DE506032C - Senkrecht stehender, einseitig wirkender Antriebsmotor fuer Tiefbohreinrichtungen, dessen Arbeitskolben dem freien Fall ausgesetzt wird - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein senkrecht stehender, einseitig wirkender Antriebsmotor für Tiefbohreinrichtungen, der über dem Bohrloch aufgestellt wird und dessen Arbeitskolben mit dem daran befestigten Bohrgestänge nach Anheben auf eine bestimmte Höhe zwecks Ausführung der Bohrarbeit dem freien Fall ausgesetzt wird.

Tiefbo'hreinrichtungen' der vorbeschriebenen¹

to Art sind bereits bekannt. Diese bekannten Einrichtungen haben jedoch verschiedene Nachteile. Der wesentlichste dieser Nachteile besteht darin, daß bei den bekannten Einrichtungen die Betätigung des Steuerschiebers zwangsläufig durch ein Gestänge erfolgt, das von dem auf und nieder gehenden Arbeitskolben bewegt wird und bei einer Abart dieser Bauart noch unter der Einwirkung von Laufgewichten gebracht ist. In beiden Fällen ist die bauliche Ausbildung der Umsteuerungsvorrichtung sehr verwickelt und gestattet keine präzise Arbeitsweise der Tiefbohreinrichtung, stellt sie unter Umständen sogar in Frage, wenn das Gestänge von dem niedergehenden Arbeitskolben in eine der Umsteuerung des Arbeitskolbens ungünstige Lage gebracht wird.

Die vorstehend erwähnten Nachteile der bekannten Tiefbohreinrichtungen werden bei Anwendung des Erfindungsgegenstandes einfach und sicher vermieden, und zwar dadurch, daß die Umsteuerung des Arbeitskolbens kraftschlüssig durch einen frei fliegenden Differentialsteuerkolben erfolgt, der mit einer Ringfläche ständig unter Frischluftdruck steht, während die andere, größere Fläche wechselweise unter Frischluftdruck und Atmosphärendruck steht und dadurch die gewollten Umsteuerungen erfährt.

Um die angestrebten Vorteile zu erreichen und sicherzustellen, ist die Umsteuerungsvorrichtung gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß die größere Fläche eines an sich bei Druckluftmotoren bekannten Differentialsteuerkolbens beim freien Herabfallen des Arbeitskolbens mit der oberen Zylinderhälfte und dadurch mit der Außenluft in Verbindung treten kann, während die kleinere Fläche des Steuerkolbens beständig unter Druck steht, derart, daß durch den Überdruck auf der kleineren Fläche die Umsteuerung des Steuerkolbens erfolgen und die Druckluft unter den Arbeitskolben treten kann. Dabei kann erfindungsgemäß noch eine Vervollkommnung der vorbeschriebenen Umsteuerungsvorrichtung in der Weise vorgesehen sein, daß auf einer Öffnung in der Zylinderwandung, durch welche die größere Fläche

des Steuerkolbens mit der Preßluft aus der unteren Zylinderhälfte beaufschlagt wird, ein Rückschlagventil sitzt, derart, daß der Druck der Preßluft auf die größere Fläche des Steuerkolbens ein gleichmäßig starker wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt dargestellt. Hierin bedeutet ι der Zylinder und 2 der Arbeitskolben, an dessen Kolbenstange 3 to das Bohrgestänge hängt. An der unteren Stirnseite des Zylinders befindet sich die Steuereinrichtung 4. Der obere Raum des Zylinders steht durch die Deckelöffnungen 21 mit der freien Luft in Verbindung. Die Steuereinrichtung wird gebildet aus dem Steuerkolben 5, der an der einen Seite mit einer ständig unter Frischluftdruck stehenden Ringfläche 6 versehen ist. Die entgegengesetzte Steuerkolbenfläche 7 ist dem jeweilig in dem Zylinderraum 8 herrschenden Druck ausgesetzt. Die Steuerkanten 9 und ι ο des Steuerkolbens 5 werden durch eine Einschnürung gebildet und steuern den zum Zylinder führenden Kanal 11 sowie den ins Freie führenden Kanal 12. Der punktiert angedeutete und mit 13 bezeichnete Drucklufteinlaß führt durch den Kanal 14 zu der obenerwähnten Ringfläche 6. Aus dem Steuerzylinderraum 8 führt ein Kanal 15 zu den Bohrungen 16, 17, 18 und 19, die in den Zylinderraum einmünden.

