DE102011112740A1 - Pipe linkage weft manipulator for handling linkage wefts located in open cage-like magazine for laying pipeline strings in underground, has basic frame, stroke slide and linkage gripper arranged at horizontal carriage - Google Patents

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Abstract

The manipulator (1) has a basic frame (5), a stroke slide and a linkage gripper arranged at a horizontal carriage. The basic frame is movably supported with rollers in rails. The stroke slide is vertical movably supported in a vertical frame (6) and connected with a lifting cylinder. A horizontal carriage is provided with the linkage gripper and connected with a hydraulic motor, where the horizontal carriage is movably supported in the stroke slide. A set of grab pliers is arranged at two ends of the linkage gripper.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrgestängeschuss-Manipulator, der dazu dient, einzelne Gestängeschüsse nacheinander einem Bohrgerät zuzuführen, das die Gestängeschüsse während des Verlegens einer Rohrleitung im Erdreich nacheinander mit einem seinerseits aus Rohrgestängeschüssen bestehenden Rohrstrang verbindet.The invention relates to a pipe string handling manipulator, which serves to deliver individual rod sections successively a drill that connects the rod sections during the laying of a pipeline in the ground one after another with a pipe string which in turn consists of Rohrgestängeschüssen.

Im Hinblick auf ein kostengünstiges Verlegen ist es erforderlich, mit möglichst geringem Personalaufwand die einzelnen Gestängeschüsse möglichst ohne Unterbrechung, allenfalls mit möglichst kurzfristiger Unterbrechung des Rohrvortriebs dem hinteren Ende des Rohrstrangs im Erdreich zuzuführen und dort anzuschließen. Dies geschieht üblicherweise mit Hilfe von in einem Magazin gruppenweise abgelegten Gestängeschüssen und einem Manipulator, der die Gestängeschüsse nacheinander erfasst und der Bohrmaschine zuführt. Solche Bohrmaschinen sind beispielsweise aus der PCT-Offenlegungsschrift WO 02/44602 A1 bekannt.With regard to a cost-effective installation, it is necessary to feed the individual rod sections as possible without interruption, possibly with the shortest possible interruption of pipe jacking the rear end of the pipe string in the ground and connect there with the least possible staffing. This is usually done with the help of group-wise stored in a magazine rod sections and a manipulator, which detects the rod sections successively and feeds the drill. Such drills are for example from the PCT publication WO 02/44602 A1 known.

Eine derartige Vorrichtung zum Einlegen und Entnehmen von Bohrgestängeschüssen beschreibt die 1deutsche Patentschrift 02 06 645 B4 ; sie besteht aus einem neigungsverstellbaren Ständer und einem daran angeordneten Ausleger. Dieser Ausleger ist mit einem in einer Aufnahmestellung den Gestängeschuss erfassenden und sodann in die Einlegestellung verschwenkbaren Rohrgreifer verbunden, der mit Bewegung des Manipulators bewegungsgekoppelt und um eine Achse senkrecht zur Achse des jeweiligen Gestängeschuss verschwenkbar ist.Such a device for inserting and removing Bohrgestängeschüssen describes the 1 German patent 02 06 645 B4 ; It consists of a tilt-adjustable stand and a boom arranged thereon. This boom is connected to a in a receiving position the rod assembly detecting and then pivoted into the insertion tube gripper, which is coupled motion with movement of the manipulator and pivotable about an axis perpendicular to the axis of the respective rod assembly.

So sehr sich diese Vorrichtung in der Praxis bewährt hat, ermöglicht sie jedoch nicht ein vollautomatisches Beschicken der Bohrvorrichtung mit Gestängeschüssen aus einem Magazin.As much as this device has been proven in practice, but does not allow fully automatic loading of the drilling device with rod sections from a magazine.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Manipulator zu schaffen, der in unmittelbarer Nähe der Bohrvorrichtung die Gestängeschüsse aufnimmt und ohne Schwenkbewegungen in der Bohrlochachse bzw. vor einer Bohrvorrichtung ablegt.The invention is based on the problem to provide a manipulator which receives the rod sections in the immediate vicinity of the drilling device and deposits without pivoting movements in the borehole axis or in front of a drilling device.

Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf einem Manipulator mit einem Grundrahmen, der mit einer Bohrmaschine und/oder einem Raupenfahrzeug verbunden sein kann, einem Hubschlitten und einem Gestängegreifer an einem Horizontalschlitten. Dabei kann das Fahrgestell mit Laufrollen auf Schienen verfahrbar gelagert sein.The solution to this problem is based on a manipulator with a base frame, which can be connected to a drill and / or a tracked vehicle, a lifting and a rod grip on a horizontal slide. In this case, the chassis can be movably mounted with rollers on rails.

Der Hubschlitten ist vorzugsweise verfahrbar in einem vertikalen Hubrahmen gelagert. In diesem Hubschlitten ist vorzugsweise ein mit einem Hydraulikmotor verbundener Horizontalschlitten mit dem Gestängegreifer verfahrbar gelagert. Der Horizontalschlitten ist verfahrbar, wenn er beispielsweise einen Hydraulikmotor aufweist, der über eine Antriebswelle mit in Zahnschienen eingreifenden Ritzeln versehen ist.The lifting carriage is preferably mounted movably in a vertical lifting frame. In this lifting a horizontal slide connected to a hydraulic motor is preferably movably mounted with the linkage gripper. The horizontal carriage is movable when, for example, it has a hydraulic motor which is provided with pinions engaging in toothed rails via a drive shaft.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn an den Enden eines vorzugsweise axial beweglichen Gestängegreifers jeweils eine Greifzange angeordnet ist. Diese Greifzangen können aus über ein Hebel-Umlenksystem von jeweils einem Hydraulikzylinder betätigten Greifbacken bestehen.It is particularly advantageous if in each case a gripping tongs is arranged at the ends of a preferably axially movable linkage gripper. These grippers can consist of a lever deflection system actuated by a respective hydraulic cylinder gripping jaws.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing of the closer. In the drawing show:

1 ein Raupenfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Manipulator und einem Gestängemagazin. 1 a tracked vehicle with a manipulator according to the invention and a rod magazine.

2 den Manipulator in seiner Ausgangsposition, 2 the manipulator in its starting position,

3 den Manipulator der 2 in einer Zwischenposition nach dem Aufnehmen eines Rohrgestängeschusses, 3 the manipulator of 2 in an intermediate position after picking up a pipe string,

4 den Manipulator in einer Vorderansicht, 4 the manipulator in a front view,

5 den Manipulator in einer Rückansicht. 5 the manipulator in a rear view.

6 eine perspektivische Ansicht des Manipulators und 6 a perspective view of the manipulator and

7 den Wechsel eines Gestängemagazins. 7 the change of a linkage magazine.

Der Manipulator 1 dient der Handhabung von in einem nach oben hin offenen käfigartigen Magazin 2 befindlichen Gestängeschüssen 3, um diese Gestängeschüsse einzeln und vorzugsweise automatisch beispielsweise einer Bohrvorrichtung 9 zum unterirdischen Verlegen von Rohrleitungssträngen zuzuführen. Das Magazin ist austauschbar in dem Manipulator 1 gelagert.The manipulator 1 is used to handle in an upwardly open cage-like magazine 2 located rod sections 3 to these rod sections individually and preferably automatically, for example, a drilling device 9 for underground laying of pipeline sections. The magazine is interchangeable in the manipulator 1 stored.

Der Manipulator 1 besteht aus einem mit Laufrollen 4 versehenen Grundrahmen 5 und einem Vertikalrahmen 6. Die Laufrollen sind in Querschienen eines Raupenfahrzeugs 8 mit einer Bohrmaschine 9 geführt. In dem Vertikalrahmen ist ein Hubschlitten 10 geführt ist. Dieser Hubschlitten nimmt einen Horizontalschlitten 11 als Träger für einen axial verfahrbaren Gestängegreifer 12 auf, der stirnseitig mit je einer Greifzange 13 ausgestattet ist. Diese Greifzangen dienen dazu, die Gestängeschüsse 3 nacheinander aufzunehmen und in der Bohrmaschine 9 abzulegen, um sie dort mit dem rückwärtigen Ende eines im Erdreich zu verlegenden, aus einzelnen Gestängeschüssen 3 bestehenden Rohrstrang zu verbinden. In umgekehrter Reihenfolge ist der Manipulator 1 jedoch auch in der Lage, beim Herausbewegen eines Rohrstrangs aus dem Erdreich einzelne Gestängeschüsse 3 nacheinander zu erfassen und beispielsweise in einem Gestängemagazin 2 abzulegen.The manipulator 1 consists of one with rollers 4 provided base frame 5 and a vertical frame 6 , The rollers are in cross rails of a tracked vehicle 8th with a drill 9 guided. In the vertical frame is a lifting 10 is guided. This lifting carriage takes a horizontal slide 11 as a carrier for an axially movable boom gripper 12 on, the front side with a gripping pliers 13 Is provided. These grippers are used to the rod sections 3 take up one after the other and in the drill 9 To put it there, with the rear end of a laying in the ground, from single rod shots 3 existing pipe string too connect. In reverse order is the manipulator 1 but also able to move out of a pipe string from the ground single rod sections 3 to record sequentially and, for example, in a rod magazine 2 store.

Im Einzelnen lässt sich der Grundrahmen 5 des Manipulators 1 mit Hilfe seiner Laufrollen 4 in den Schienen 7 quer zu der Bohrmaschine 9 verfahren. Der Vertikalrahmen 6 des Manipulators liegt dann in einer ortsfesten Position an dem Gestängemagazin 2 an, so dass seine Ausgangslage bei der Handhabung der Gestängeschüsse 3 hinreichend definiert ist.Specifically, the base frame can be 5 of the manipulator 1 with the help of its rollers 4 in the rails 7 transverse to the drill 9 method. The vertical frame 6 The manipulator is then in a fixed position on the boom magazine 2 so that its starting point in handling the rod sections 3 is sufficiently defined.

Um einen Gestängeschuss 3 aufnehmen zu können, ist in dem Grundrahmen 5 ein sich in der vertikalen erstreckender Hubzylinder 14 gelagert, dessen Kolbenstange 15 an einem Querriegel 16 des Hubschlittens 10 angreift, mit dem sich der rahmenförmige Horizontalschlitten 11 in der Vertikalen verfahren lässt, bis er beispielsweise seine obere Endstellung (4, 5) an dem Vertikalrahmen 6 erreicht. Der Horizontalschlitten 11 ist an seinen beiden Längsseiten mit je einer Zahnschiene 17, 18 versehen, in die jeweils ein Ritzel 19, 20 eingreift, das über eine gemeinsame Antriebswelle 21 von einem Hydraulikmotor 22 am Horizontalschlitten 11 in der einen oder anderen Richtung angetrieben wird.To a boom 3 to be able to record is in the basic frame 5 a lifting cylinder extending in the vertical 14 stored, whose piston rod 15 on a crossbar 16 of the lifting carriage 10 attacks, with which the frame-shaped horizontal slide 11 in the vertical until it, for example, its upper end position ( 4 . 5 ) on the vertical frame 6 reached. The horizontal slide 11 is on its two long sides with a toothed rail 17 . 18 provided, in each case a pinion 19 . 20 engages that via a common drive shaft 21 from a hydraulic motor 22 on the horizontal slide 11 is driven in one direction or the other.

Der Gestängegreifer 12 ist in einer Quadratführung 23 gelagert und lässt sich demgemäß mit Hilfe eines am Horizontalschlitten 11 gelagerten Hydraulikzylinders 25, dessen Kolbenstange 26 an der Greifzange 13 angreift, axial verschieben.The pole gripper 12 is in a square guide 23 stored and can be accordingly with the help of a horizontal carriage 11 stored hydraulic cylinder 25 , its piston rod 26 on the tongs 13 attacks, move axially.

Je zwei Backen 27, 28 der Greifzange 13 zum Erfassen eines Gestängeschusses 3 an den Enden des Gestängegreifers 12 werden über ein Hebel-Umlenksystem 29 von einem horizontal angeordneten Hydraulikzylinder 30 auf der einen und einem Hydraulikzylinder 31 auf der anderen Seite des Gestängegreifers 12 betätigt.Two cheeks each 27 . 28 the tongs 13 for detecting a linkage 3 at the ends of the pole gripper 12 Be about a lever deflection system 29 from a horizontally arranged hydraulic cylinder 30 on the one hand and a hydraulic cylinder 31 on the other side of the boom grapple 12 actuated.

