-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines
Rohrens einer Bohrmaschine bei einer Bohrmaschine, umfassend: einen
Rahmen, einen Schlagkolben, der am Rahmen angeordnet ist und sich
in der Längsrichtung
des Rahmens bewegt, einen Absorber, der sich an dem vorderen Ende
der Arbeitsbewegung des Kolbenteils des Schlagkolbens befindet,
einen Schaft, der sich in der axialen Verlängerung des Schlagkolbens befindet, und
mindestens zwei Kolben, die in seiner axialen Richtung bewegbar
am Rahmen angeordnet sind, wobei sich die Kolben in um den Schaft
gebildeten axialen Zylinderräumen
befinden und angeordnet sind, um auf den Schaft einzuwirken und
ihn in Richtung auf den vorderen Teil der Bohrmaschine mittels eines
Druckmediums zu treiben, das auf die hintere Oberfläche der
Kolben einwirkt, wodurch mindestens während eines Rohrens ein solcher
Druckmediumdruck eingesetzt wird, um auf die hintere Oberfläche der
Kolben einzuwirken, dass die Gesamtkraft sämtlicher Kolben, die auf den
Schaft einwirkt und ihn vorwärtstreibt,
die Vorschubkraft überschreitet,
die während
eines Rohrens auf die Bohrmaschine einwirkt, wozu einige der Kolben
mittels des Druckmediums zu der vordersten Position ihrer Arbeitsbewegung
getrieben werden, wodurch sich der Schaft in seinem optimalen Schlagpunkt
befindet, wenn er durch sie getragen wird.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft auch eine Bohrmaschine, welche Bohrmaschine
umfasst: einen Rahmen, einen Schlagkolben, der am Rahmen angeordnet
ist und sich in der Längsrichtung
des Rahmens bewegt, einen Absorber, der sich an dem vorderen Ende
der Arbeitsbewegung des Kolbenteils des Schlagkolbens befindet,
einen Schaft, der sich in der axialen Verlängerung des Schlagkolbens befindet,
und ein Axiallager, das am Rahmen angeordnet ist, um Axialkräfte aufzunehmen,
die mittels des Schafts zum Rahmen gerichtet sind, welches Axiallager
aus mindestens zwei Kolben gebildet ist, die in um den Schaft gebildeten
axialen Zylinderräumen
im Rahmen platziert sind und angeordnet sind, um auf den Schaft
einzuwirken und ihn mittels eines Druckmediums, das auf die hintere
Oberfläche
der Kolben einwirkt, in Richtung auf den vorderen Teil der Bohrmaschine
zu treiben, wodurch mindestens während eines
Rohrens ein solcher Druckmediumdruck eingesetzt wird, um auf die
hintere Oberfläche
der Kolben einzuwirken, dass die Gesamtkraft von sämtlichen Kolben,
die auf den Schaft einwirkt und ihn vorwärtstreibt, die Vorschubkraft übersteigt,
die auf die Bohrmaschine während
eines Rohrens einwirkt, und wodurch die Arbeitsbewegung von einigen
der Kolben in Richtung auf den vorderen Teil der Bohrmaschine auf eine
solche Weise eingeschränkt
wird, dass sich, wenn sich die Kolben in ihrer vordersten Position
befinden, der Schaft im Wesentlichen in seinem optimalen Schlagpunkt
befindet, wenn er durch sie getragen wird.
-
Wenn
Löcher
mit einem Gesteinsbohrer gebohrt werden, variieren Bohrbedingungen
auf verschiedene Weisen, und in einigen Situationen ist es notwendig,
die Schlagenergie des Gesteinsbohrers oder andere Faktoren, die
eine Wirkung auf ein Bohren aufweisen, schnell und wirkungsvoll
einstellen zu können.