In der dargestellten Zeichnung sind die Bohrungen 17 und 18 geschlossen, so daß dieselben auf die Wirkungsweise der Einrichtung von keinem Einfluß sind. Die Bohrung 16 kann durch ein unter Federwirkung stehendes Rückschlagventil 20 geschlossen werden, wobei die Federspannung so gewählt ist, daß bei Unterschreitung eines bestimmten Druckes das Ventil in Schlußstellung springt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung gestaltet sich wie folgt:

Beim Anheben des Bohrgestänges befindet sich der Arbeitskolben 2 in der tiefsten Lage, wobei der Steuerkolben 5 mit Bezug auf die Darstellung sich in der rechten Endstellung befindet, so daß der Kanal 12 geschlossen und die Druckluft über Ringkanal 22 in den Kanal 11 und aus diesem unter den Kolben gelangt. Der Kolben wird dadurch hochgetrieben und hebt das Bohrgestänge mit an. Sobald hierbei die untere Kante des Arbeitskolbens 2 die Bohrung 16 freigibt, strömt die Druckluft aus dem Zylinder durch die genannte Bohrung 16 und den Kanal 15 gegen Steuerkülbenfläche 7 und wirft den Steuerkolben 5 in die in der Zeichnung dargestellte linke Endstellung, da der Flächendruck auf der rechten Steuerkolbenseite den auf der linken Steuerkolbenseite überwiegt. Damit wird der Kanal 12 wieder freigegeben, so daß die Druckluft aus dem Zylinder ins Freie ausweichen kann. Bei nunmehr eintretendem Fallen des Arbeitskolbens unter dem Einfluß seines Eigengewichts und dem des Bohrgestänges gibt die obere Kante des Arbeitskolbens 2 die Bohrung 19 frei. Der Steuerzylinderraum 8 kommt damit unter atmosphärischen Druck, so daß der Druck auf der Steuerringfiäche 6 überwiegend den Steuerkolben wieder in die rechte Endstellung bewegt. Damit wird die Einströmung der Frischluft zum Arbeitszylinder wieder freigegeben, so daß der fallende Kolben 2 die im Zylinder befindliche Luft komprimiert und dadurch elastisch aufgefangen wird.

Nach Vernichten der lebendigen Kraft erfolgt anschließend wieder das Anheben des Arbeitskolbens, und das oben geschilderte Spiel beginnt von neuem.

Um Störungen des geordneten Bohrbetriebs zu vermeiden, die dadurch eintreten können, daß bei zu geringer Belastung des Motors der Arbeitskolben über die gewollte Höhenstellung hinaus hochgeworfen wird und dadurch in dem Kanal 15 und dem Steuerkolbenraum 8 einen Druckabfall hervorruft, dessen Folgen wieder eine Flatterbewegung des Steuerkolbens S ist, wird, wie schon oben angedeutet, das Rückschlagventil 20 unter einen go solchen Federdruck gesetzt, daß beim Eintreten des obengenannten Falles selbsttätig der Kanal 16 geschlossen wird und dadurch der Druckabfall vermieden wird.

Die Hubhöhe des Arbeitskolbens ist regelbar. Das Rückschlagventil 16 kann gegen eines der Abschlußorgane für die Bohrungen 17 und 18 vertauscht werden, wodurch die Umsteuerung des Arbeitskolbens 5 in unterschiedlichen Höhenlagen des Arbeitskolbens erfolgen kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Senkrecht stehender, einseitig wirkender Antriebsmotor für Tiefbohreinrichtungen, dessen Arbeitskolben mit dem daran befestigten Bohrgestänge nach Anheben auf eine bestimmte Höhe dem freien Fall ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Fläche (7) eines an sich bei Druckluftmotoren bekannten Differentialsteuerkolbens (5) beim freien Herabfallen des Arbeitskolbens (2) mit der oberen Zylinderhälfte und dadurch mit der Außenluft in Verbindung treten kann, während die kleinere Fläche (6) des Steuerkolbens (5) beständig unter Druck steht, derart, daß durch den Überdruck auf der kleineren Fläche die Umsteuerung des Steuerkolbens erfolgen und die Druckluft unter den Arbeitskolben (2) treten kann.
2. 2. Antriebsmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Öffnung (16) in der Zylinderwandung, durch welche die größere Fläche (7) des Steuerkolbens mit der Preßluft aus der unteren

   Zylinderhälfte beaufschlagt wird, ein Rückschlagventil (20) sitzt, derart, daß der Druck der Preßluft auf die größere Fläche des Steuerkolbens ein gleichmäßig starker wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen