DE652255C - Sicherheitsvorrichtung an als Antrieb von Rotary-Erdbohranlagen dienenden Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Eigenart des Antriebs von Rotary-Bohranlagen mit Verbrennungskraftmaschinen verlangt, daß die Antriebsmaschine stets unter dem Einfluß eines Drehzahlreglers bleibt, wobei von diesem durch Änderung der Brennstoffördermenge der Brennstoffpumpe, ζ. B. Hubänderung des Pumpenkolbens oder bei gleichbleibendem Pumpenhub durch ein Überströmventil, die Drehzahl der Maschine konstant gehalten wird. Bei diesen Ausführungen richtete sich das Drehmoment durch den Regler selbsttätig nach dem Bohrwiderstand des Bohrmeißels, da der Regler im Sinne einer Konstanthaltung der Drehzahl der Kraftmaschine bei steigendem Widerstand ~ eine entsprechend große Brennstoffmenge einstellte. Dabei kann es nun vorkommen, daß ein Drehmoment eingestellt wird, das größer ist, als es das Bohrgestänge verträgt.

Denn bei Rotary-Bohrantriebsmaschinen ist die notwendige Leistung und damit die Größe der Antriebsmaschine bestimmt durch das beim Ein- und Ausbau des Gestänges auftretende größte Drehmoment. Beim Bohren dagegen ist das auftretende Normaldrehmoment bedeutend kleiner. Durch zu starkes Nachlassen oder beim Verklemmen des Meißels im Bohrloch wird die Antriebsmaschine entsprechend dem Bohrwiderstand ein größeres Drehmoment bis zu seinem maximalen bei gleichbleibender Drehzahl hergeben. Das Bohrgestänge kann dadurch infolge Überbeanspruchung zu Bruch gehen, und die dann notwendigen langwierigen Fangarbeiten des im Bohrloch befindlichen Gestängerestes können bei Erfolglosigkeit unter Umständen zur Aufgabe des Bohrlochs führen.

Diese dem Antrieb mit Verbrennungskraftmaschinen hierdurch anhaftenden Nachteile und Gefahrquellen werden nach der Erfindung vermieden, indem eine von Hand einstellbare Vorrichtung vorgesehen ist, welche verhindert, daß die Brennstoffmenge durch den Fliehkraftregler über denjenigen Betrag erhöht wird, welcher dem jeweils entsprechend den Festigkeitseigenschaften des verwendeten Bohrgestänges noch als zulässig erachteten Höchstdrehmoment entspricht. Dieser Drehzahlregler behält im übrigen wie bisher die Beherrschung der Kraftmaschine, so daß ein Durchgehen oder Überschreiten der Höchstdrehzahl bei plötzlicher Entlastung ausgeschlossen ist. Wird der Widerstand des Bohrmeißels größer, als dem auf die genannte Weise begrenzten Drehmoment entspricht, so sinkt die Drehzahl, und es

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden

Dipl.-Ing. Max Runge ,in Düsseldorf.

ist' dem Bohrmeister dadurch angezeigt, daß das Bohrgestänge gefährdet ist, so daß er die erforderlichen Maßnahmen ergreifen kann.

Zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens wird vorzugsweise ein bekanntes Doppelexzenter oder eine ähnliche Einrichtung benutzt, unter deren Einfluß Pumpenhub oder Überströmventil gestellt wird. Bei ίο Verwendung eines Doppelexzenters wird z. B. der Grundexzenter von Hand durch das Überwurfexzenter entsprechend dem höchst zulässigen Drehmoment am Bohrgestänge eingestellt, während der Regler die Drehzahl der Antriebsmaschine durch Einstellen des Grundexzenters beherrscht. Wächst der Bohrwiderstand am Bohrmeißel über das von Hand eingestellte Drehmoment des Motors, so fällt nun in gleichem Sinne ao wie bei der Dampfmaschine die Maschinendrehzahl ab und gibt dem Bohrmeister das Warnungszeichen für das unzulässige, das Bohrgestänge gefährdende Arbeiten der Maschine. Unter gleichzeitiger Verwendung der bekannten Drehzahlverstellung ist also erreicht, daß sowohl das Höchstdrehmoment als auch die Drehzahl der Antriebsmaschine vom Bohrmeister eingestellt werden können, ohne dal dabei der Drehzahlregler an sich ausgeschaltet werden muß.