In Lösungen
nach dem Stand der Technik wird eine Schlagenergie eingestellt,
indem der Druck des Druckfluids in der Schlagmaschinerie eingestellt wird,
was jedoch ziemlich schwierig genau und auf eine gesteuerte Weise
zu verwirklichen ist. Weiter muss in Lösungen nach dem Stand der Technik
die Position des Schafts in Bezug zum Schlagkolben immer in einem
gewissen sogenannten optimalen Schlagpunkt gehalten werden, wo sich
ein möglichst großer Teil
von Schlagenergie zum Schaft und über den Schaft durch die Bohrstange
zum Bohreinsatz bewegt. Das finnische Patent 84,701 offenbart eine Lösung, wo
die Position des Schafts unter Verwendung von mehreren Kolben eingestellt
wird, wobei der Druck, der auf sie einwirkt, zusammen den Schaft in
einen optimalen Schlagpunkt treibt, aber ermöglicht, dass er sich mittels
eines starken Rückkehrimpulses
rückwärts bewegt
und folglich die erzeugte Spannung empfängt. In dem finnischen Patent
können
sich einige der Kolben auch weiter als die anderen in Richtung auf
das vordere Ende der Bohrmaschine bewegen und folglich diesem Schaft
folgen, wodurch sie die Rückkehrbewegung
empfangen und sie zu einem früheren
Stadium während
des Rückkehrimpulses
absorbieren.
-
Bei
Lösungen
nach dem Stand der Technik ist die Einstellung eines Rohrens schwierig,
und das Ziel dieser Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine
Bohrmaschine bereitzustellen, wo ein Bohren wie gewünscht leicht
eingestellt werden kann. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, dass der Druck, der auf mindestens einigen der Kolben
einwirkt, eingestellt wird, um eine gewünschte Bohrsituation bereitzustellen.
-
Die
Bohrmaschine gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zur Zufuhr von
Druckfluid zu den Druckräumen
hinter mindestens einigen der Kolben umfasst, die sich von einer
dem optimalen Schlagpunkt entsprechenden Position in Richtung auf
das vordere Ende der Bohrmaschine auf eine solche Weise bewegen
können, dass
der Schaft von seinem optimalen Schlagpunkt in Richtung auf das
vordere Ende der Bohrmaschine bewegt werden kann, indem ein ausreichend
großer Druck
des Druckmediums mindestens hinter Kolben mit einer Arbeitsbewegungslänge entsprechend
der gewünschten
Position des Schafts zugeführt
wird.
-
Die
wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, dass ein Bohren eingestellt
wird, indem die Position des Schafts in Bezug zu dem optimalen Schlagpunkt
und die Kraft auf den Schaft eingestellt wird, wenn er von seinem
opti malen Schlagpunkt abweicht. In diesem Fall wird bei der Einstellung
der Schlagenergie ein gewünschter
Energiebetrag über den
Schaft zur Bohrstange übertragen
und der übrige Teil
der Energie wird durch den Absorber im vorderen Ende der Arbeitsbewegung
des Schlagkolbens absorbiert. Ähnlich
wird, wenn ein Gesteinskontakt eines Bohreinsatzes eingestellt werden
soll, der Druck, der hinter den Kolben wirkt, so gehalten, dass
sich ein kleinerer Druck als eine Vorschubkraft hinter den Kolben
befindet, die sich von ihrem optimalen Schlagpunkt vorwärtsbewegen
können,
wobei der Druck entsprechend der Anzahl von Bohrstangen, die beim
Langlochbohren verwendet werden, auf eine solche Weise variabel
ist, dass bei der Ankunft eines Schlagimpulses der Bohreinsatz ohne
jeglichen wesentlichen Energieverlust zum Absorber wie gewünscht immer
in Kontakt mit dem zu bohrenden Gestein gehalten werden kann. Das
Verfahren kann am einfachsten verwirklicht werden, indem mehrere Kolben
mit unterschiedlicher Arbeitsbewegung verwendet werden, wobei die
Arbeitsbewegung der Kolben zum vorderen Ende der Bohrmaschine geeignet eingeschränkt ist.
In diesem Fall kann, wenn ein Druckfluid eines geeigneten Drucks
hinter Kolben mit unterschiedlicher Arbeitsbewegung zugeführt wird, der
Schaft wie gewünscht
vorwärtsbewegt
werden. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch Verwendung
von Kolben, die zu einer unterschiedlichen Arbeitsbewegung bewegbar
sind, der Schaft mechanisch in einen gewünschten Schlagpunkt bewegt
werden kann, der entweder der optimale Schlagpunkt ist oder einer,
der davon abweicht. Weil die Position des Schlagpunkts für alle Situationen
genau bestimmt ist, kann eine Energieübertragung und folglich die
Schlagenergie der Maschine genau berechnet werden und während einer
Herstellung entsprechend gewünschten
Eigenschaften dimensioniert werden. Die Einstellung eines Rohrens
ist schnell und einfach, da sie verwirklicht werden kann, indem
nur der Druck von Druckfluid, das auf die Kolben einwirkt, die den
Schaft stützen,
eingestellt wird.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung in größerer Einzelheit in den angefügten Zeichnungen
erklärt.
