DE2522429A1 - Laser boring or cutting of stone - subjected to ultrasonic or magnetostrictive vibration to increase cutting speed - Google Patents

Laser boring or cutting of stone - subjected to ultrasonic or magnetostrictive vibration to increase cutting speed

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DE2522429A1
DE2522429A1 DE19752522429 DE2522429A DE2522429A1 DE 2522429 A1 DE2522429 A1 DE 2522429A1 DE 19752522429 DE19752522429 DE 19752522429 DE 2522429 A DE2522429 A DE 2522429A DE 2522429 A1 DE2522429 A1 DE 2522429A1
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Horst Hanschmann
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/14Drilling by use of heat, e.g. flame drilling
    • E21B7/15Drilling by use of heat, e.g. flame drilling of electrically generated heat
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/22Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising
    • B28D1/221Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising by thermic methods

Abstract

Stones or rocks are drilled or cut by a process using infrared lasers and magnetostrictive or ultrasonic crystal vibrators. The laser beam is automatically fed at uniform speed to and fro along a line on the stone, which is provided with ultrasonic transducers operating at a wavelength corresp. with the size of the crystals in the stone. The crystal structure os therefore vibrated while it is exposed to the laser beam. Optical fibres or waveguides are used to direct the laser beam, e.g. into a hole. Theuse of magnetostrictive or ultrasonic transducers permits an increased in the energy supplied by the laser beam, and therefore higher drilling or cutting speeds.

Description

" Verfahren zum Bohren und Schneiden von Steinen ". "Method of drilling and cutting stones".

Plinius beschreibt eine Strahlverstärkungsanlage von Archimedes in Syrakus, die mit Spiegeln,Kristallen und Sonnenstrahlungen Schiffe auf große Entfernungen in Brand setzen konnte.Pliny describes a beam amplification system from Archimedes in Syracuse, which with mirrors, crystals and solar rays ships to great distances could set fire.

Die Römer griffen Syrakus bei bedecktem Himmel an und waren seit der Zeit im Besitzt des Verfahrens.The Romans attacked Syracuse when the sky was overcast and have been since Time in possession of the procedure.

Desweiteren beschreibt Plinius ein geheimgehaltenes Verfahren zur Steinbearbeitung, welches sich jeweils vom Vater auf den Sohn vererbte und ein römisches Staatsgeheimnis war Sicher wird archimedes das Verfahren zur Strahlverstörkung aus noch älteren Quellen erhalten haben, vielleicht aus Agypten und den Pyramidenbauten.Furthermore, Pliny describes a secret procedure for Stone processing, which was inherited from father to son and a Roman one It was a state secret even older sources, perhaps from Egypt and the pyramids.

Jedenfalls waren sowohl die Rämer wie die Ägypter in der Lage sehr größe Steinblöcke mit einem sehr feinen Schnitt und glatten Flächen zu zerschneiden.In any case, both the Romans and the Egyptians were very capable to cut large blocks of stone with a very fine cut and smooth surfaces.

Auch sieht man in der ltyroglieSenschriSt Steinmetze mit einer Art Galton-Pfeifen , Flöten und der gleichen.In the ltyroglieSchriSt you can also see stonemasons with a kind Galton pipes, flutes and the like.

Die Strahlverstärkung und die Kenntnisse über Schwingungen werden wohl die Grundlagen der Steintechnik zum Fyramidenbau gewesen sein, Nunmehr sind die btrahlverstärkungsanlegen von Archimedes als Infrarot-LASER mit einer Anregung von Grfit oder anderen Kristallen oder Gasen allgemeinbekannt geworden. The beam amplification and knowledge of vibrations will be probably the basics of the stone technique for building the pyramids, now are the beam amplification system from Archimedes as an infrared LASER with a stimulus of Grfit or other crystals or gases.

Lediglich können zur Erzeugung von Infrarotstrahlen zur Anregung der LASER -Röhren über Erhitzungskammern mit Grafit und Lichtfaserlei -tungen zu den LASER - Röhren höhere Energien wie mit der Sonnenstrahlung angesetzt werden.Only can to generate infrared rays to excite the LASER tubes via heating chambers with graphite and fiber optic cables to the LASER tubes higher energies than can be applied with solar radiation.

it magnetostriktiven und Kristallultraschwingern in der Wellenlänge der jeweiligen Kristallgrößen im Gestein können ebenfalls höhere Abstrahlungsenergien erzeugt werden0 Da beide Ausführungen im Handel erhäl-tlich sind, könnte hier nur die Ausbildung zum schneiden und bohren von elsen und Gestein dargelegt werden0 Im übrigen ist die gemeinsame Anwendung von LASER -Strahlen und Ultraschwingern in chemischen Anlagen zur Zerkleinerung und Zersetzung seit dem 9-9. 64 in der Patentanmeldung PAo 634 151 resp. H 42 -858 IV a / 12 g genannt und bekannt geworden, Vorgeschlagen wird eine automatische und einstellbare Steuerung des LASERStrahles auf de Felsen oder einen Steinblock ,entweder des Strahlgerätes oder eines Sp@@gelsystems,aus Bergglas oder anderem Material,welches Infrarot durchläßt , um in einer längeren Zeit spanne eine Linie auf- und ab zu bestreichen.with magnetostrictive and crystal ultrasound oscillators in the wavelength The respective crystal sizes in the rock can also have higher radiation energies generated0 Since both versions are available in stores, I could only use the training for cutting and drilling elsen and rock is presented0 In addition, the common use of LASER beams and ultrasonic transducers in chemical plants for size reduction and decomposition since 9-9. 64 in the patent application PAo 634 151 resp. H 42 -858 IV a / 12 g called and become known, Proposed becomes an automatic and adjustable control of the LASER beam on the rocks or a stone block, either from the blasting device or from a mirror system Mountain glass or other material that allows infrared to pass through for a longer period of time Time span up and down a line.

Die Linie kann wagerecht,senkrecht oder in jeder anderen wichtung eingehalten werden.The line can be horizontal, vertical or in any other weighting be respected.

Beim Schneiden von Felsen, kann das LASER-Gerät auch in einer gro3eren Entfernung ausgestellt und gesteuert werden.When cutting rocks, the LASER device can also be used in a larger one Distance can be issued and controlled.

Für kleinere arbeiten kann der LASER-Strahl auch über eine verspiegelte Hohleitung , mit oder ohne Kunststoff-Fasern , versehen mit der Hand geführt werden0 Bei Tiefbohrungen müßte analog eine dünne Holleitung zur Austrittsöffnung des LASER-Strahles verwendet werden, die Infrarot passieren läßt und innen verspiegelt ist,respO Lichtfaserleitungen 0 allerdings müßte über eine Doppel-Leitung Wasser eingepreßt und mit dem Staub wieder abgesogen werden0 Eine Lichtfaserleitung für Infrarot könnte aus Kunststoff,Polyester oder einer Bergkristall-Staubfaser mit einer allseitigen Verspiegelung jeder Faser hergestellt werden9 der als verspiegelte Hohlleitung ausgebildet werden.For smaller jobs, the LASER beam can also be mirrored Hollow pipe, with or without synthetic fibers, can be guided by hand In the case of deep boreholes, a thin hollow line would have to be connected to the exit opening of the LASER beam which allows infrared to pass through and is mirrored on the inside, respO fiber optic cables 0, however, would have to press in water via a double pipe and with the dust be sucked off again0 A fiber optic cable for infrared could be made of plastic, polyester or a rock crystal dust fiber with all-round mirroring of each fiber manufactured9 which are designed as a mirrored hollow pipe.

Die Ultraschwinger müßten in der Wellenlänge der Kristallgrößen steuerbar sein und eine höhere Watt bzwO Kilowattleistung haben, und mittels dehnbaren Hohlkörpern mit sehr weichem Rand in Anständen am Felsen angebracht und teilevakuiert werden0 In einem Bohrloch müßten die Ultraschwinger zu je Zwei durch Oldruck oder Pressluft auseinandergedrückt fest an die Felswand gepreßt werden, Beim Schneiden von Steinblöcken im Steinbruch würden für jeden Block schon ein bis zwei Ultraschwinger , die an Klammern verschraubt werden günstiger sein.The ultrasonic vibrators would have to be controllable in terms of the wavelength of the crystal sizes and have a higher watt or kilowatt output, and by means of expandable hollow bodies with a very soft edge at intervals on the rock and partially evacuated0 In a borehole, the ultrasonic transducers would have to be operated in pairs by oil pressure or compressed air be pressed apart firmly pressed against the rock wall, When cutting stone blocks in the quarry, one or two ultrasonic transducers would be switched on for each block Screwed brackets will be cheaper.

