DE69837479T2 - Vorrichtung zum steigern einer schlagwirkung - Google Patents

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    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Verstärkung der Schlagwirkung und insbesondere, aber nicht ausschließlich, ein doppeltwirkendes Werkzeug zur Verstärkung der Schlagwirkung für ein Einschließen in einem Rohrstrang, wo eine Schlagschere ebenfalls im Strang eingeschlossen ist.
  • Während des Bohrens von Bohrlöchern für Erdöl- und/oder Gasbohrlöcher kann das Bohrrohr im Bohrloch während des Bohrens hängenbleiben, und es ist nicht möglich, das hängengebliebene Rohr durch normale nach oben gerichtete Zugkräfte oder nach unten gerichtete Druckkräfte zu bewegen. Um das Bohrrohr zu befreien, kann es erforderlich sein, am Bohrgestänge Schlagkräfte anzulegen. Daher ist es eine übliche Praxis, eine Schlagschere im Bohrgestänge und einen Schlagscherenverstärker einzuschließen, der über der Schlagschere angeordnet und von der Schlagschere durch eine Anzahl von Längen des Bohrrohres getrennt ist. Wenn sie aktiviert wird, übt die Schlagschere eine nach oben oder nach unten gerichtete Schlagkraft auf das hängengebliebene Bohrrohr aus.
  • Schlagscheren bestehen im Allgemeinen aus einem äußeren Strukturelement und einem inneren Strukturelement, wobei eines der Elemente mit dem Bohrgestänge unter der Schlagschere und das andere Element mit dem Bohrgestänge über der Schlagschere verbunden ist. Es ist normalerweise eine Hammervorrichtung an einem der Elemente und ein Amboss am anderen Element vorhanden. Das äußere Strukturelement und das innere Strukturelement können lösbar so verbunden werden, dass der Hammer und der Amboss in einer beabstandeten Beziehung gehalten werden, bis ein Zug oder Druck, der auf die Schlagschere ausgeübt wird, ein bestimmtes Niveau übersteigt. Wenn das erfolgt, werden das äußere Strukturelement und das innere Strukturelement freigegeben, und der Hammer kann sich ungehindert nach oben bewegen, um auf den Amboss zu treffen, wodurch die Schlagkraft ausgeübt wird, die erforderlich ist, um das hängengebliebene Objekt freizugeben.
  • Um die durch die Schlagschere gelieferte Schlagwirkung zu verstärken, kann ein Verstärker in Verbindung mit der Schlagschere verwendet werden. Der Verstärker wird normalerweise im Bohrgestänge oberhalb der Schlagschere angeordnet und wird im Allgemeinen von der Schlagschere durch das Bohrrohr getrennt. Das Gewicht des Bohrrohres zwischen der Schlagschere und dem Verstärker wird benutzt, um die durch die Schlagschere gelieferte Schlagkraft zu verstärken. Wenn die Schlagschere freigegeben wird, beschleunigt sich ein Abschnitt des Verstärkers nach oben (oder nach unten), so dass das Gewicht des beschleunigten Bohrrohres zu der von der Schlagschere erzeugten Schlagkraft beiträgt.
  • Konventionelle Verstärker weisen ein inneres und ein äußeres Element auf, die mit Bezugnahme zueinander verschiebbar sind, wobei die äußeren Enden der Elemente mit dem Bohrrohr über und unter dem Werkzeug gekuppelt sind. Ein Energiespeichermittel, wie beispielsweise ein komprimierbares Fluid, wird dazwischen angeordnet und wirkt zwischen dem inneren und äußeren Element. Das Energiespeichermittel in doppeltwirkenden Verstärkern wird normalerweise in zwei Kammern aufgeteilt, so dass der Verstärker benutzt werden kann, um den Schlag der Schlagschere sowohl in der Aufwärts- als auch Abwärtsrichtung zu verstärken. Beispiele für konventionelle Werkzeuge werden im UK Patent Nr. 2123880, EP Patent Nr. 0314130, der UK Patentveröffentlichung Nr. 2285996, der UK Patentveröffentlichung Nr. 2283259 und dem UK Patent Nr. 2210082 gezeigt. Alle diese konventionellen Werkzeuge erfordern jedoch zwei Kammern, um das Energiespeichermittel aufzunehmen, wodurch daher ihre Komplexität, die Länge vergrößert und die Kosten erhöht werden.