-
1 stellt
eine schematische Ansicht von einer Konstruktion in einer Bohrmaschine
dar, die zur Verwirklichung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet ist,
-
2 stellt
eine schematische Ansicht der Einstellung der Bohrmaschine entsprechend 1 in unterschiedlichen
Energieeinstellsituationen dar,
-
3 stellt
eine schematische Ansicht einer zweiten Konstruktion in einer Bohrmaschine
dar, die zur Verwirklichung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet ist,
-
4 stellt
eine schematische Ansicht von Kräften
dar, die durch Drücke
hervorgerufen werden, die in Verbindung mit einer Verwirklichung
des Verfahrens gemäß der Erfindung
vorhanden sind, und
-
5 stellt
eine schematische Ansicht einer dritten Konstruktion in einer Bohrmaschine
dar, die zur Verwirklichung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet ist.
-
1 stellt
eine schematische Ansicht einer Bohrmaschine dar, umfassend einen
Schlagkolben 1 und einen Schaft 2, der mit dem
Schlagkolben koaxial angeordnet ist. Der Schaft 2 wird
auf eine Weise, die an sich bekannt ist, mittels eines Drehmotors (nicht
dargestellt) gedreht, indem eine Hülse 3 um den Schaft 2 gedreht
wird, der sich in Bezug zur Hülse
in der axialen Richtung bewegen kann. Die Hülse 3 trägt den Schaft 2 auf
einer schrägen
Tragfläche 3a,
die sich in Kontakt mit einer entsprechenden schrägen Tragfläche 2a des
Schafts befindet. Es gibt mehrere Kolben 4a und 4b hinter
der Hülse 3,
die mit der hinteren Oberfläche
der Hülse 3 verbunden
sind oder indirekt mechanisch auf sie einwirken. Ein Beschränkungsring 5 verläuft um die
Hülse 3,
der die Bewegung der Kolben 4a und 4b in Richtung
auf das vordere Ende der Bohrmaschine einschränkt. Die Kolben 4a und 4b befinden
sich in Zylinderräumen, die
zum Rahmen 6 gebohrt worden sind und die zur Achse des
Schlagkolbens 1 parallel sind, und Druckfluidkanäle 7a und 7b führen zu
den Zylinderräumen. Es
gibt mehrere Kolben 4a und 4b im Rahmen 6 der Bohrmaschine,
und sie sind auf eine solche Weise in Gruppen eingeteilt, dass es
mindestens zwei separate Gruppen gibt, deren Arbeitsbewegung in
Richtung auf das vordere Ende der Bohrmaschine unterschiedlich ist.
Diese Konstruktion wird in größerer Einzelheit
in dem finnischen Patent 84,701 beschrieben, von dessen Inhalten
angenommen wird, dass sie in der Beschreibung der vorliegenden Patentanmeldung
aufgenommen sind. Weiter umfasst die Bohrmaschine einen Absorber 8 im
vorderen Ende des Zylinderraums des Schlagkolbens 1, d.h.
in der Arbeitsbewegung des Kolbenteils 1a des Schlagkolbens 1 im
vorderen Ende der Bohrmaschine, und das vorderen Ende des Kolbenteils 1b trifft
auf den Absorber, wenn der Schlagkolben aus irgendeinem Grund vorbei
an seinem normalen optimalen Schlagpunkt auftreffen sollte. Diese
Konstruktion ist im Allgemeinen an sich bekannt und wird verwendet,
um die Bohrmaschine davor zu bewahren, zerbrochen zu werden, und
deshalb wird sie nicht in größerer Einzelheit
hierin erörtert.