Ausbildungen für Tunnelbauten oder Tiefstbohrungen könnten eine Wielzahl von LASER-Geräten an die Licht-Hohlleitung angeschlossen werden und im Bohrkopf aus 2 oder 3 verschiedenen Strahlöffnungen austreten, In gleicher leise können auch andere Frequenzen im LASER -Gerät zur Zerstörung kleinsten,durch Ultraschall angeregter,Kristallbezirke im gestein verwendet werden.Apprenticeships for tunnel construction or deep drilling could be a number from LASER devices to the hollow light pipe and in the drill head exit from 2 or 3 different jet openings, in the same quiet can also other frequencies in the LASER device to destroy the smallest crystal areas excited by ultrasound to be used in the rock.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (5)

Verfahren zum Bohren und Schneiden von Steinen " Paentansprüche.Method for drilling and cutting stones "Patent Claims. lo Verfahren zum Bohren und Schneiden von Steinen nach der Patentanmeldung P.A.634 151 ( H 42 858 IV a/ 12 g vom 9.9.64 und der Patentauslage 2 300 677 mit Infrarot-LASERN und magnetostriktiven resp.Kristalludtraschwingern, dadurch gekennzeichnet ,dass einer LASER -Strahl selbsttätig über jede eingestellte Linie in einer gleichmäßigen Geschwindigkeit auf - und abverläuft über ein Gestein oder Fellen, an dessen Wandungen mit Hilfe von zu evak@ierenden Hohlkörpern Ultraschallgeber eine Wellenlänge in der Grössenordnung des jeweiligen Stein-Kristallgröße @das ristallgefüge in der Schnittfläche in Schwingungen ## versetzen, erzeugt wird, und Lichtfas#e#leitungen oder verspiegelte Hohlröhren zur Weiterleitung des infraroten Lichtstrahles aus Kristallstaub oder 2.lo method for drilling and cutting stones according to the patent application P.A. 634 151 (H 42 858 IV a / 12 g of 9.9.64 and the patent display 2 300 677 with Infrared LASERS and magnetostrictive or crystal ludtras, marked with this that a LASER beam automatically crosses each set line in an even Speed goes up and down over a rock or skin on its walls with the help of hollow bodies to be evacuated ultrasonic transducers a wavelength in the order of magnitude of the respective stone-crystal size @ the crystal structure in the Set the cut surface in vibrations ## is generated, and light fibers # e # lines or mirrored hollow tubes for the transmission of the infrared light beam Crystal dust or 2. Kunststoff verwendet werden. Plastic can be used. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der infrarote LASER-Strahl in ein Bohrloch geleitet wird, an dessen Feldwandungen Ultraschwinger an einem Ring mit Druck an diese wandungen gepresst werden und der Laserstrahl durch den ing verläuft und in Zeitabständen das Borloch durch ein Gebläse vom Staub befreit wird 2. The method according to claim 1, characterized in that the infrared LASER beam is directed into a borehole, on whose field walls ultrasonic vibrators on a ring with pressure on these walls and the laser beam through the ing runs and the borehole is freed from dust at intervals using a blower will 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass in gröberen -fiefen der Gesteinsstaub mit Druckwasser ausgespült und abgesogen wird 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that in coarser -fiefen the rock dust is rinsed out with pressurized water and sucked off 4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3 , dadurch gekennzeichnet , dass andere LASER -Frequenzen verwendet werden, und im Steinbruch oder beim Tunnelbau die Ultraschwinger durch @lam@ern an die "andungen verschraubt werden.4. Procedure according to claim 1 - 3, characterized in that other LASER frequencies are used and in the quarry or tunnel construction the ultra-oscillators by @ lam @ ern to be screwed to the connections. 5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtanregungskammern mit Grafit ausgelegt oder einem andren in einer anderen Licht frequenz leuchtenden Materials , durch Strom oder Gas zur Leuchten gebracht werden und die jeweilige trahlungsfrequenz über Lichtfaserleitungen zur lASER-RChre ge@racht werden. 5. The method according to claim 1-4 9, characterized in that the Light excitation chambers laid out with graphite or another in a different light frequency of luminous material, can be made to glow by electricity or gas and the respective radiation frequency via fiber optic cables to the LASER-R-tube will.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0688190A1 (en) * 1993-03-10 1995-12-27 Quentin M. Murphy Apparatus and process for laser-assisted drilling
CN110280914A (en) * 2019-05-23 2019-09-27 江苏大学 A kind of Laser Ultrasonic Technique false impulse laser drilling device and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0688190A1 (en) * 1993-03-10 1995-12-27 Quentin M. Murphy Apparatus and process for laser-assisted drilling
EP0688190A4 (en) * 1993-03-10 1996-08-07 Quentin M Murphy Apparatus and process for laser-assisted drilling
CN110280914A (en) * 2019-05-23 2019-09-27 江苏大学 A kind of Laser Ultrasonic Technique false impulse laser drilling device and method
CN110280914B (en) * 2019-05-23 2021-01-15 江苏大学 Laser ultrasonic technology assisted pulse laser boring device and method

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