DE3021026C2

DE3021026C2 - Vorrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Bohrwerkzeugs oder sonstigen beweglichen Organs

Info

Publication number: DE3021026C2
Application number: DE19803021026
Authority: DE
Inventors: Lothar 6082 Mörfelden Kemmler
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1980-06-03
Publication date: 1983-12-29
Also published as: DE3021026A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines beweglichen Organs, insbesondere eines Bohrwerkzeugs, mittels eines die Bewegungsbahn des Organs kreuzenden und durch letzteres ablenkbaren Druckmittelstrahles, dessen Abweichen von seiner natürlichen Strahlrichtung durch eine in dieser Strahlrichtung angeordnete Empfangseinrichtung kontrollierbar ist, welche beim unbehindei ten Auftreffen des nicht abgelenkten Druckmittelstrahles ein pneumatisches Signal abgibt.

Vorrichtungen dieser Art sind aus der BE-PS 7 73 318 und aus der US-PS 36 92 037 bekannt, wobei gegenüber einer den Druckmittelstrahl erzeugenden Strahldüse jenseits der Bewegungsbahn des zu überwachenden Organs eine Empfangsdüse angeordnet ist, deren vor dem auftreffenden Druckmittelstrahl verschließbare Durchgangsöffnung den Auslaß einer Ausgangsleitung der pneumatischen Steuerdruckleitung bzw. Schalteinrichtung bildet. Der Druckmittelstrahl, vorzugsweise ein Druckflüssigkeitsstrahl, muß hierbei so kräftig und so voluminös sein, daß er die Durchgangsöffnung der Empfangsdüse mit Sicherheit und ohne wesentliche Verzögerung vollständig füllt, obwohl ihm durch die Empfangsdüse Luft aus der pneumatischen Schalteinrichtung entgegenströmt. Dabei kann Druckmittel durch die Ausgangsleitung weiter in das pneumatische &n System der Schalteinrichtung eindringen und dort unter Umständen Verstopfungen bzw. Störungen hervorrufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Störungen auszuschließen und außerdem das Anspre- μ chen der pneumatischen Schalteinrichtung zu beschleunigen, ohne daß der auf die Empfangseinrichtung treffende Druckmittelstrahl, insbesondere ilso der Druckflüssigkeitsstrahl, übermaßig stark sein muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Empfangseinrichtung aus einer beweglichen, von dem Druckmittelstrahl unmittelbar beaufschlagbaren Trennwand besteht, welche beim Auftreffen des Druckmittelstrahles nachgibt und die ihr gegenüberliegende Mündung der Ausgangsleitung einer pneumatischen Schalteinrichtung abschließt.

Die Trennwand kann z. B. aus einem Kolben oder Ventilteller, aus dem Balgboden eines elastisch federnden Balges oder aus einer Art federnder Prallplatte gebildet sein. Gemäß einer besonders vorteilhaften und einfachen Ausführungsform der Erfindung besteht die Trennwand aus einer elastisch nachgiebigen Membran, deren von der Beaufschlagungsseite abgewandte Rückseite nach Art eines Ventiltellers mit der Mündung der Ausgangsleitung zusammenarbeitet Zu diesem Zweck kann die Membran die elastisch nachgiebige Wandung eines in einem Empfangskörper angeordneten Raumes bilden, in den die Ausgangsleitung der pneumatischen Schalteinrichtung mündet und aus dem eine Ableitung herausführt.

Durch die Erfindung wird eine strenge materielle Trennung des Mediums des die Schalteinrichtung steuernden Druckmittel- bzw. Druckflüssigkeitsstrahles von dem Mediura des pneumatischen Schaltsystems gewährleistet. Der Druckmittelstrahl findet bei seinem Auftreffen eine beaufschlagbare Empfangsfläche vor, welche größer als die bloße Durchgangsöffnung der pneumatischen Ausgangsleitung der Schalteinrichtung ist, so daß er eine stärkere und sofort wirksame Verschlußkraft ausübt und sich nicht mit der abströmenden Luft vermischt oder verwirbelt. Das.pneumatische System der Schalteinrichtung bleibt daher auch frei von dem Medium des Druckmittelstrahles.

Zum Stand der Technik sei bemerkt, daß an sich z. B. aus den DE-OS 19 36 506, 24 40 395, 24 52 381 und der BE-PS 7 55 103 pneumatische Steuervorrichtungen mit elastisch nachgiebigen Membranen bekannt sind, die von einem Druckmittel betätigt werden. Dort handelt es sich aber um rein statisch wirkende Systeme, bei denen der Druck oder Differenzdruck eines Volumens die Membran bewegt. Im Gagensatz dazu wird erfindungsgemäß der kinetische Anteil bzw. die kinetische Energie des Druckmittelstrahles zur Betätigung der Membran und damit zur Signalbildung verwendet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise in einer Ausführungüform veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt schematisch eine Überwachungsvorrichtung für ein Bohrwerk, und

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch diese Vorrichtung nach der Linie Il-Ilder Fig. 1.

Bei der in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung ist eine Strahldüse 1 in einem Haltekörper 2 angeordnet. In einiger Entfernung hiervon befindet sich ein Empfangäkörper 3, welcher in einer Halterung 4 befestigt ist. Durch den Empfangskörper 3 verläuft die Ausgangsleitung 5 einer pneumatischen Schalteinrichtung, welche durch eine Mündung 5' in einen Raum 6 des Empfangskörpers 3 eintritt. Der Raum 6 steht durch eine Ableitung 7 mit der Außenluft oder mit einer anderen Stelle des pneumatischen Systems in Verbindung. Auf der der Leitungsmündung 5' gegenüberliegenden Seite wird der Raum 6 von einer Membran 8 begrenzt, deren Umfangsrand von einem Ring 9 dicht gegen einen entsprechenden Absatz des Empfangskörpers 3 gepreßt wird.