-
Mittels
des Verfahrens gemäß der Erfindung können die
Position des Schafts der Bohrmaschine und folglich z.B. Schlagenergie
oder Gesteinskontakt des Bohreinsatzes unter Verwendung dieser Konstruktion
eingestellt werden. Dies findet so statt, dass während eines normalen Rohrens
der hinter die Kolben zugeführte
Druck so gehalten wird, dass die Kolben den Schaft in seinen optimalen
Schlagpunkt treiben, ihn aber kein bisschen weiter treiben können, da die
Kraft, die durch die Kolben 4b mit längerer Arbeitsbewegung über die
Hülse 3 zum
Schaft 2 hervorgerufen wird, kleiner als die Vorschubkraft
der Bohrmaschine ist. Während
des Hubs folgen, wenn der Körper
der Bohrmaschine keine Zeit hat, sich mit der Bohrstange zu bewegen,
die Kolben dem Schaft und stützen
folglich den Bohreinsatz gegen das Gestein durch den Druck der Kraft
ab, die eingestellt ist, um auf sie einzuwirken, bis die Bohrmaschine
Zeit gehabt hatte, sich zu bewegen. Wenn die Schlagenergie vermindert
werden muss, wird mindestens ein solcher Druck des Druckfluids hinter
die Kolben 4b zugeführt,
dass die Kolben 4b mit längerer Arbeitsbewegung imstande
sind, den Schaft ihre zulässige
Arbeitsbewegung vorwärtszutreiben,
wodurch der Schlagkolben 1 später als gewöhnlich auf den Schaft 2 auftrifft
und folglich etwas von seiner Schlagenergie im Absorber 8 des
Schlagkolbens absorbiert wird. Wenn z.B. drei unterschiedliche Schlagenergien
verwendet werden sollen, werden auch drei Kolbengruppen mit einer
unterschiedlichen Schlaglänge
verwendet, wodurch durch eine geeignete Zufuhr von Druck hinter
die Kolben der Schaft zu einer gewünschten Energieübertragungsposition
bewegt werden kann.
-
2 stellt
eine schematische Ansicht der Schlagenergieeinstellung auf eine
andere Weise dar. In diesem Fall sind Kolben mit unterschiedlicher
Arbeitsbewegung, die durch Bezugszeichen 4a bis 4d angezeigt
sind, jeweils mit einer spezifischen Gruppe und mit einem spezifischen
Zufuhrkanal 7a bis 7d eines Druckfluids getrennt
von anderen Kolbengruppen verbunden. In der Figur bezieht sich ein
Kolben 4a, 4b, 4c bzw. 4b schematisch
auf alle Kolben einer Gruppe. Die Figur stellt auch schematisch
durch Bezugszeichen 5a bis 5d die Teile des Beschränkungsrings 5 dar,
der die Arbeitsbewegung von unterschiedlichen Kolben 4a bis 4d auf
unterschiedliche Weise einschränkt. Ähnlich stellt
die Figur auch mit gestrichelten Linien La bis Ld die Arbeitsbewegung dar,
die sich jeder Kolben oder Kolbengruppe in Bezug zueinander bewegen
kann, und die gestrichelte Linie La beschreibt die Position entsprechend
der optimalen Schlaglänge
des Schafts und die Linien Lb bis Ld Positionen entsprechend der
Förderung
der Kolben 4b und 4c, die sich in Bezug zum optimalen Schlagpunkt
vorwärtsbewegt
haben, wobei der Kolbenteil 1a des Schlagkolbens 1 um
einen kürzeren bzw.
einen längeren
Abstand auf den Absorber 8 auftrifft oder sich der Schlagkolben
sonst von seinem optimalen Schlagpunkt wegbewegt hat. Wenn der Querschnitt
der Kolben in Bezug zum hydraulischen Druck, der zu verwenden ist,
geeignet dimensioniert ist, kann ein Druckfluid Pa bis Pd mit einem
unterschiedlichen Druck hinter jede Kolbengruppe unabhängig von
den anderen zugeführt
werden, und dann kann es leicht ausgewählt werden, mit welcher Arbeitsbewegung
der Kolben 4a bis 4d der Schlagpunkt des Schafts
einzustellen ist. Entsprechend kann dies erledigt werden, indem
derselbe Druck hinter allen Kolben aufrechterhalten wird, wodurch
durch geeignetes Auswählen
der Fläche
und der Anzahl von Kolben und durch Einstellen des aktiven Drucks
die gewünschten
Kräfte
für die
gewünschten
Kolbengruppen erhalten werden.
