckräume der beiden Ringkolben dafür Sorge getragen werden, daß der Dämpfungskörper nunmehr in Gegenrichtung relativ zu der Schwingmasse - seinen Verformungszustand abbauend - bewegt wird, bis der Kopplungszustand mit dem Bohrrohr aufgehoben ist. Der Vorgang des Spannens und Lösens des Dämpfungskörpers gestaltet sich hiernach vergleichsweise aufwendig, führt oft nicht zu reproduzierbaren Ergebnissen und erfordert ein hohes Maß an Sorgfalt und praktischer Erfahrung.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Schwingungsdämp­ fer der eingangs bezeichneten Art dahingehend auszuge­ stalten, daß bei einfacher Montier- und Demontierbarkeit des Dämpfungskörpers dessen Spann- und Lösevorgang vereinfacht ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Schwingungsdämpfer durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach ein zu einer radialen Mittelebene symmetrischer Aufbau des Dämpfers, wobei diese Symmetrie die Schwingmasse, die beiderseits der Mittelebene angeordneten Druckringe, die Spannbuchse und die Dämpfungsbuchse betrifft, welche letztere als zylin­ drischer, das Bohrrohr umgebender Körper ausgebildet ist. Die im Durchmesser verringerbare Spannbuchse weist außenseitig bezüglich der Mittelebene symmetrische, sich in Richtung auf die stirnseitigen Enden hin konisch verjüngende Flächen auf, die mit zugekehrten Innenflä­ chen der Druckringe in Wirkverbindung stehen, so daß durch symmetrische, in Richtung auf die Mittelebene hin erfolgende Verschiebung der Druckringe eine bezüglich der Mittelebene symmetrische Verformung der Spannbuchse und insgesamt eine - entlang ihrer Achse gesehen - gleichförmige radiale Verformung der Dämpfungsbuchse gegeben ist. Die Dämpfungsbuchse, die Spannbuchse, das System der Druckringe und die Schwingmasse bilden somit eine ineinandergesteckte, zueinander koaxiale Anordnung, die einen zentralen, zur Durchführung des Bohrrohres bestimmten Hohlraum umschließt. Die Spannbuchse ragt einwärts in diesen Hohlraum hinein und es steht der Dämpfungskörper mit der Spannbuchse in lösbarer Verbin­ dung. Der Dämpfungskörper ist derart an der Spannbuchse befestigbar, daß ersterer ohne Demontage weiterer Struk­ turelemente des Schwingungsdämpfers austauschbar ist. Die Spannbuchse steht mit der Schwingmasse in einer vorzugsweise formschlüssig wirksamen Drehverbindung, so daß die, über das Bohrrohr übertragene Schwingungsener­ gie in der Form von Torsionsschwingungen im wesentlichen über die Dämpfungsbuchse dissipiert wird. Der insgesamt symmetrische Aufbau der Anordnung hat einfach zu führen­ de Bewegungen der Druckringe, eine demzufolge einfache Betätigung, sowie gleichförmige Verformungsverhältnisse beim Spannen und Lösen der Dämpfungsbuchse zur Folge.

Die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 sind auf die Führung sowie Betätigung der Druckringe gerichtet. Diese sind hiernach in einer Richtung, nämlich in Richtung auf die Mittelebene hin über ein Druckfluid betätigbar und unterliegen in dieser Richtung der Gegenwirkung einer Druckfeder, über welche die erforderliche Rückstellbewe­ gung nach Druckentlastung einleitbar ist. Die axial verschiebbaren Druckringe stehen im übrigen über Füh­ rungsbolzen mit der Schwingmasse in verdrehschlüssiger Verbindung, wobei diese Führungsbolzen im übrigen die genannten axialen Bewegungen der Druckringe ermöglichen. Neben der Schwingmasse sind somit gleichermaßen die sich mit dieser synchron bewegenden Massen der Druckringe nebst der Spannbuchse über die Dämpfungsbuchse zu Tor­ sionsschwingungen anregbar.

Zur Realisierung einer Drehverbindung zwischen der Schwingmasse einerseits und der Spannbuchse andererseits sind eine Reihe von Mitnehmerbolzen vorgesehen, die mit der Schwingmasse beispielsweise in Schraubverbindung bestehen und formschlüssig in entsprechende zugekehrte Bohrungen der Spannbuchse eingreifen.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 erfolgt die Betäti­ gung der Druckringe über Ringkolben, die ausschließlich axial verschiebbar sind und deren Axialkraft über axial orientierte Wälzlager auf die Druckringe übertragen wird. Die Ringkolben sind in entsprechenden ringzylin­ derartigen Aufnahmen geführt und es werden deren jewei­ lige Druckräume zwecks Verschiebung der Ringkolben stets gleichförmig beaufschlagt. Die erforderliche Rückstell­ kraft wird über die eingangs bereits genannten Druckfe­ dern aufgebracht, die über die Druckringe auf die Ring­ kolben einwirken.

Die Schwingmasse weist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 7 in ihrem mittleren Bereich einen Ringkörper auf, der Bohrungsabschnitte aufweist, welche außenseiti­ ge Führungsflächen zur Führung der Druckringe bilden. Diese Führungsflächen enden im Bereich eines mittleren Ringsteges, der an den genannten Ringkörper radial innenseitig angeformt ist. Die Druckringe weisen hierbei außenseitig zylindrische Flächen auf, die mit den ge­ nannten Führungsflächen zusammenwirken.

Die entsprechend den Merkmalen des Anspruchs B vorgese­ hene radial innenseitige Ausnehmung des Systems aus den Druckringen und dem Ringsteg dient der Aufnahme der Spannbuchse, wobei die Ausnehmung vorzugsweise derart ausgelegt ist, daß sich beiderseits der Spannbuchse ein axiales Spiel ergibt.

Über Ringnuten entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 9 und einen in diese eingesetzten Sprengring wird die Dämpfungsbuchse axial innerhalb der Spannbuchse fixiert, wobei nach Lösen dieses Sprengringes oder eines ver­ gleichbaren Funktionselements die Dämpfungsbuchse axial aus dem Schwingungsdämpfer entfernbar ist.

Die Dämpfungsbuchse ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 10 vorzugsweise längsgeteilt ausgebildet, so daß ihre Montage auf ein Bohrrohr bedeutend erleichtert wird.

Die Spannbuchse ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 11 geschlitzt ausgebildet und auf diese Weise in radialer Richtung elastisch komprimierbar, wobei die Schlitzanordnung derart vorgenommen sein sollte, daß sich eine möglichst homogene Verformung und damit Kraft­ ausübung - in axialer Richtung gesehen - auf die Dämp­ fungsbuchse ergibt. Die Spannbuchse kann ebenfalls längsgeteilt ausgebildet sein.

Zum Spannen des Dämpfungskörpers bei montiertem Schwin­ gungsdämpfer ist lediglich eine gleichförmige Druckbe­ aufschlagung der Druckfluidanschlüsse des Schwingungs­ dämpfers erforderlich, wobei das Ausmaß der Druckbeauf­ schlagung von den Parametern des Bohrprozesses und damit von dem jeweiligen Einzelfall abhängig ist. Ein Lösen tritt nach Druckentlastung unter der Wirkung der als Rückstellfedern fungierenden Druckfedern selbsttätig ein.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Tiefbohrmaschine mit Schwingungsdämpfer;

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsge­ mäßen Schwingungsdämpfers;

Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung eines Schwin­ gungsdämpfers im Längsschnitt.

Mit 1 ist in Fig. 1 das Maschinenbett einer Tiefbohrma­ schine in einer Seitenansicht gezeigt, bei welcher ein Bohrspindelkasten 2 auf einem Schlitten 3 aufgelagert ist, der mittels eines Antriebs 4 in Richtung der Pfeile 5, somit in Längsrichtung der Tiefbohrmaschine in defi­ nierter Weise verfahrbar ist. Zu diesem Zweck ist das Maschinenbett 1 mit einer dementsprechenden, zeich­ nerisch nicht näher dargestellten Führung 6 für den Schlitten 3 ausgerüstet.