Der Grundrahmen 5 des Manipulators ist zum Verfahren quer zur Bohrachse mit einem Hydraulikzylinder 32 versehen, dessen Kolbenstange mit einem Festpunkt am Raupenfahrzeug 8 verbunden ist, um den Manipulator mit seinen Laufrollen 4 in den in Schienen verfahren zu können.The basic frame 5 The manipulator is for moving across the drilling axis with a hydraulic cylinder 32 provided, the piston rod with a fixed point on the tracked vehicle 8th connected to the manipulator with its rollers 4 to be able to move in the rails.

Im Fall eines Magazinwechsels wird der Manipulator 1 zunächst, wie in 7 dargestellt, nach links verfahren und sodann der Horizontalschlitten 10 in seiner linken Endstellung abgesenkt, so dass das Gestängemagazin 2 für einen Austausch gegen ein anderes Magazin frei zugänglich ist.In the case of a magazine change, the manipulator 1 first, as in 7 shown, moved to the left and then the horizontal slide 10 lowered in its left end position, leaving the rod magazine 2 is freely accessible for exchange with another magazine.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 10206645 B4 [0003] DE 10206645 B4 [0003]

Claims (10)

Rohrgestängeschuss-Manipulator mit einem Fahrgestell (5), einem Hubschlitten (10) und einem Gestängegreifer (12) an einem Horizontalschlitten (11).Pipe string manipulator with a chassis ( 5 ), a lifting carriage ( 10 ) and a linkage gripper ( 12 ) on a horizontal slide ( 11 ). Rohrgestängeschuss-Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (5) mit Laufrollen (4) in Schienen (7) verfahrbar gelagert ist.Pipe string manipulator according to claim 1, characterized in that the base frame ( 5 ) with rollers ( 4 ) in rails ( 7 ) is movably mounted. Rohrgestängeschuss-Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubschlitten (10) vertikal verfahrbar in einem Vertikalrahmen (6) gelagert und mit einem Hubzylinder (14) verbunden ist.Pipe assembly manipulator according to claim 1 or 2, characterized in that the lifting carriage ( 10 ) vertically movable in a vertical frame ( 6 ) and with a lifting cylinder ( 14 ) connected is. Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hubschlitten (10) ein mit einem Hydraulikmotor (22) verbundener Horizontalschlitten (11) mit dem Gestängegreifer (12) verfahrbar gelagert ist.Pipe string manipulator according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the lifting carriage ( 10 ) with a hydraulic motor ( 22 ) connected horizontal slide ( 11 ) with the linkage gripper ( 12 ) is movably mounted. Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydraulikmotor (22) über eine Antriebswelle (21) mit in Zahnschienen (17, 18) eingreifenden Ritzeln (19, 20) den Horizontalschlitten (11) verfährt.Pipe-string-type manipulator according to one of claims 1 to 4, characterized in that a hydraulic motor ( 22 ) via a drive shaft ( 21 ) in toothed rails ( 17 . 18 ) engaging pinions ( 19 . 20 ) the horizontal slide ( 11 ). Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden eines Gestängegreifers (12) jeweils eine Greifzange (13) angeordnet ist.Pipe-string-type manipulator according to one of claims 1 to 5, characterized in that at the ends of a linkage gripper ( 12 ) each a gripping tongs ( 13 ) is arranged. Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gestängegreifer (12) axial verfahrbar gelagert ist.Pipe rod manipulator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the linkage gripper ( 12 ) Is mounted axially movable. Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifzangen (13) aus über ein Hebel-Umlenksystem (29) von jeweils einem Hydraulikzylinder (30) betätigten Greifbacken (27, 28) bestehen.Pipe-string-type manipulator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the gripper tongs ( 13 ) via a lever deflection system ( 29 ) of one hydraulic cylinder each ( 30 ) operated gripping jaws ( 27 . 28 ) consist. Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine feste Verbindung mit einer Bohrmaschine (9).Pipe-string manipulator according to one of claims 1 to 8, characterized by a fixed connection with a drilling machine ( 9 ). Rohrgestängeschuss-Manipulator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrmaschine auf einem Raupenfahrzeug (8) gelagert ist.Pipe string manipulator according to claim 9, characterized in that the drill on a tracked vehicle ( 8th ) is stored.
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