-
Die
Schlagenergieeinstellung wird automatisch durchgeführt, indem
die Werte des Drucks des Druckfluids eingestellt werden, der hinter
den Kolben 4a bis 4d wirkt, die geeignete Werte
in Bezug zur Vorschubkraft der Bohrmaschine sind. In diesem Fall
bewegt sich, wenn die Eindringung des Bohrwerkzeugs aus irgendeinem
Grund, z.B. wegen schlechten Gesteinsmaterials oder dergleichen,
größer als
die Vorschubgeschwindigkeit ist, der Schaft wegen des Drucks, der
hinter den Kolben 4a bis 4d wirkt, zu einer Position
vorwärts,
wo der Schlagpunkt nicht mehr optimal ist. Abhängig davon, hinter welchen
Kolben ein Druck von Druckfluid zugeführt wird oder wie groß ein Druck
hinter den Kolben eingestellt wird, bewegt sich der Schaft entweder
etwas von seinem optimalen Schlagpunkt vorwärts, aber nur um einen solchen Abstand,
so dass der Schlagkolben nicht auf den Absorber auftrifft, oder
wenn er sich um den Abstand bewegt, der durch die Kolben 4c und 4d spezifiziert
ist, trifft er teilweise auf den Absorber 8 auf. Je weiter
der Schaft vordringen kann, desto kleiner ist die Übertragung
von Schlagenergie zwischen dem Schlagkolben 1 und dem Schaft 2.
Wenn ein Bohren beginnt oder bei gewissen Typen von Gestein oder
wenn die Bedingungen es so erfordern, kann die Übertragungskapazität ausgewählt werden,
indem ein ausreichender Druck hinter einer gewünschten Kolbengruppe 4a bis 4d oder
hinter allen Gruppen verwendet wird, wodurch eine genügend kleine
Schlagenergie für
jede unterschiedliche Bohrsituation bereitgestellt wird.
-
3 stellt
eine schematische Ansicht einer zweiten Konstruktion in einer Bohrmaschine
dar, die zur Verwirklichung der Erfindung geeignet ist, wobei entsprechende
Teile in 3 durch dieselben Bezugszeichen
wie in 1 bezeichnet werden. In der in 3 dargestellten
Ausführungsform
werden hülsenartige
Kolben statt mehrerer separater Kolben verwendet, und die hülsenartigen
Kolben werden um den Schlagkolben koaxial mit ihm platziert. In
diesem Fall werden Kolben 14a und 14b auf eine
solche Weise platziert, dass sich der Kolben 14a am weitesten außen befindet
und ein Druckkanal 17a zu ihm leitet, mittels welchem Kanal
der Kolben 14a vorwärtsgetrieben
werden kann. Der Kolben 14a stoppt an einer Anschlagoberfläche 15a im
Rahmen, wodurch, wenn sich der Kolben in dieser Position befindet
und wenn der Schaft 2 zum Kolben 14a abgestützt wird,
er sich an seinem optimalen Schlagpunkt befindet. Der Kolben 14b ist
im Innern des Kolbens 14a koaxial, und hinter ihm dringt
Druckfluid entlang einem Kanal 17b ein. Der Kolben 14b weist
auch einen Vorsprung 14b' auf,
der sich zur Tragfläche 14a' vor dem Kolben 14a auf
eine solche Weise erstreckt, dass der Kolben 14a den Kolben 14b in
Richtung auf das vordere Ende des Schafts treiben kann. Der Kolben 14b treibt
den Schaft mit der Hilfe der Hülse 3.
Entsprechend, wenn der Schaft 2 den Kolben 14b rückwärts treibt,
treibt er den Kolben 14a mittels seiner Vorsprünge. Weiter
ist die Arbeitsbewegung des Kolbens 14b in Richtung auf
den vorderen Teil der Bohrmaschine durch eine Anschlagoberfläche 15b eingeschränkt, wodurch sich,
wenn der Kolben 14b gegen die Anschlagoberfläche 15b anliegt,
der Schaft 2 in einem neuen Schlagpunkt befindet, der sich
von dem optimalen Schlagpunkt unterscheidet.
-
In
einer normalen Situation sind die Kolben 14a und 14b so
wie in der Figur dargestellt, wenn sich der Schaft im optimalen
Schlagpunkt befindet. Wenn der Druck hinter dem Kolben 14b durch
den Kanal 17b hinzukommt, bewirkt der Druck, wenn er hoch
genug ansteigt, eine Kraft, die die Vorschubkraft der Bohrmaschine überschreitet,
und er bewegt den Schaft und die Bohrmaschine in Bezug zueinander auf
eine solche Weise, dass sich der Schaft 2 vor seinem normalen
Schlagpunkt befindet.
-
Diese
Ausführungsform
kann auf verschiedene Weisen verwirklicht werden, wobei es einen
separaten Übertragungsring
oder separate Stifte geben kann, die Energie vom Kolben 14b zur
Hülse 3 übertragen. Ähnlich können die
Kolben 14a und 14b derart auf die in der Figur
dargestellte Weise oder auf die entgegengesetzte Weise vorliegen,
dass der Kolben 14b am weitesten außen gelegen ist und der Kolben 14a am
weitesten innen gelegen ist. Weiter können die Kolben in der axialen
Richtung des Schafts auch hintereinanderliegen. Ähnlich können mehrere Kolben ringförmig konzentrisch
wie in der Figur dargestellt vorliegen, und zylindrische Kolben
von 1 können
auch zum selben Zeitpunkt wie und zusätzlich zu ringförmigen Kolben
verwendet werden.
-
4 stellt
eine schematische Ansicht von Kräften
dar, die in Verbindung mit einer Ausführungsform der Erfindung durch
Druckänderungen
hervorgerufen werden, wenn mit Langlochbohren aufwärts gebohrt
wird. Die Kraft, die mit einer horizontalen Linie FS in der Figur
dargestellt ist, wird durch den Druck hinter den Kolben 4a, 14a hervorgerufen,
die den Schaft in seinem optimalen Schlagpunkt abstützen. Eine
gestufte Linie FC beschreibt die Summe der Kräfte, die mittels des Drucks
bewirkt werden, der hinter den Kolben 4b bis 4d, 14b eingestellt
ist, die sich während
eines Rohrens in Richtung auf das vordere Ende der Bohrmaschine
bewegen können.
Immer wenn eine Bohrstange zum Bohrstangensatz hinzugefügt wird,
wird der Druck hinter den Kolben 4b bis 4d, 14b auf
eine solche Weise erhöht,
dass die Hinzufügung
von Masse durch die Hinzufügung
von Druck kompensiert wird und folglich der Bohreinsatz vor dem
Schlagpunkt im Wesentlichen mit einer konstanten Kraft gestützt wird.
Die Summe der Kraft, die durch die Drücke hinter den Kolben 4a; 14a bzw. 4b bis 4d; 14b hervorgerufen
wird, ist größer als
die Vorschubkraft, und folglich ist sie imstande, den Schaft im
optimalen Schlagpunkt zu halten, aber die Summe der Kräfte, die
durch die Kolben 4b bis 4d; 14b hervorgerufen
wird, muss bei einem kleineren Wert als die Vorschubkraft der Bohrmaschine
bleiben. Die Vorschubkraft wird durch eine gestrichelte Linie FF beschrieben,
wodurch die Vorschubkraft am Anfang eines Rohrens so klein gehalten
wird, dass die Summe der Kräfte,
die durch die Kolben 4b bis 4d hervorgerufen werden,
den Schaft vor wärtsbewegt
und der Schlagkolben auf den Absorber auftritt. In dieser Situation
stützt,
wie in der Figur dargestellt, die durch den Kolben 4d hervorgerufene
Kraft weiterhin den Bohreinsatz vor dem Schlagpunkt und ermöglicht, dass
das Bohren gesteuert wird. Die Schlagenergie kann folglich eingestellt
werden, bis ein Bohren angefangen hat und ein normales Bohren begonnen
hat. Andererseits geschieht es manchmal in Verbindung mit normalem
Bohren, dass ein Gestein bröckelig oder
gebrochen ist, was aus der Figur entnommen werden kann, wenn die
gestrichelte Linie FF jäh
abfällt
und danach bei Punkt A ansteigt. In dieser Situation überschreitet
die aktive Kraft der Kolben 4b bis 4d; 14b die
Vorschubkraft, wodurch der Schaft in einen neuen Schlagpunkt eindringt
und der Schlagkolben auf den Absorber auftrifft und sich die Schlagenergie
vermindert, bis gewöhnliches
Gestein erreicht wird. Wenn Bohrstangen hinzugefügt werden, kommt auch eine
Vorschubkraft hinzu, um die Masse zu kompensieren, wodurch eine
gestufte Linie gebildet wird, wie in der Figur dargestellt.