Mit 7 ist eine Einspannung für ein Bohrrohr 8 bezeich­ net, welches sich parallel zur Maschinenlängsachse in einen mit Abstand von dem Bohrspindelkasten 2 befindli­ chen Bohrölzuführapparat 9 erstreckt und innerhalb diesem mit dem, mit einer Tiefbohrung zu versehenden, sich gleichachsig zu dem Bohrrohr B erstreckenden Werk­ stück 10 in Eingriff gelangt. Das Werkstück 10 ist in der Werkstückeinspannung 11 eines Hauptspindelkastens 12 aufgenommen, der ortsfest mit dem Maschinenbett 1 in Verbindung steht. Über einen, an dem Hauptspindelkasten 12 angebrachten Antrieb 13 ist das Werkstück 10 und über einen, an den Bohrspindelkasten 2 angebrachten Antrieb 14 ist das Bohrrohr 8 um seine Achse antreibbar.

Während des Bohrfortschritts erfolgt der Vorschub des Schlittens 3 mittels des Antriebs 4 in Richtung auf das Werkstück hin.

Während des Bohrvorgangs wird über den Bohrölzuführappa­ rat ein der Schmierung und Kühlung dienendes flüssiges Medium, hier ein Bohröl zwischen der Außenseite des Bohrrohres und der Innenwandung der Bohrung der Bohrkro­ ne zugeführt, wobei das mit Spänen befrachtete Bohröl in an sich bekannter Weise durch das hohl ausgebildete Bohrrohr 8 abströmt und nach Abtrennung des Spänean­ teils, Filterung und Kühlung einer erneuten Verwendung zugeführt wird.

Der gezeigte Maschinentyp kann in unterschiedlicher Weise betrieben werden, und zwar mit rotierendem Werk­ zeug und stehendem Werkstück, mit rotierendem Werkstück und stehendem Werkzeug und mit gegenläufig sich drehen­ dem Werkzeug und Werkstück, wobei diese drei Verfahrens­ varianten durch entsprechende Aktivierung der Antriebe 13, 14 durchführbar sind.

Als Folge des Bohrprozesses, hauptsächlich der Wechsel­ wirkungen von Werkstück und Werkzeug sowie der globalen elastischen und dämpfenden Eigenschaften des Maschinen­ bettes 1 und sämtlicher Komponenten der gezeigten Tief­ bohrmaschine ergeben sich Schwingungen des Bohrrohres 8, insbesondere Torsionsschwingungen, jedoch auch Biege­ schwingungen, die allgemein als Rattern bezeichnet werden, welche nicht nur einen erhöhten Werkzeugver­ schleiß zur Folge haben, sondern gleichermaßen auch eine uneffiziente Umsetzung der installierten Maschinenlei­ stung bezüglich des Zerspanungsprozesses. Diese Schwin­ gungen bilden sich hauptsächlich als kontinuierliche Schwingungen des torsions- und biegeweichsten Konstruk­ tionselements, nämlich des Bohrrohres 8 aus, so daß sich entlang dessen freier Länge jeweils Schwingungsbäuche und Schwingungsknoten ausbilden. Zur Dämpfung dieser Schwingungen dient ein, in eine Dämpferlünette 16 einge­ setzter erfindungsgemäßer Schwingungsdämpfer, dessen konstruktiver Aufbau im folgenden noch zu erläutern sein wird.

Die Lünette 16 wird zu diesem Zweck entlang der Achse des Bohrrohres 8 in den Bereich eines Schwingungsbauches verfahren, um eine optimale Dämpfungswirkung zu erzie­ len. Nachdem sich die Lage der Schwingungsbäuche als Folge des Bohrfortschritts und der hierdurch bedingten Veränderung der Randbedingungen der Schwingungen des Bohrrohres 8 verändert, muß die Position der Lünette 16 mit der Maßgabe nachgeregelt werden, daß ihre Position stets an der Stelle eines Schwingungsbauches angeordnet ist, um eine optimale Dämpfungsleistung trotz sich ändernder Randbedingungen zu erzielen.

Zur Erläuterung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers wird im folgenden auf die Zeich­ nungsfiguren 2 und 3 Bezug genommen.

Mit 17 ist ein zylindrisches, zum Einsetzen in die Lünette 16 bestimmtes Gehäuse bezeichnet, welches an beiden Stirnseiten radiale Ausformungen 18 aufweist, die innenseitig - zur Mittelebene 23 des Gehäuses 17 hin orientierte kreisringförmige Anschläge 19 für den Außen­ ring jeweils eines Wälzlagers 20 bilden, welche der Lagerung einer rotationssymmetrischen bezüglich der Achse 8′ des Bohrrohres 8 ausgestalteten Schwingmasse 31 innerhalb des Gehäuses 19 dienen.

Die Schwingmasse 21 weist in ihrem mittleren Bereich einen sich radial einwärts erstreckenden massiven Ring­ körper 22 auf, der sich axial symmetrisch beiderseits einer Mittelebene 23 erstreckt und innenseitig zwei, sich koaxial zu der Achse 8′ in Richtung auf die Mittel­ ebene 23 hin erstreckende Bohrungen 24 bildet.

Mit 25 sind zwei, untereinander gleichartige, symme­ trisch beiderseits der Mittelebene 23 angeordnete Druck­ ringe bezeichnet, die auf ihrer radial einwärts orien­ tierten Seite - wiederum symmetrisch bezüglich der Mittelebene 23 sich in Richtung auf diese hin konisch erweiternde Innenflächen 26 aufweisen. Die Druckringe 25 werden in ihrer gezeigten Position in einer Richtung, nämlich in Richtung auf die Mittelebene 23 hin durch Druckfedern 27 gehalten, deren eine Enden an zugekehrten Flächen des jeweiligen Druckringes und deren andere Enden an einem zu der Achse 8′ koaxialen, an der Schwingmasse 21 angeformten Ringsteg 28 anliegen. Der Ringsteg 28, insbesondere dessen radial orientierte kreisringartige Stirnflächen bilden beiderseits der Mittelebene 23 Anschlagflächen der Bohrungen 24, wobei die Druckfedern 27 an diesen Anschlagflächen abgestützt sind. Die Druckfedern 27 sind vorzugsweise in gleich­ förmiger Umfangsverteilung entlang der Stirnseiten der Druckringe 25 vorgesehen. Die Druckringe 25 sind somit entgegen der Wirkung der Druckfedern 27 in Richtung der Pfeile 29, somit axial bezüglich der Achse 8′ verschieb­ bar angeordnet.

Zur Stabilisierung der axialen Führung der beiden Druck­ ringe 25 sind - ebenfalls in vorzugsweise gleichförmiger Umfangsverteilung - eine Reihe von Führungsbolzen 30 vorgesehen, die sich parallel zur Achse 8′ der Schwing­ masse 21 erstrecken und in zueinander fluchtende Bohrun­ gen der beiden Druckringe 25 sowie des Ringstegs 28 eingesetzt und derart bemessen sind, daß ein Gleiten der Druckringe 25 in Richtung der Pfeile 29 möglich ist.

Mit 31 ist eine im Durchmesser elastisch verringerbare Spannbuchse bezeichnet, die konische Außenflächen auf­ weist, die mit den Innenflächen 26 der Druckringe 25 dahingehend zusammenwirken, daß bei einer, in Richtung auf die Mittelebene 23 hingerichteten Bewegung der Druckringe 25 der Innendurchmesser der Spannbuchse 31 verringerbar ist und umgekehrt. Die Spannbuchse 31 ihrerseits umschließt die beispielsweise aus Kunststoff bestehende, innenseitig unmittelbar an dem Bohrrohr 8 anliegende Dämpfungsbuchse 32, welche der unmittelbaren schwingungstechnischen Ankopplung an das Bohrrohr 8 dient. Die Dämpfungsbuchse 32 kann längsgeteilt ausge­ bildet sein, wobei die beiden Hälften durch einen Sprengring 33 zusammengehalten werden.

Längsgeteilt ausgebildet kann auch die Spannbuchse 31 sein, wobei diese ferner längsgeschlitzt ausgestaltet sein kann, um eine elastische radiale Deformierbarkeit sicherzustellen. Spannbuchse 31 und Dämpfungsbuchse 32 sind symmetrisch bezüglich der Mittelebene 23 ausgestal­ tet.

Mit 34, 34′ sind beiderseits des Ringsteges 22 angeord­ nete, untereinander gleich beschaffene Ringkolben be­ zeichnet, deren zugeordnete Druckräume 35, 35′ jeweils über Druckmittelleitungen 36, 36′ beaufschlagbar sind. Die Druckmittelleitungen 36, 36′ enden in Kupplungszap­ fen 37, 37′, die zum unmittelbaren Zusammenwirken mit Verschlußkupplungen 38, 38′ bestimmt und ausgestaltet sind.