  • Ein weiteres Beispiel für ein konventionelles Werkzeug zur Verstärkung der Schlagwirkung wird in der PCT International Publication Nr. WO 93/04258 (Internationale Anmeldung Nr. PCT/LTS 92/05618) als ein doppeltwirkender Beschleuniger mit einem komprimierbaren Fluid gezeigt, das in einer einzelnen Fluidkammer angeordnet ist. Energie kann im komprimierbaren Fluid gespeichert werden, wenn eine Bewegung des inneren Mantelrohres mit Bezugnahme auf das äußere Gehäuse in beiden axialen Richtungen zu verzeichnen ist. Dieses konventionelle Werkzeug erfordert jedoch zwei Schraubenfedern (zusätzlich zur einzelnen Fluidkammer), um das Werkzeug zu zentrieren, bevor die Energie im komprimierbaren Fluid gespeichert wird. Das ist wichtig, damit der maximale Hub des Werkzeuges in beiden axialen Bewegungsrichtungen erreicht werden kann. Daher führen die zusätzlichen zwei Schraubenfedern zu einer zusätzlichen Komplexität innerhalb des Werkzeuges mit dem Ergebnis, dass zusätzliche Bauteile erforderlich sind. Mit der Anforderung an eine Kammer, das Fluid aufzunehmen, ergibt sich außerdem ein Nachteil, dass, wenn die Integrität der Kammer gefährdet ist, das Werkzeug dann effektiv unwirksam wird.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Werkzeug zur Verstärkung der Schlagwirkung mit einer Längsachse bereitgestellt, und das aufweist: ein äußeres Strukturelement; ein inneres Strukturelement, das axial in Beziehung zum äußeren Strukturelement beweglich ist; und ein einzelnes Federmittel, das zwischen den Strukturelementen angeordnet ist, so dass eine Bewegung des inneren Strukturelementes in beiden axialen Richtungen mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement bewirkt, dass Energie im einzelnen Federmittel gespeichert wird, so dass die Energie freisetzbar ist, um den Schlag der Schlagschere zu verstärken, wobei es so eingerichtet ist, dass die Energie nur in dem einzelnen Federmittel ungeachtet der axialen Richtung der Bewegung der Strukturelemente gespeichert wird, ohne dass separate Energiespeichermittel für die Schläge in beiden axialen Richtungen vorhanden sind.
  • Vorzugsweise wird Energie im Federmittel durch dessen Zusammendrücken gespeichert.
  • Vorzugsweise wird das Federmittel zwischen einer oberen Kompressionsvorrichtung, die an einem Ende des Federmittels angeordnet ist, und einer unteren Kompressionsvorrichtung angeordnet, die am anderen Ende des Federmittels angeordnet ist, und vorzugsweise stoßen die obere und die untere Kompressionsvorrichtung gegen die jeweiligen Enden des Federmittels. Das Federmittel kann eine einzelne Feder oder eine Anordnung von Federn oder ein Satz von Tellerfedern oder dergleichen sein.
  • Die Kompressionsvorrichtungen weisen wahlweise ein oder mehrere Elemente auf, die im Werkzeug verschiebbar sind, und liefern wahlweise einen Absatz, um an das Federmittel anzustoßen.
  • Typischerweise bewegt die Bewegung des inneren Strukturelementes in das äußere Strukturelement die obere Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement, während die untere Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement stationär bleibt. Typischerweise bewegt die Bewegung des inneren Strukturelementes aus dem äußeren Strukturelement die untere Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement, während die Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement stationär bleibt.
  • Vorzugsweise weist das innere Strukturelement eine obere Kupplungsfläche und eine untere Kupplungsfläche für das jeweilige Kuppeln mit der oberen und unteren Kompressionsvorrichtung auf, um eine Bewegung der oberen oder unteren Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement zu bewirken. Mehr bevorzugt, die obere und untere Kupplungsfläche sind jeweilige obere und untere radial nach außen vorstehende Absätze.
  • Vorzugsweise weist das äußere Strukturelement eine obere Sitzfläche und eine untere Sitzfläche auf, auf der die jeweilige obere und untere Kompressionsvorrichtung aufliegt, um eine Bewegung der oberen oder unteren Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement zu verhindern. Mehr bevorzugt, sind die obere und untere Sitzfläche jeweils ein oberer und unterer radial nach innen vorstehender Absatz.
  • Vorzugsweise weist das innere Strukturelement außerdem eine Hubbeschränkungsvorrichtung auf, die das innere Strukturelement gegen eine Bewegung weiter als über eine bekannte Strecke mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement einschränkt.
  • Typischerweise weist das innere Strukturelement eine obere und eine untere Hubbeschränkungsvorrichtung auf, die einen Kontakt mit der jeweiligen oberen und unteren Hubbeschränkungsvorrichtung herstellt, die am äußeren Strukturelement montiert sind. Vorzugsweise sind die obere und die untere Hubbeschränkungsvorrichtung, die am äußeren Strukturelement montiert sind, jeweils der obere und untere radial nach innen vorstehende Absatz.
  • Ein Beispiel für ein Werkzeug zur Verstärkung der Schlagwirkung wird jetzt nur als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
  • 1 eine Schnittseitendarstellung eines Werkzeuges zur Verstärkung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in einer Mittelpunkt- oder neutralen Konfiguration;
  • 2 eine Schnittseitendarstellung des Werkzeuges aus 1 in einer offenen oder gestreckten Konfiguration;
  • 3 eine Schnittseitendarstellung des Werkzeuges aus 1 in einer geschlossenen oder zusammengedrückten Konfiguration;
  • 4 eine detailliertere Schnittseitendarstellung des mittleren Abschnittes des Werkzeuges aus 1;
  • 5 eine detailliertere Schnittseitendarstellung des oberen Teils des mittleren Abschnittes des in 4 gezeigten Werkzeuges;
  • 6 eine detailliertere Schnittseitendarstellung des unteren Teils des mittleren Abschnittes des in 4 gezeigten Werkzeuges;
  • 7 eine Schnittseitendarstellung einer Keilnut des Werkzeuges aus 1;
  • 8 eine Schnittseitendarstellung eines Federgehäuses des Werkzeuges aus 1;
  • 9 eine Schnittseitendarstellung eines Ausgleichsgehäuses des Werkzeuges aus 1;
  • 10 eine Schnittseitendarstellung eines unteren Verlängerungsstückes des Werkzeuges aus 1;
  • 11 eine Schnittseitendarstellung eines Keils des Werkzeuges aus 1;
  • 12 eine Schnittseitendarstellung eines Federmantelrohres des Werkzeuges aus 1;
  • 13 eine Schnittseitendarstellung eines Waschrohres des Werkzeuges aus 1;
  • 14a eine Schnittseitendarstellung einer Keilnutauflage des Werkzeuges aus 1;
  • 14b eine Stirnseitenansicht der Keilnutauflage aus 14a;
  • 15 eine Schnittseitendarstellung einer Keilbuchse des Werkzeuges aus 1;
  • 16a eine Schnittseitendarstellung einer Spreizbuchse des Werkzeuges aus 1;
  • 16b eine Stirnseitenansicht der Spreizbuchse aus 16a;
  • 17a eine Seitenansicht eines Umgehungsringes des Werkzeuges aus 1;
  • 17b eine Schnittseitendarstellung des Umgehungsringes aus 17a;
  • 17c eine Schnittseitendarstellung des Umgehungsringes aus 17b über den Abschnitt C-C;
  • 18 eine Schnittseitendarstellung eines Ausgleichskolbens des Werkzeuges aus 1;
  • 19a eine Schnittseitendarstellung einer Kolbenmutter des Werkzeuges aus 1; und
  • 19b eine Seitenansicht der Kolbenmutter aus 19a.
  • In 1 bis 13 verkörpert die rechte Seite einer jeden Zeichnung das untere Ende des gezeigten Bauteils (bei normaler Verwendung), und die linke Seite verkörpert das obere Ende des gezeigten Bauteils (bei normaler Verwendung).
  • Ein Werkzeug 1 zur Verstärkung der Schlagwirkung wird in 1 gezeigt und weist ein äußeres oder Außenstrukturelement 11, 13, 15, 17 und ein inneres oder Innenstrukturelement 21, 23, 25 auf. Das Außenstrukturelement 11, 13, 15, 17 weist eine Keilnut 11 (ebenfalls in 7 gezeigt) an seinem oberen Ende auf, das an seinem unteren Ende mit einem Federgehäuse 13 (ebenfalls in 8 gezeigt) gekuppelt ist, das außerdem an seinem unteren Ende mit einem Ausgleichsgehäuse 15 (ebenfalls in 9 gezeigt) gekuppelt ist, das außerdem an seinem unteren Ende mit einem unteren Verlängerungsstück 17 (ebenfalls in 10 gezeigt) gekuppelt ist. Das Innenstrukturelement 21, 23, 25 weist an seinem oberen Ende einen Keil 21 auf (ebenfalls in 11 gezeigt), der an seinem unteren Ende mit einem Federmantelrohr 23 (ebenfalls in 12 gezeigt) gekuppelt ist, das außerdem an seinem unteren Ende mit einem Waschrohr 25 (ebenfalls in 13 gezeigt) gekuppelt ist.
  • Eine konventionelle Stiftverbindung 18 wird am unteren Ende des unteren Verlängerungsstückes 17 gebildet, und eine konventionelle Gehäuseverbindung 22 wird am oberen Ende des Keils 21 gebildet, so dass das Werkzeug 1 in einem Bohrgestänge (nicht gezeigt) an einer Stelle über einem Schlagscherenwerkzeug (nicht gezeigt) eingeschlossen werden kann, wobei das Verstärkerwerkzeug 1 und das Schlagscherenwerkzeug durch eine Anzahl von Längen von Bohrrohren (nicht gezeigt) und Futterrohrverbindern (nicht gezeigt) getrennt werden.
  • Ein Tellerfedersatz 40 ist im Ring zwischen dem Innen- und Außenstrukturelement angeordnet und liefert ein Mittel zur Energiespeicherung, das benutzt werden kann, um das Schlagen sowohl nach oben als auch nach unten zu verstärken.
  • Das in 1 gezeigte Werkzeug 1 zeigt die Mittelpunkt- oder neutrale Konfiguration, d.h., bei der kein Zusammendrücken am Satz der Tellerfedern 40 angewandt wird.
  • Der mittlere Abschnitt des Werkzeuges 1 kann deutlicher in 4 gesehen werden und noch deutlicher in 5 und 6 (wobei die Tellerfedern 40 nicht gezeigt werden). Die Keilnut 11 weist nach innen vorstehende Keile 12 auf, die mit nach außen vorstehenden Keilen 20 zusammenwirken, die am Keil 21 montiert sind. Das Zusammenwirken der jeweiligen Keile 12, 20 sichert, dass die Längsbewegung zwischen dem Außen- und Innenstrukturelement gestattet wird, dass aber eine Rotationsbewegung zwischen dem Außen- und Innenstrukturelement eingeschränkt wird.
  • Eine Reihe von Dichtungen 31, die am oberen Ende der Keilnut 11 montiert sind, schützen davor, dass das Fluid außerhalb des Werkzeuges 1 in den Ring zwischen dem Außen- und Innenstrukturelement gelangt. Eine Keilnutauflage 33 (ebenfalls in 14a und 14b gezeigt), die typischerweise aus Aluminiumbronze gebildet wird, sichert einen ungehinderten Lauf in der Längsrichtung zwischen dem Außen- und Innenstrukturelement.
  • Mit Bezugnahme auf 5 wird eine obere zylindrische Keilwellenbuchse 35A (ebenfalls in 15 gezeigt) um das untere Ende des Keils 21 angeordnet. Das obere Ende der oberen Keilwellenbuchse 35A stößt stumpf an einen nach innen vorstehenden Absatz 46 am unteren Ende der Keilnut 11 an. Das untere Ende des Absatzes 36 der oberen Keilwellenbuchse 35A, der nach innen von deren unteren Ende vorsteht, enthält unterhalb des untersten Endes einer Anzahl von nach außen vorstehenden Flügeln 27, die am unteren Ende des Keils 21 montiert und peripher darum beabstandet sind. Die Flügel 27 sind peripher beabstandet, um Fluidströmungsdurchgänge 60 dazwischen bereitzustellen, was nachfolgend erklärt wird. Zwischen den Flügeln 27 und den nach außen vorstehenden Keilen 20 wird eine Nut gebildet, und eine Spreizbuchse 37 (siehe 16a und 16b) wird in der Nut angeordnet.
  • Ein oberer ringförmiger Umgehungsring 39A (siehe 17a, 17b und 17c) ist zwischen dem oberen Ende des Satzes von Tellerfedern 40 und der unteren Fläche der oberen Keilwellenbuchse 35A angeordnet und stößt dazwischen stumpf an.
  • Das untere Ende des Satzes der Tellerfedern 40 wird in 6 als an einen unteren ringförmigen Umgehungsring 39B stumpf anstoßend gezeigt, der außerdem stumpf an eine untere zylindrische Keilwellenbuchse 35B anstößt. Die Bauteile der unteren Keilwellenbuchse 35B und des unteren Umgehungsringes 39B sind mit jenen der jeweiligen oberen Keilwellenbuchse 35A und des oberen Umgehungsringes 39A identisch, aber in der entgegengesetzten Richtung angeordnet. Die untere Keilwellenbuchse 35B ist um das obere Ende des Waschrohres 25 angeordnet, so dass die Unterseite des Ansatzes 36 über die oberen Enden der nach außen vorstehenden und peripher beabstandeten Flügel 29 am oberen Ende des Waschrohres 25 passt. Das untere Ende der unteren Keilwellenbuchse 35B stößt stumpf gegen einen nach innen vorstehenden Absatz 47 am oberen Ende des Ausgleichsgehäuses 15.
  • Ein Ausgleichskolben 43 weist eine Anordnung von Dichtungen 44 auf und ist verschiebbar am unteren Ende des Waschrohres 25 montiert und dichtet zwischen dem Waschrohr 25 und dem Ausgleichsgehäuse 15 ab. Der Ausgleichskolben 43 wird am unteren Ende des Waschrohres 25 mittels einer Kolbenmutter 45 gehalten, die auf das Ende des Waschrohres 25 geschraubt wird. Hydraulikfluid ist im Ring zwischen dem Innen- und Außenstrukturelement angeordnet und wird darin durch die Anordnung von Dichtungen 31 und den Ausgleichskolben 43 gehalten. Das Hydraulikfluid kann ungehindert um den Satz der Tellerfedern 40 und die sich bewegenden Bauteile des Werkzeuges 1 fließen, da der äußere Umfang des Federmantelrohres 23 einen sechseckigen Querschnitt aufweist, und die Umgehungsringe 39A, 39B, die Keilwellenbuchsen 35A, 35B und die Flügel 27, 29 weisen Fluidströmungsdurchgänge 60 auf. Der Ausgleichskolben 43 sichert einen Druckausgleich zwischen der Bohrspülung, die in der mittleren Bohrung 50 des Werkzeuges 1 angeordnet ist, und dem Hydraulikfluid.
  • Wenn ein Schlagen nach oben erforderlich ist, wird das Innenelement 1 nach oben gezogen, indem eine nach oben gerichtete Zugkraft auf das obere Ende des Bohrgestänges ausgeübt wird. Die Flügel 29 ziehen die untere Keilwellenbuchse 35B und den unteren Umgehungsring 39B nach oben, was den Satz der Tellerfedern 40 zusammendrückt, da die obere Keilwellenbuchse 35A an einer Bewegung durch den Absatz 46 an der Keilnut 11 gehindert wird. Das Innenstrukturelement setzt seine Aufwärtsbewegung fort, bis die Spreizbuchse 37 in Kontakt mit dem Absatz 46 kommt, wodurch das Innenstrukturelement an einer jeglichen weiteren Aufwärtsbewegung gehindert wird. Die Konfiguration des Werkzeuges 1 ist dann so, wie in 2 gezeigt wird. Wenn die Schlagschere freigegeben wird, wird daher die im Satz der Tellerfedern 40 gespeicherte Energie das Außenstrukturelement nach oben mit Bezugnahme auf das Innenstrukturelement beschleunigen, um die Schlagkraft der Schlagschere zu verstärken.
  • Für das nach unten gerichtete Schlagen wird das Gewicht auf den Keil 21 angeordnet, der das Innenstrukturelement nach unten mit Bezugnahme auf das Außenstrukturelement bewegt. Diese Abwärtskraft wird auf die obere Keilwellenbuchse 35A durch die Flügel 27 übertragen, die den oberen Umgehungsring 39A nach unten bewegen und den Satz der Tellerfedern 40 zusammendrücken, da die untere Keilwellenbuchse 35B an einer Bewegung durch den Absatz 47 gehindert wird. Diese Abwärtsbewegung des Innenstrukturelementes setzt sich fort, bis die unteren Enden der Flügel 29 des Waschrohres 25 den Absatz 47 berühren. Die Abwärtsbewegung des Innenstrukturelementes mit Bezugnahme auf das Außenstrukturelement hat jetzt seine Grenze erreicht, und das Werkzeug 1 befindet sich dann in der in 3 gezeigten Konfiguration. Wenn die Schlagschere freigegeben wird, wird daher deren nach unten gerichtete Schlagwirkung durch die Freigabe der Energie vom Satz der Tellerfedern 40 verstärkt, die das Außenstrukturelement nach unten mit Bezugnahme auf das Innenstrukturelement bewegt.
  • Es wird in Betracht gezogen, dass bestimmte Ausführungen des Werkzeuges nur einen vollen Hub, wie beispielsweise den, der in 2 und 3 gezeigt wird, bei den extremen Anwendungsgrenzen erreichen werden.
  • Es sollte bemerkt werden, dass der Satz der Tellerfedern 40 günstigerweise in einer Richtung ausgebildet werden kann, wie beispielsweise der Abwärtsrichtung, so dass mehr Energie in den Tellerfedern 40 für den gleichen Hub des Werkzeuges 1 gespeichert wird.
  • Daher zeigt das Werkzeug 1 die Vorteile gegenüber dem bisherigen Stand der Technik, dass nur ein Satz von Tellerfedern 40 erforderlich ist, um zuerst die Energie für beide Verstärkungsrichtungen für die Schlagschere zu speichern, und zweitens das Werkzeug so zu zentrieren, dass der maximale Hub in beiden Richtungen gestattet wird. Das zeigt den Vorteil, dass das Werkzeug 1 in der Funktion vereinfacht wird, und dieser Vorteil kann durch die Bereitstellung der zwei Buchsen 35A, 35B erreicht werden, die an beiden Enden des Federsatzes 40 angeordnet sind. Außerdem vereinfacht die Bereitstellung der Buchsen 35A, 35B die Montage des Werkzeuges 1 darin, dass es weit einfacher ist, den Federsatz 40 zwischen dem Außenstrukturelement 11, 13, 15, 17 und dem Innenstrukturelement 21, 23, 25 einzusetzen. Außerdem speichert das Werkzeug 1 Energie in einem einzelnen Energiespeichermittel (typischerweise ein einzelner Satz von Tellerfedern 40) ungeachtet der Richtung, in der es bewegt wird, wobei separate Energiespeichermittel für Aufwärts- und Abwärtsschläge überflüssig sind.
  • Abwandlungen und Verbesserungen können bei der beschriebenen Ausführung vorgenommen werden, ohne dass man vom Bereich der Erfindung abweicht. Beispielsweise könnte bei Abwandlungen nötigenfalls das Werkzeug 1 in einem gewickelten Rohrstrang eingeschlossen werden.

Claims (20)

  1. Werkzeug (1) zur Verstärkung der Schlagwirkung mit einer Längsachse, und das ein äußeres Strukturelement (11, 13, 15, 17) und ein inneres Strukturelement (21, 23, 25) aufweist, das axial in Beziehung zum äußeren Strukturelement (11, 13, 15, 17) beweglich ist; gekennzeichnet durch ein einzelnes Federmittel, das zwischen den Strukturelementen angeordnet ist, so dass eine Bewegung des inneren Strukturelementes (21, 23, 25) in beiden axialen Richtungen mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement (11, 13, 15, 17) bewirkt, dass Energie im einzelnen Federmittel gespeichert wird, so dass die Energie freisetzbar ist, um den Schlag der Schlagschere zu verstärken, wobei es so eingerichtet ist, dass die Energie nur in dem einzelnen Federmittel ungeachtet der axialen Richtung der Bewegung der Strukturelemente gespeichert wird, ohne dass separate Energiespeichermittel für die Schläge in beiden axialen Richtungen vorhanden sind.
  2. Werkzeug (1) nach Anspruch 1, bei dem das Federmittel eine Schraubenfeder aufweist.
  3. Werkzeug (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das Federmittel eine Tellerfeder (40) aufweist.
  4. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es so eingerichtet ist, dass die Energie im Federmittel durch dessen Zusammendrücken gespeichert wird.
  5. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Federmittel eine oder mehrere Kompressionsvorrichtungen umfasst.
  6. Werkzeug (1) nach Anspruch 5, bei dem das Federmittel eine obere und eine untere Kompressionsvorrichtung umfasst, die bei Benutzung an den jeweiligen Enden des Federmittels angeordnet sind, wobei die obere und untere Kompressionsvorrichtung bei Benutzung jeweils in Richtung des oberen und unteren Längsendes des Werkzeuges angeordnet sind.
  7. Werkzeug (1) nach Anspruch 6, bei dem die Bewegung des inneren Strukturelementes (21, 23, 25) in das äußere Strukturelement (11, 13, 15, 17) die obere Kompressionsvorrichtung bewegt, während die untere Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement (11, 13, 15, 17) stationär bleibt.
  8. Werkzeug (1) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, bei dem die Bewegung des inneren Strukturelementes (21, 23, 25) aus dem äußeren Strukturelement (11, 13, 15, 17) die untere Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement (11, 13, 15, 17) bewegt, während die obere Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement (11, 13, 15, 17) stationär bleibt.
  9. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das innere Strukturelement (21, 23, 25) eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist, um mit der oberen und unteren Kompressionsvorrichtung in Eingriff zu kommen.
  10. Werkzeug (1) nach Anspruch 9, bei dem die Flächen Absätze (27, 29) sind, um die obere oder untere Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement (11, 13, 15, 17) zu bewegen.
  11. Werkzeug (1) nach entweder Anspruch 9 oder 10, bei dem die obere und untere Fläche jeweils ein oberer und unterer radial nach außen vorstehender Absatz (27, 29) sind.
  12. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei dem das äußere Strukturelement (11, 13, 15, 17) eine obere Sitzfläche und eine untere Sitzfläche aufweist, auf der die jeweilige obere und untere Kompressionsvorrichtung aufliegt, um eine Bewegung der oberen oder unteren Kompressionsvorrichtung mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement (11, 13, 15, 17) zu verhindern.
  13. Werkzeug (1) nach Anspruch 12, bei dem die obere und untere Sitzfläche jeweils ein oberer und unterer radial nach innen vorstehender Absatz (46, 47) sind.
  14. Werkzeug (1) nach eine der vorhergehenden Ansprüche, das eine Hubbeschränkungsvorrichtung aufweist, die das innere Strukturelement (21, 23, 25) gegen eine Bewegung weiter als über eine bekannte Strecke mit Bezugnahme auf das äußere Strukturelement (11, 13, 15, 17) einschränkt.
  15. Werkzeug (1) nach Anspruch 14, bei dem das innere Strukturelement (21, 23, 25) eine obere und eine untere Hubbeschränkungsvorrichtung aufweist, wobei die obere und untere Hubbeschränkungsvorrichtung bei normaler Benutzung jeweils in Richtung des oberen und unteren Längsendes des Werkzeuges angeordnet ist, wobei die obere und untere Hubbeschränkungsvorrichtung in der Lage ist, mit der jeweiligen oberen und unteren Hubbegrenzungsvorrichtung am äußeren Strukturelement (11, 13, 15, 17) in Eingriff zu kommen.
  16. Werkzeug (1) nach Anspruch 15, wenn der Anspruch 14 vom Anspruch 13 abhängig ist, bei dem die obere und untere Hubbeschränkungsvorrichtung am äußeren Strukturelement (11, 13, 15, 17) jeweils der obere und untere radial nach innen vorstehende Absatz (46, 47) ist.
  17. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Ring zwischen dem inneren Strukturelement (21, 23, 25) und dem äußeren Strukturelement (11, 13, 15, 17) gebildet wird und das einzelne Federmittel innerhalb des Ringes angeordnet wird.
  18. Werkzeug (1) nach Anspruch 17, bei dem der Ring an einem Ende davon durch einen Ausgleichskolben (43) begrenzt wird, und bei dem der Ring, der das einzelne Federmittel darin angeordnet umfasst, außerdem mit einem darin angeordneten Schmierfluid versehen ist, so dass der Ausgleichskolben (43) einen Druckausgleich zwischen dem Fluid, das außerhalb des Ringes angeordnet ist, und dem Schmierfluid sichert, das innerhalb des Ringes enthalten ist.
  19. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der neutralen Konfiguration des Werkzeuges das Federmittel zwischen den Abschnitten des inneren Strukturelementes anstößt.
  20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem in der neutralen Konfiguration des Werkzeuges jegliche Längsbewegung des inneren Strukturelementes relativ zum äußeren Strukturelement das Federmittel zusammendrückt.
DE69837479T 1997-08-16 1998-08-07 Vorrichtung zum steigern einer schlagwirkung Expired - Lifetime DE69837479T2 (de)

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