-
Punkt
B liegt in einer Situation vor, in der die Bohrstange damit begonnen
hat, in Resonanz zu geraten oder bekanntermaßen in Resonanz schwingt. In
dieser Situation wird die Kraft, die die Kolben 4b bis 4d vorwärtstreibt,
eingestellt, so dass sie größer als
die Vorschubkraft ist, indem der Druck eingestellt wird. Hier ist
die Arbeitsbewegung der Kolben 4b auf eine solche Weise
eingeschränkt,
dass die Vorwärtsbewegung
des Schafts den Schlagkolben nicht zum Absorber am Ende des Hubs
bewegt, so dass sich die Schlagenergie nicht wesentlich ändert. Infolge der
Bewegung des Schafts ändern
sich die Schlaglänge
des Schlagkolbens und folglich die Schlagfrequenz, und eine Resonanz
wird folglich vermieden. Andererseits wird zum gleichen Zeitpunkt
das Druckniveau der Kolben 4c und möglicherweise des Kolbens 4d und
die Kraft, die dadurch hervorgerufen wird, erhöht, so dass ein Einsatzkontakt,
d.h. eine Stützkraft,
vor dem Schlagpunkt im Wesentlichen ungeändert bleibt. Nach Hinzufügen von
einer oder mehreren Bohrstangen kann ein normales Druckniveau und
folglich der optimale Schlagpunkt des Schafts für den Hub wiedergewonnen werden.
Auch kann der Druck, der hinter den Kolben wirkt und den Schaft
in seinem normalen Schlagpunkt zurückhält, durch die Anzahl der Bohrstangen,
die zu verwenden sind, eingestellt werden, wodurch eine gerade Linie FS
auf eine solche Weise gestuft wird, dass z.B. die Rückstoß-aufnehmende
Differenzkraft der Kolbenkraft und der Vorschubkraft konstant ist.
-
5 stellt
eine schematische Ansicht der Ausführungsform der Erfindung dar,
die 3 in anderen Hinsichten entspricht, aber so, dass
ein gleichförmiger
Druck dort gleichzeitig hinter den Kolben 14a, 14b wirkt.
In diesem Fall wird die Einstellung des Schlagpunkts des Schafts 2 und
eine Schlageinstellung nur durch Einstellen des Drucks des Druckfluids, das
durch den Kanal 17a wirkt, durchgeführt, wobei ein Anstieg dieses
Drucks den Kolben 14b dazu veranlasst, den Schaft 2 vorwärtszutreiben.
Zusätzlich umfasst
diese Ausführungsform
separate Übertragungsteile 18 zwischen
dem Kolben 14b und der Hülse, die auf den Schaft 2 einwirken,
um Energie vom Kolben 14b zur Hülse 3 und weiter über die
Hülse zum
Schaft 2 nach vorn zu übertragen.
-
Die
Erfindung ist in der Beschreibung oben und den Zeichnungen nur anhand
von Beispielen beschrieben und dargestellt worden, und sie ist in
keiner Weise auf dieses Beispiel beschränkt. Unterschiedliche automatische
Druckeinstellverfahren und -vorrichtungen können, wenn gewünscht, mit
dem Verfahren gemäß der Erfindung
kombiniert werden, um eine automatische Energieeinstellung zu erreichen. Ähnlich kann
derselbe Druck hinter sämtlichen Kolben
zugeführt
werden, wobei die erforderliche Vorwärtsförderung des Schafts einen ausreichenden Druck
mit Bezug auf die Anzahl der Kolben erfordert, die sich vorwärtsbewegen
können.
Die Kolben können,
wie in den Zeichnungen dargestellt, von einer einzigen Einheit sein,
umfassend: mindestens zwei Kolben, Druckkanäle, die separat voneinander
zu den Druckräumen
hinter den Kolben führen,
und Einrichtungen, um Druckfluid zu den Druckräumen hinter den Kolben auf
eine solche Weise zuzuführen, dass
ein Druck ungeachtet von einer anderen Konstruktion aber auch unterschiedlichen
Kolbenkonstruktionen auf sie einwirkt, die zwischen den Kolbenteilen
und dem Schaft separate Kolbenteile und unterschiedliche Übertragungshülsen und
Lagerteile aufweisen, durch die die Kolben auf den Schaft mechanisch
einwirken und ihn vorwärtstreiben.