Mittel zur Brennstoffregelung von Hand an Verbrennungskraftmaschinen (Vergaserund Dieselmotoren) sind bekannt. So ist es vorgeschlagen worden, an einer z. B. als Fahrzeugmotor verwendeten Vergasermaschine, bei der das Drosselventil in der vom Vergaser zur Maschine führenden Saugleitung von einem Drehzahlregler beherrscht wird, das Ventil außerdem zunächst von einem Handhebel einzustellen. Hierdurch soll während der Fahrt die Zufuhr des Brennstoffgemisches von Hand geregelt werden können, während andererseits der Drehzahlregler die Drehzahl der Maschine begrenzt. Auch an einer Dieselmaschine ist bekanntgeworden, mit einem Drehzahlregler, der sowohl eine Höchst- als auch eine Mindestdrehzahl begrenzen soll, zusätzlich mit einem Handhebel die Brennstoffzufuhr zu ändern. Alle diese Handregler dienten dazu, Leistungsschwankungen einer Verbrennungskraftmaschine folgen zu können bzw. die Mehr- oder Minderleistung der Maschine dem erforderlichen Leistungsbedarf von Hand anzugleichen. ,

Demgegenüber wird erfindungsgemäß an einer dem Leistungsbedarf bei Bohrbetrieb wesentlich übersteigenden, für eine mehrfache Leistungsabgabe beim Ziehen und Auswechseln der Bohrgestänge erstellten Rotary-Bohrantriebsmaschine die als zusätzliche Sicher- i heitsvorrichtung dienende vorerläuterte Handeinstellung vorgesehen, die es verhindert, daß beim Bohren, z. B. infolge Verklemmung des Bohrmeißels oder -gestänges bei durch den Drehzahlregler gleichgehaltener Drehzahl, die Antriebsmaschine ihr maximales Drehmoment abgibt und das Gestänge zerstört. Der Drehzahlregler kann in solch einem Fall durch das erfindungsgemäß von Hand eingestellte bestimmte, von Fall zu Fall jedoch veränderliche Drehmoment das Brennstoffventil nur begrenzt öffnen, und somit erzeugt ein aus irgendeinem Grund beim Bohren auftretender Widerstand einen Drehzahlabfall, der den Bedienungsmann auf eine etwaige Gefahr für das Gestänge o. dgl. hinweist. Eine solche Einrichtung an Rotary-Bohrantriebsmaschinen ist mit den bekannten Handreglern nicht gegeben.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke an einer Brennstoffpumpe mit Überströmventil für die Brennstoffmengenregelung veranschaulicht, und zwar zeigt

Abb. ι den Querschnitt durch die Steuerung und die Brennstoffpumpe und Abb. 2 schematisch das- Doppelexzenter.

Es stellen dar α die Steuerwelle, b den Kolben der Brennstoffpumpe c, der von dem Nocken d der Steuerwelle gegen die Federkraft der Feder e mittels des Hebels / mit Rolle g bewegt wird. Der bei h gelagerte Schwinghebel f betätigt mittels des Gestänges i und über den Hebel k die Ventilstange I des Überströmventils m.

Die Hubhöhe und damit die Öffnungsdauer des Überströmventils m werden nun im gezeichneten Beispiel durch den Drehzahlregler der Verbrennungskraftmaschine durch Verstellung des Exzenters η beeinflußt, so daß mehr oder weniger Brennstoff in die Zylinder der Maschine eingeführt wird bzw. weniger oder mehr durch das Überströmventil in den Brennstoffbehälter zurückströmen kann.

Die Verstellung der Lage des Grundexzenters η gegenüber der Ventilstange/ von Hand erfolgt durch das Überwurfexzenter ο aii dem angedeuteten und mit Pfeilen versehenen Hebel p (Abb. 2) und bewirkt, daß der Regler auch bei der größten Verstellung des Exzenters» nur eine unterhalb der höchstliegenden Brennstoffmenge einstellen kann, die so gewählt werden kann, daß das jeweils als höchst zulässig erachtete Drehmoment nicht überschritten wird.

Auch bei Auftreten höherer Bohrwiderstände, z. B-. infolge Verklemmung des Bohrmeißels, kann der Drehzahlregler nicht die Einspritzung einer größeren Brennstoffmenge ^% in die -Zylinder der Maschine veranlassen, iao als durch Einstellung des Exzenters von Hand zugelassen ist.

Es ist natürlich gleichgültig, auf welche Art die Regelung der Brennstoffpumpe erfolgt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Sicherheitsvorrichtung an als Antrieb von Rotary-Erdbohranlagen dienenden Verbrennungskraftmaschinen, gekennzeichnet durch die Anordnung einer von Hand einstellbaren Vorrichtung (o), durch welche die höchste vom Fliehkraftregler einstellbare Brennstoffmenge auf den im Bohrbetrieb als höchst zulässig erachteten Betrag begrenzt werden kann.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen