DE3238295A1

DE3238295A1 - Hydraulische, sich hin- und herbewegende vorrichtung

Info

Publication number: DE3238295A1
Application number: DE19823238295
Authority: DE
Inventors: Ewald H. 08865 Phillipsburg N.J. Kurt
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1981-11-05
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1983-05-11
Also published as: NO823290L; BE894915A; GB2108594A; GB2108594B; AU8817282A; JPS5883787A; AU555577B2; FR2515746A1; FI823716A0; CA1186592A; FI823716L; SE8205029L; ZA826507B; SE8205029D0

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische, sich hin-und herbewegende Vorrichtung und insbesondere auf einen hydraulischen, hin- und hergehenden Bohrer, bei der bzw. bei dem ein Kolben ständig auf einer Seite mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagt und auf der anderen Seite intermittierend mit einer Quelle hydraulischen Drucks beaufschlagt ist.

Mit Fluiden beaufschlagte, sich hin™ und herbewegende Vorrichtungen werden für viele Zwecke verwendet, beispielsweise zum Bohren von Löchern oder zum Tieflochbohren. Die mit Fluiden betriebenen, sich hin- und herbewegenden Vorrichtungen umfassen sowohl pneumatische als auch hydraulische Vorrichtungen. Es ist erwünscht, eine hydraulische, sich hin- und herbewegende Vorrichtung zu schaffen, die sich so schnell hin- und herbewegt wie eine pneumatische Vorrichtung, die aber weniger Energie verbraucht.

Die US-PS 2 876 7^2 bezieht sich auf eine Schlagvorrichtung, die durch Fluiddruck betätigt wird und mit variabler Geschwindigkeit arbeitet, und insbesondere auf eine Vorrichtung dieser Art, bei der das Schlagglied drehbar ist. Die Vorrichtung weist ein Drehventil auf, das durch einen äußeren Motor angetrieben wird.

Die US-PS 3 327 790 bezieht sich auf ein;fluidbetätigtes Werkzeug zum Aufbringen wiederholter Schläge auf ein Bohrelement beim Bohren von öl- oder Gas-Schächten. Insbesondere betrifft

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diese Patentschrift Schlagmotore, die so angeordnet sind, daß sie die Bohrelemente veranlassen, in axialer Richtung zu vibrieren oder zu oszillieren, während sie gleichzeitig zum Bohren solcher Schächte gedreht werden.

Die US-PS 2 402 300 bezieht sich auf Mechanismen und Systeme die durch Fluide betätigt werden. Ein Drehventil wird verwendet, um das Fluid alternativ zu entgegengesetzten Enden eines Kolbens zu leiten.

Die US-PS 3 484 204 betrifft einen Reaktor zum Mischen viskoser Flüssigkeiten unter inerten Bedingungen und insbesondere einen Reaktor mit einem kolbenartigen Rührwerk, um hoch-viskose Flüssigkeiten unter inerten Bedingungen in sehr kleinen Mengen zur Reaktion zu bringen. Diese Vorrichtung hat ein Drehventil, das den Druck alternativ dem Ende einer Stange zuführt.

Die US-PS 4 103 591 bezieht sich auf eine Vorrichtung für einen hydraulisch angetriebenen Schlaghammer zur Betätigung eines Werkzeugs, und ist besonders zur Verwendung als Bohrhammer bestimmt. Diese Vorrichtung weist ein Drehventil auf, das öl in eine Kammer einläßt und dann das öl zu einer Rückflußleitung abfließen läßt. Der Schlagkolben wird durch dieses öl nach oben getrieben, so daß eine Oberfläche an der Oberseite des Kolbens mit Druck beaufschlagt wird, wobei der Druck gespeichert wird. Wenn das untere Ende des Kolbens mit dem Auslaß in Verbindung kommt, wenn sich das Drehventil verdreht, wird der Kolben durch den gespeicherten Druck nach unten getrieben.

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische, sich hin- und herbewegende Vorrichtung mit einem Gehäuse. In dem Gehäuse befindet sich ein Kolben mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche. Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

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Ein Ausführ.ungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Pig. 1 ist eine schematische Darstellung eines hydraulischen Bohrers zum Bohren von Löchern, beispielsweise eines Tieflochbohrers.

Pig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts nach der Linie 2-2 in Pig. 1.

In Fig. 1 ist ein hydraulischer Bohrer 10 dargestellt« Der hydraulische Bohrer 10 weist an Gehäuse auf. Das Gehäuse kann aus einem einzigen Teil oder aus mehreren Teilen bestehen, beispielsweise aus den Abschnitten 12, 14, 16 und 18, wie es in Pig. I dargestellt ist. In dem Gehäuse ist ein Kolben 20, 22 angeordnet. Der Kolben hat eine erste Oberfläche 26 und eine zweite Oberfläche 28. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 1 kann der Kolben aus zwei getrennten Gliedern bestehen, nämlich einem ersten Kolbenteil 20 und einem zweiten Kolbenteil 22. Der erste Kolbenteil 20 trägt die erste Oberfläche 26, und der aweite Kolben 22 trägt die zweite Oberfläche Eine Einrichtung zum intermittierenden Beaufschlagen der ersten Oberfläche 26 des Kolbens 20, 22 mit hydraulischem Fluid ist vorgesehen. Diese Einrichtung zum intermittierenden Beaufschlagen weist beispielsweise ein Drehventil 30 auf, das eine öffnung 32 hat, die alternativ mit einer Zuleitung 3*1 für hydraulisches Fluid und einer Ableitung 36 für hydraulisches Fluid in Verbindung steht. Das Drehventil 30 kann durch herkömmliche Mittel, beispielsweise einen Motor"38, gedreht werden. Es ist auch eine Einrichtung vorgesehen, um die zweite Oberfläche 28 des Kolbens 20, 22 ständig mit unter Druck stehendem Fluid zu beaufschlagen, wobei es sich hier um hydraulisches oder pneumatisches Fluid handeln kann. In Fig. 1 ist eine Zuleitung 40 für pneumatisches Fluid gezeigt.

Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel steht die

Zuleitung 40 für das pneumatische Fluid mit der zweiten Oberfläche 28 über einen Durchgang 42 in Verbindung, der sich durch die Abschnitte 12, 14, 16 und 18 des Gehäuses hindurch erstreckt. Das pneumatische Fluid ist bestrebt, den Kolben 20, 22 in einer Richtung zu bewegen, die als zweite Richtung B angegeben ist. Wenn das Ventil 30 so eingestellt ist, daß die Zuleitung 34 für das hydraulische Fluid nicht mit der ersten Oberfläche 26 in Verbindung steht, ist es dem Kolben 20, 22 möglich, sich in der Richtung B zu bewegen. Wenn sich das Ventil 30 verdreht, kommt die Öffnung 32 in Verbindung mit der Zuleitung 34 für das hydraulische Fluid. Somit kommt die erste Oberfläche 26 in Verbindung mit der Zuleitung 34 für das hydraulische Fluid, und zwar über den Durchgang 44. Diese Verbindung wird in intermittierender Weise hergestellt. Wenn die Zuleitung 34 für das hydraulische Fluid mit der ersten Oberfläche 26 in Verbindung steht, ist der Druck der hydraulischen Zuleitung 34 mal der Fläche der ersten Oberfläche 26 größer als der Druck der Zuleitung 40 für das pneumatische Fluid mal der Fläche der zweiten Oberfläche 28, wodurch der Kolben 20, 22 veranlaßt wird, sich in einer Richtung zu bewegen, die als erste Richtung A gezeigt ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist ein Schlagbohrelement 46 mit der hydraulischen Bohreinrichtung 10 verbunden. Wenn sich der Kolben 20, 22 in der Richtung A bewegt, trifft er auf das Schlagbohrelement 46 auf und erzeugt einen Schlagbohreffekt. Eine geeignete Anwendung für diese Vorrichtung besteht im Bohren von tiefen Löchern. Eine Drehbewegung wird auf das Schlagbohrelement 46 ausgeübt, indem das Gehäuse gedreht wird. Das Gehäuse wird durch herkömmliche Mittel gedreht, die dem Fachmann bekannt und nicht dargestellt sind. Wie Fig. 2 zeigt, gestattet die Keilnutenanordnung zwischen dem Schlagbohrelement 46 und dem Gehäuse eine Dreh- und Schlagbewegung des Schlagbohrelements 46.

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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kolben 20, eine zweiteilige Konstruktion, wobei der Raum zwischen den beiden Kolbenteilen mit einer Entlüftungsöffnung in Verbindung steht. Dadurch sind sämtliche Probleme in bezug auf die gegenseitige Ausrichtung der Kolben ausgeschlossen, die sich sonst bei unterschiedlichen Abdichtungsdurchmessern der beiden Kolben ergeben könnten. Das Entlüften des pneumatischen Fluids geschieht mittels des Fluids, das zwischen dem zweiten Kolben 22 und dem Gehäuseabschnitt 14 zu dem ersten Kolben 20 hin durchtritt. Das pneumatische Fluid geht dann mittels einer Spiralnut 48 um den ersten Kolben 20 herum zu einer öffnung Von der öffnung 50 geht das pneumatische Fluid durch einen Kanal 52 in den Auslaß.

Wenn die Vorrichtung als Schlagbohrer zum Abwärtsbohren verwendet wird, kann die Zuleitung 40 für das pneumatische Fluid zusätzlich als Zuleitung für ein Reinigungsfluid verwendet werden, um Späne oder Abfallteile aus dem Loch herauszublasen, das sich durch das Bohren ergibt. Dies kann erreicht werden, indem man kontinuierlich pneumatisches Fluid aus der Zuleitung 40 an dem zweiten Kolben 22 vorbei durchtreten läßt, oder indem man intermittierend durchbläst, wodurch Reinigungsfluid mit Hilfe eines Auslaßrohres zum Eintritt in das Bohrloch gebracht wird, während sich der zweite Kolben 22 hin-und herbewegt. Die Einzelheiten zur Verwendung eines Reinigungsfluids, um Späne oder Abfälle aus dem Bohrloch auszublasen, sind bekannt, beispielsweise aus der US-PS 4 084 646. Es wird angenommen, daß bei der Verwendung kleiner Bohrer das Verfahren mit kontinuierlichem Spülfluid-Durchtritt bevorzugt werden wird, während man bei der Verwendung großer Bohrer das intermittierende Verfahren bevorzugen wird.

Leerseite

Claims

HELMUT DlPL.-PHYS. ·*"* "" ·* »· ···· DIPU.-INC. PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Ingersoll-Rand Company ir-92 11. Oktober 1982 L/Be Hydraulische, sich hin- und herbewegende Vorrichtung Patentansprüche

1. Hydraulische, sich hin- und herbewegende Vorrichtung (10) mit einem Gehäuse (12, 14, 16, 18) und einem Kolben (20, 22) in dem Gehäuse, wobei der Kolben eine erste Oberfläche (26) und eine zweite Oberfläche (28) hat, dadurch gekennzeichn e t, daß eine Einrichtung (30, 32) vorgesehen ist, durch die die erste Oberfläche (26) des Kolbens (20, 22) intermittierend mit hydraulischem Fluid beaufschlagbar ist, und daß eine Einrichtung (42) vorgesehen ist, durch die die zweite Oberfläche (28) des Kolbens (20, 22) mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagbar ist, wobei der Kolben (20, 22) in einer ersten Richtung (A) bewegbar ist, wenn das hydraulische Fluid die erste Oberfläche (26) des Kolbens (20, 22) beaufschlagt, und wobei der Kolben (20, 22) in einer zweiten Richtung (B) bewegbar ist, wenn das hydraulische Fluid die erste Oberfläche (26) des Kolbens (20, 22) nicht beaufschlagt.

2. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20, 22) aus einem ersten KoI-

-7070 SCHWÄBISCH GMÜND KONTENi D-80Ö0 MÖNCHEN 70

.SCHROETER Telefon: (0717!) 5690 Deutsche Bank AG'München 70/37369 (BLZ 700 70010) K. LEHMANN Telefon; (089) 7252071

KksgasJe49 Telex: 7248 868 pagdd Postscheckkonto München 1679 41-804 (BLZ700 100 80) LipoWsltystwßc 10 Telex: 5212248 p»we d

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benteil (20), das die erste Oberfläche (26) aufweist, und einem zweiten Kolbenteil (22) besteht, das die zweite Oberfläche (28) aufweist. ' ' · :

3. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η-zeichnet, daß sie ein hydraulischer Bohrer ist.

4. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Schlagbohrelement (46), das an der Vorrichtung angeordnet ist, wobei die zweite Oberfläche (28) des Kolbens (20, 22) auf das Schlagbohrelement (46) einwirkt, wenn sich der Kolben (20, 22) in der ersten Richtung (A) bewegt.

5. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Einrichtung (30, 32) zum intermittierenden Beaufschlagen der ersten Oberfläche (26) des Kolbens (20, 22) mit hydraulischem Fluid ein Drehventil (30) ist, durch welches die erste Oberfläche (26) des Kolbens (20, 22) intermittierend mit einer Zuleitung (34) für das hydraulische Fluid und mit einer Ableitung (36) für das hydraulische Fluid verbindbar ist.