Die genannten Druckräume 35, 35′ werden radial außensei­ tig durch jeweils einen, in die Schwingmasse 21 hinein­ ragenden Ringzylinder 39 und innenseitig sowie stirnsei­ tig zur Außenseite hin durch ein Deckelbauteil 40 ge­ schlossen. Innerhalb des, durch den Ringzylinder 39 sowie das Deckelbauteil 40 radial begrenzten Ringraumes ist der jeweilige Ringkolben 34, 34′ mittels mehrerer Dichtungsringe in Richtung der Pfeile 29 gleitend ge­ führt.

Jeder der Ringkolben 34, 34′ ist an seiner, dem jeweili­ gen Druckraum 35, 35′ gegenüberliegenden Stirnseite an einem Axial-Wälzlager 41 abgestützt, welches auf seiner, dem Ringkolben 34, 34′ abgekehrten Seite an dem jeweili­ gen Druckring 25, 25′ abgestützt ist. Man erkennt aus obigen Ausführungen, daß eine Druckbeaufschlagung des jeweiligen Druckraumes 35, 35′ eine in Richtung auf die Mittelebene 23 hin gerichtete Bewegung des jeweiligen Ringkolbens 34, 34′ entgegen der Wirkung der Druckfedern 27 zur Folge hat, wobei eine Rückführbewegung der Ring­ kolben 34, 34′ hingegen unter Entspannung der Druckfe­ dern 27 gegeben ist.

Das Deckelbauteil 40, der Ringzylinder 39 und die Aus­ formungen 18 des Gehäuses 17 sind miteinander ver­ schraubt, wobei der Ringzylinder 39 stirnseitig in einem Flanschabschnitt 42 endet, der innenseitig gleichzeitig eine Anlagefläche für den Außenring der Wälzlager 20 bildet. Mit 43, 44 sind jeweils Schmierstoffversorgungs­ anschlüsse für die Wälzlager 20, 41 bezeichnet.

Die Schwingmasse 21 ist in der Mittelebene 23 - den Ringsteg 28 durchdringend und sich bis in die Spannbuch­ se 31 erstreckend - mit mehreren Mitnehmerbolzen 45 versehen, die in eine entsprechende Gewindebohrung des Ringsteges 22 - von dessen Außenseite her - einge­ schraubt sind. Diese Mitnehmerbolzen 45 bewirken eine unmittelbare Ankopplung der Schwingmasse 21 an die Spannbuchse 31, worauf im folgenden noch näher eingegan­ gen werden wird.

Mit 46 ist schließlich eine Ringschraube bezeichnet, die in eine Gewindebohrung 47 des Gehäuses 17 eingeschraubt ist, welche jedoch lediglich Transportzwecken dient.

Wie den Zeichnungsfig. 2, 3 entnehmbar ist, bilden die Druckringe 25 innenseitig in Verbindung mit der Innen­ seite des Ringstegs 28, und zwar symmetrisch bezüglich der Mittelebene 23 eine bezüglich der sonstigen Innen­ flächen 48 der Druckringe 25 radial auswärts gerichtete Ausnehmung 49, in welche die Spannbuchse 31 unter Belas­ sung eines beidseitigen axialen Spieles eingesetzt ist.

Die Spannbuchse 31 bildet innenseitig eine zylindrische Innenfläche 50, die im Bereich der Mittelebene 23 durch eine umlaufende Nut 51 gekennzeichnet ist. Der Nut 51 liegt eine Ringnut 52 der Dämpfungsbuchse 32 unmittelbar gegenüber, so daß der Sprengring 33, der teilweise in der Nut 52 liegt, eine axiale Auszugssicherung für die Dämpfungsbuchse 32 bildet. Dadurch, daß sich die Innen­ fläche 50 der Spannbuchse 31 radial einwärts bezüglich der sich beiderseits anschließenden Innenflächen 48 der Druckringe 25 erstreckt, ist nach Lösung des Sprengrin­ ges 33 ein axiales Ausziehen der Spannbuchse 32 in Richtung der Pfeile 29 möglich, und zwar ohne daß weite­ re Strukturelemente des Schwingungsdämpfers vorab demon­ tiert werden müssen.

Die Wirkungsweise eines solchen Schwingungsdämpfers beruht darauf, daß unter Vermittlung der Dämpfungsbuchse 32 eine rotierfähige Masse, hier die Schwingmasse 21 an das Bohrrohr angekoppelt wird, wobei die Elastizitäts- und Dämpfungseigenschaften der Dämpfungsbuchse 32 in Anpassung an den jeweiligen Einzelfall durch Variierung des über die Druckringe 25 ausgeübten Spanndruckes angepaßt werden. Das Bohrrohr einerseits und die Schwingmasse 21 andererseits bilden in Verbindung mit der, diese koppelnden Dämpfungsbuchse 32 ein schwingfä­ higes System zweier Körper, wobei die Schwingungsdämp­ fung auf der Energiedissipation der Dämpfungsbuchse 32 beruht.

Zum praktischen Gebrauch wird der Schwingungsdämpfer nach Einsetzen in die Dämpferlünette 16 über seine Anschlußstücke 37, 37′ an ein Hydrauliksystem ange­ schlossen, wobei die Ringkolben 34, 34′ symmetrisch beaufschlagt werden und zwar nach Maßgabe des auf die Dämpfungsbuchse 32 auszuübenden Spanndruckes. Die Ring­ kolben 34 üben eine axial gerichtete Kraft über die Wälzlager 41 auf die Druckringe 25 aus, welche innerhalb der Bohrung 24 entgegen der Wirkung der Druckfedern 27 in Richtung auf die Mittelebene 23 hin verschoben werden und auf diese Weise über ihre Innenflächen 26 eine dementsprechende Kraft auf die Spannbuchse 31 und damit die Dämpfungsbuchse 32 ausüben. Die Spannbuchse 31 erfährt hierbei aufgrund ihres, zur Mittelebene 23 symmetrischen Aufbaus durch die Druckringe 25 eine Zentrierung und Lagefixierung, wobei aufgrund der, durch den Spanndruck ausgelösten Durchmesserverringerung der Spannbuchse 31 diese einen entlang der Achse 8′ gleich­ förmigen Druck auf die Dämpfungsbuchse 32 überträgt. Angestrebt wird hierbei die Einstellung eines schwing­ fähigen Systems mit Feder- und Dämpfungseigenschaften, welche wiederum vom Einzelfall abhängen.

Eine Druckentlastung der Ringkolben 34 hat ihrerseits unter der Wirkung der Druckfedern 27 eine Rückstellbewe­ gung der Ringkolben 34, 34′ und eine hierdurch veranlaß­ te Entspannung der Spannbuchse 31 zur Folge.

Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer zeichnet sich gegenüber bekannten konstruktiven Lösungen durch eine vereinfachte Handhabung, reproduzierbare Spanndruckver­ hältnisse sowie insbesondere eine vereinfachte Aus­ tauschbarkeit der Spannbuchse 32 aus.

Claims (11)

1. Schwingungsdämpfer für das Bohrrohr (8) einer Tief­ bohrmaschine, der zum Einsetzen in eine Dämpfer­ lünette (16) bestimmt und ausgestaltet ist,
mit einem Gehäuse (17), innerhalb welchem eine Schwingmasse (21) drehbar gelagert ist, die mittels eines elastisch verformbaren Dämpfungskörpers an das Bohrrohr (8) ankoppelbar ist,
mit einer Einrichtung zum definierten elastischen Verformen des Dämpfungskörpers innerhalb des Gehäuses (17) nach Maßgabe der elastischen und Dämpfungseigen­ schaften des zwischen dem Dämpfungskörper und der Schwingmasse (21) erforderlichen Kupplungszustands,
wobei sich das Bohrrohr (8) koaxial zu dem Dämpfungs­ körper erstreckt,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Einrichtung zur Verformung des Dämpfungs­ körpers aus einer im Durchmesser elastisch verrin­ gerbaren, bezüglich einer radialen Mittelebene (23) symmetrischen, den Dämpfungskörper koaxial umgeben­ den Spannbuchse (31) besteht,
• - daß die Spannbuchse (31) ausgehend von ihren beiden stirnseitigen Enden in Richtung auf die Mittelebene (23) hin einen konisch zunehmenden - zwei konische Außenflächen bildenden - Außendurchmesser aufweist,
• - daß die konischen Außenflächen der Spannbuchse (31) jeweils mit axial gegenläufig zueinander bewegba­ ren, beiderseits der Mittelebene (23) angeordneten Druckringen (25) in Wirkverbindung stehen, deren Innenflächen (26) zu denjenigen der Außenflächen der Spannbuchse (31) komplementäre Konizitäten aufweisen,
• - daß die Spannbuchse (31) mit der Schwingmasse (21) in einer formschlüssigen Verbindung steht und radial einwärts aus der Anordnung der Druckringe (25) herausragt und
• - daß der Dämpfungskörper als zylindrische, innerhalb der Spannbuchse (31) lösbar angeordnete Dämpfungs­ buchse (32) ausgebildet ist.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Druckringe (25) in Richtung auf die Mittel­ ebene (23) hin durch ein Druckfluid und in Gegen­ richtung durch Druckfedern (27) bewegbar sind,
• - wobei mehrere Druckfedern (27) mit achsparalleler Wirkungsrichtung entlang der Stirnseiten der Druck­ ringe (25) verteilt angeordnet sind.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Druckfedern (27) an ihren, den Druckringen (25) abgekehrten Enden an einem Ringsteg (28) der Schwingmasse (21) abgestützt sind.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3,
gekennzeichnet

• - durch achsparallele Führungsbolzen (30), welche den Ringsteg (28) der Schwingmasse (21) durchdringen und gleitfähig - axiale Bewegungen der Druckringe (25) ermöglichend - in zugekehrte Bohrungen der Druckringe (25) eingesetzt sind.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3 oder 4,
gekennzeichnet

• - durch Mitnehmerbolzen (45), die in radiale Bohrun­ gen der Schwingmasse (21) eingesetzt sind, den Ringsteg (28) durchdringen und zwecks Herstellung einer Drehverbindung zwischen der Spannbuchse (31) und der Schwingmasse (21) bis in die Spannbuchse (31) hineinragen.

6. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Druckringe (25) auf ihrer, den Druckfedern (27) bzw. der Mittelebene (23) abgekehrten Seite in axialer Richtung mittels jeweils einem Wälzlager (41) an Ringkolben (34, 34′) abgestützt sind und
• - daß die Ringkolben (34, 34′) in ringzylinderartigen Aufnahmen gleitfähig geführt sind, deren Druckräume (35, 35′) sich jeweils an den, den Wälzlagern (41) abgekehrten stirnseitigen Enden der Ringkolben (34, 34′) befinden.

7. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Schwingmasse (21) als außenseitig zylindri­ scher, in einem Gehäuse (17) drehbar gelagerter, bezüglich der Mittelebene (23) symmetrischer Körper ausgestaltet ist,
• - daß die Schwingmasse (21) in ihrem mittleren Be­ reich einen, sich radial einwärts erstreckenden Ringkörper (22) aufweist, der ausgehend von beiden Stirnseiten mit zur Achse der gesamten Anordnung koaxialen Ausnehmungen versehen ist, die sich symmetrisch bis zu dem Ringsteg (28) erstrecken und die Führungsflächen für zugekehrte Außenseiten der Druckringe (25) bilden.

8. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Anordnung der Druckringe (25) radial innen­ seitig eine durch die konischen Innenflächen (26) der Druckringe (25) und die mittlere zylindrische Innenfläche des Ringsteges (28) begrenzte Ausneh­ mung (49) bilden, in die die Spannbuchse (31) eingesetzt ist.

9. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die zylindrische Innenseite der Spannbuchse (31) und die zugekehrte zylindrische Außenseite der Dämpfungsbuchse (32) mit einander querschnittsmäßig ergänzenden und einander gegenüberliegenden Ringnu­ ten (51, 52) versehen sind und
• - daß in die Ringnuten (51, 52) ein die Dämpfungs­ buchse (32) axial formschlüssig fixierender Spreng­ ring (33) oder ein vergleichbares Funktionselement eingesetzt ist.

10. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Dämpfungsbuchse (32) längsgeteilt ausgebil­ det ist.

11. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbuchse (31) zur Erhöhung ihrer radialen Elastizität längsgeschlitzt ausgebildet ist.