Durch eine in Richtung des Pfeiles 10 verlaufende

Eintrittsleitung. Düse od. dgl. wird in die Schaltvorrichtung ein Luftstrom eingeführt Hinter einer Drossel 1 verzweigt sich die Luftleitung in die Ausgangsleitung 5 und in eine in der Zeichnung nur angedeutete Signalleitung 16, die zu einem Verstärker 17 führt Wenn die Mündung 5' der Ausgangslsitung 5 offen ist, kann die Luft über den Raum 6 und die Ableitung 7 in Richtung des Pfeiles 12 frei abströmen, so daß sich in der Signalleitung kein Signaldruck aufbauen kann.

Zwischen der Strahldüse 1 und der Membran 8 kann sich ein Bohrer 13 beim Vorschub aus einer Ruhestel- !ung iir eine Arbeitsstellung auf einer durch 13' angedeuteten Bahn bewegen. Diese Bewegungsbahri 13' wird von einem in Richtung des Pfeiles 14 durch die Strahldüse 1 in gebündelter Form austretenden Flüssigkeitsstrahl 15 gekreuzt.

Der gebündelte Flüssigkeitsstrahl 15 trifft auf die Membran 8 auf, wenn sich der Bohrer 13 außerhalb des Flüssigkeitsstrahles 15 befindet bzw. bei einem Bohrerbruch etwa an der Stelle 13" auch nicht auf der Bev/eguügsbahn 13' in den Flüssigkeitsstrahl 15 " eintreten kann. Der auf die Membran 8 aufoeffende Flüssigkeitsstrahl 15 prallt von der Membran 8 ab und verteilt sich, wie durch 15' angedeutet, nach rückwärts. Dabei drückt er die Membran 8 vonvärts in die durch eine gestrichelte Linie 8' angedeutete Stellung und verschließt die Mündung 5' der Ausgangsleitung 5, welche nun keine Luft mehr aus dem pneumatischen Signalsystem entweichen läßt Dadurch steigt der Luftdruck in der Signalleitung 16, und es wird ein Druckluftsignal erzeugt, welches in dem Verstärker 17 verstärkt wird und anzeigt, daß in der Einrichtung »Druck vorhanden« ist Wenn dagegen der Bohrer 13 auf seiner Bewegungsbahn 13' in den Flüssigkeitsstrahl 15 eintritt, so wird der Flüssigkeitsstrahl 15 durch de« Bohrer von der Membran 8 abgelenkt bzw. zerstäubt Die Membran 8 kehrt aus ihrer Schließstellung 8' in ihre Ruhestellung zurück, z. B. unter der Wirkung -ihrer eigenen Elastizität oder/und unter der Wirkung der Luftströmung in der Ausgangsleitung 5. Aus letzterer kann nun Luft in den Raum 6 und weiter durch die Ableitung 7 abströmen, und man erhält am Ausgang des Verstärkers 17 ein Signal, welches anzeigt, daß in der Einrichtung »kein Druck vorhanden« ist Dies bedeutet im vorliegenden Beispiel, daß der Bohrer 13 in Ordnung und funktionsfähig ist

Zusammenfassung

Bei einer Vorrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines beweglichen Organs, insbesondere eines Bohrwerkzeugs 13, mittels eines die Bewegungsbahn des Organs kreuzenden und durch letzteres ablenkbaren Druckmittelstrahles 15, ds csen Abweichen von seiner natürlichen Strahlrichiur.g d»!rch eine in dieser Strahlrichtung angeordnete Empfangseinrichtung kontrollierbar ist welche beim unbehinderten Auftreffen des nicht abgelenkten Druckmittelstranies ein pneumatisches Signal abgibt besteht die Empfangseinrichtung aus einer beweglichen, von dem Druckmittelstrahl 15 unmittelbar beaufschlagbaren Trennwand, vorzugsweise einer elastisch nachgiebigen Membran 8, welche beim Auftreffen des Druckmi.Uelstrahles 15 nachgibt und die ihr gegenüberliegende Mündung 5' der Ausgangsleitung 5 einer pneumatischen Schalteinrichtung abschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines beweglichen Organs, insbesondere eines Bohrwerkzeugs, mittels eines die Bewegungsbahn des Organs kreuzenden und durch letzteres ablenkbaren Druckmittelstrahles, dessen Abweichen von seiner natürlichen Strahlrichtung durch eine in dieser Strahlrichtung angeordnete Empfangseinrichtung kontrollierbar ist, welche beim unbehinderten Auftreffen des nicht abgelenkten Druckmittelstrahles ein pneumatisches Signal abgibt, insbesondere für eine Vorrichtung, bei der die Durchgangsöffnung der Empfangsdüse den Auslaß der einen Ausgangsleitung einer pneumatischen Steuerdruckleitung bildet, deren andere Ausgangsleitung zu einem Signalgeber führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung aus einer beweglichen, von dem Druckmittelstrahl (15) unmittelbar b^iufschlagbaren Trennwand besteht, welche beim Auftreffen des Druckmittelstrahles nachgibt und die ihr gegenüberliegende Mündung (5') der Ausgangsleitung (5) einer pneumatischen Schalteinrichtung abschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand aus einer elastisch nachgiebigen Membran (8) besteht, deren von der Beaufschlagungsseite abgewandte Rückseite nach Art eines Ventiltellers mit der Mündung (5') der Ausgangsleitung (5) zusammenarbeitet.