<Desc/Clms Page number 1>
Rollenmitnehmer für Mitnehmerstangen bei Rotary-Bohranlagen
Das Bohrgestänge einer Rotary-Bohranlage wird üblicherweise durch den Drehtisch über eine Mitneh- merstange In Drehung versetzt. Die Mitnehmerstange ist länger als eine Bohrstange ; sie ist profiliert, z. B. mit Vierkant-oder Sechskantquerschnitt, und gleitet in vertikaler Richtung durch einen Mitnehmerein- satz im Drehtisch entsprechend dem Bohrfortschritt tiefer, bis jeweils die Lange einer Bohrstange abge- bohrt ist. Dann wird die Mitnehmerstange vom Bohrstrang abgeschraubt und gemeinsam mit dem darauf sitzenden Mitnehmereinsatz seitlich abgestellt, bis die nächstfolgende Stange auf den Bohrstrang aufge- schraubt ist.
Bei den zunächst verwendeten Einsätzen mit profiliertem Durchgangsloch für die senkrechte, gleiten- de Führung der Mitnehmerstange trat bei hohem und stark pulsierendem Drehmoment durch die Flächen- pressung erheblicher Verschleiss sowohl an der Stange als auch im Profil des Mitnehmerloches ein, der bei weiterem Ausschlagen der Führung immer mehr zunahm. Durch Auftragschweissung konnte man wohl die
Mitnehmerstücke wiederherstellen ; die aus hochwertigem Material hergestellte und entsprechend teure
Mitnehmerstange wurde jedoch verhältnismässig schnell unbrauchbar.
Eine Verbesserung wurde dadurch erreicht, dass später Rollenmitnehmereinsätze verwendet wurden, bei denen die vertikale Bewegung der Mitnehmerstange, also das Heben und Absenken derselben, rollend er- folgt. Zwar wirkt sich auch auf die Führungsrollen dieser Mitnehmer und auf deren Lagerung der hohe Anpressdruck aus, der durch das Drehmoment erzeugt wird, das vom Drehtisch aus auf die Mitnehmerstange und damit auf den Bohrstrang übertragen wird-bis zu 5000 mkg. Auch sind die hohen Wechselmomente aufzunehmen, die bei klüftigem oder wechselnd hartem Gebirge, bei Nachbohrarbeiten und bei schwierigen Fangarbeiten auftreten.
Besonders stark werden die Momentenspitzen, wenn bei beginnender Bohrung nur mit Schwerstangen, also mit einem wenig elastischen Bohrstrang, in mit Findlingen durchsetztem Gebirge gegebenenfalls sogar mit Flachmeissel gebohrt wird.
Das Spiel zwischen jeder Rolle und der zugehörigen Mitnehmerstangenfläche soll gross genug sein, um ein leichtes Gleiten der Stange durch die Rollen zu gewährleisten, es soll aber anderseits möglichst klein sein, damit das rückdrehende Moment keine Schläge verursacht, die einen Verschleiss der Anlageflächen und der Lager verursachen.
Es sind Rollenmitnehmer mit mehrfach übereinanderliegenden Rollenebenen bekannt, deren relativ kleine Rollen in Einsatzstücken mit keilförmiger Rückenfläche gelagert sind. Für jede Fläche der Mitnehmerstange ist dabei ein Keilstück vorhanden. Die Einstellung des Spieles zwischen den Flächen der Mitnehmerstange und den Rollen wird dadurch erreicht, dais unter die Keilstücke Passplatten gelegt werden, welche die Keilstücke im Mltnehmereinsatz in vorbestimmter Höhe halten. Vergrössert sich das Spiel nach einiger Betriebszeit, dann werden schwächere Passplatten eingelegt oder es werden aus einem Satz von mehreren Scheiben eine oder einige herausgenommen, bis die Keilstücke entsprechend tiefer verlagert sind und das gewünschte Spiel wieder erreicht ist.
Diese Justierarbeit ist allerdings nicht einfach, weil viele Teile gelöst, aus-und wieder eingebaut werden müssen und weil die in Einbaulage bleibende Mitnehmerstange die Handhabungen stark behindert,
Andere bekannte Rollenmitnehmereinsätze, bei denen nur ein Satz Rollen in einer Achsebene liegt, lassen sich an der Bohrstelle, im Drehtisch sitzend, nicht nachstellen. Gerade diese Bauart der Rollenmitnehmereinsätze wird jedoch gern benutzt, weil ihre einfachere Bauart eine grössere Betriebssicherheit bie-
<Desc/Clms Page number 2>
tet, die grösseren Rollendurchmesser günstigere Flächenpressungen ergeben, die dickeren Achsen besser gelagert werden können und weil durch die Führung in nur einer Ebene weniger Zwarg für die Mitnehmerstange und damit bestimmtere Belastungsverhältnisse bei kleinerem Rollenspiel erreicht werden können.
Die Erfindung geht von der zuletzt erwähnten Bauart von Rollenmitnehmern für Mitnehmerstangen von Rotary-Tiefbohranlagen mit auf exzentrisch gelagerten Achsen laufenden Rollen aus. In diesem Zusammenhangbestehtdie Erfindung darin, dass die Achsen in Längsrichtung durchbohrt und mittels je einer diese Bohrung durchsetzenden Spannschraube, die wahlweise zum Vorspannen oder Lösen von beiderseitigen, zwischen Achszapfen und diese umgebenden festen Lagerkörpern angeordneten, an sich bekannten Ringspannelementen dient, gegen selbsttätiges Verdrehen gesichert bzw. im eingebauten Zustand in jede beliebige andere Drehlage einstellbar sind.
Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass jede Spannschraube mit der zugehörigen durchbohrten Achse z. B. mittels eines beiderseits eingreifenden Stiftes drehsicher verbunden ist und dass die Ringspannelemente in Hülsen eingebaut sind, welche die radialen Spannkräfte aufnehmen und mittels be- kannter Halteelemente in den festen Lagerkörpern drehsicher angeordnet sind.
Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung in mehreren Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen im Flaschenzug hängenden Bohrstrang beim Ziehen des Bohrmeissels von der Bohrlochsohle, die Fig. 2 und Fig. 3 die Rollenanordnung bei einer Mitnehmerstange mit Vierkant- bzw. Sechskantprofil, Fig. 4 das zweiteilige Gehäuse des Mitnehmereinsatzes im auseinandergebauten Zustand, Fig. 5 die Draufsicht des Gehäuse-Unterteiles und Fig. 6 in grösserem Massstab den Längsschnitt durch eine Rolle im eingebauten Zustand mit den zur Lagerung und Einstellung der Rolle gehörenden Teilen.
In Fig. l sind mit 1 der ganze Rollenmitnehmer, mit 2 die Mitnehmerstange und mit 3 der Drehtisch bezeichnet. Bei einer Mitnehmerstange mit Vierkantprofil 2'gemäss Fig. 2 sind vier gleiche Rollen 4 um
EMI2.1
;vorgesehen, die aber paarweise verschieden voneinander sind.
Das zweiteilige Gehäuse des Mitnehmereinsatzes besteht, wie Fig. 4 erkennen lässt, aus einem Unterteil 7 und einem Deckel 8. Im ersteren befinden sich die Verbindungsschrauben 9 und die Nuten 10 (in Fig. 4 und 5 dargestellt) zur drehsicheren Lagerung der Achsen (vgl. auch Fig. 6).
Gemäss Fig. 6 ist jede Rolle 11 über ein Nadellager 12 auf einer Achse 13 frei drehbar angeordnet.
Durch eine Längsbohrung 14 der Achse ist eine Spannschraube 15 geführt, die an seinem Ende mit einer
Mutter 16 versehen ist. Diese Mutter wirkt auf eine Spannscheibe 17 mit einem einseitig axial vorsprin- genden Ringansatz 18 ein. Der am ändern Ende liegende Kopf 19 der Spannschraube hat die gleiche Schlüsselfläche wie die Mutter 16 und einen gleichen Ringansatz 20 wie die Spannscheibe 17.
Zwischen beiderseits der Rolle 11 exzentrisch zu dieser liegenden Zapfen 13'der Achse 13 und in die Lagerflächen des Gehäuseunterteiles 7 bzw. -deckels 8 eingelegten, durch Passfedern 21 gegen Verdrehen gesicherte Hülsen 22 befinden sich bekannte, aus keilförmig ineinandergreifenden Ringen bestehende Ringspannelemente 23, auf welche die Ringansätze 18, 20 der Spannscheibe 17 und des Schraubenkopfes 19 axial einwirken.
Die Achse 13 und die Spannschraube 15 sind durch einen in beide axial eingreifenden Stift 24 drehsicher miteinander verbunden.
Eine solche Spannverbindung erfüllt in Verbindung mit der übrigen erfindungsgemässen Anordnung neben der verlangten absoluten Sicherung gegen das Verdrehen bei festangezogenen Spannschrauben 15 den wesentlichen Zweck, dass bei Lösen der Spannschrauben die exzentrisch gelagerten Achsen 13 in jede gewünschte Lage verdreht und dann wieder festgezogen werden können.
Das Verdrehen der Achsen 13 erfolgt mit einem Schlüssel an einer dafür vorgesehenen Schlüsselfläche am Schraubenkopf 19. Beim Verdrehen wird das zur Lagerachse exzentrische Mittelstück jeder Achse so verschwenkt, dass die darauf gelagerte Rolle 11 etwas näher an die Bohrlochmitte herangebracht oder weiter von derselben entfernt wird. Durch Einstellen sämtlicher Exzenter lässt sich jedes gewünschte Spiel zwischen den Mitnehmerstangenflächen und den einzelnen Rollen stufenlos einrichten und festhalten, wobei auch gewährleistet wird, dass die Stange sich genau in der Mitte des Mitnehmers befindet.
Da zum Justieren nur die Spannschrauben gelockert, aber keine Teile abgenommen oder gar ausgetauscht werden müssen, kann das Einstellen schnell und gefahrlos vorgenommen werden, wenn die Mitnehmerstange und der Mitnehmer im Drehtisch über dem Bohrloch sitzen. Mit einigen Handgriffen ist es also möglich, in einer kurzen. Bohrpause die spielfreie und mittige Nachstellung vorzunehmen. Gegebenenfalls ist es sogar möglich, zwei verschieden grosse Mitnehmerstangen in dem gleichen Rollensatz zu verwenden. In üblicher Weise werden sonst in gleichen Rollenmitnehmergehäuse verschiedene Rollengrössen für verschieden dicke Stangen eingesetzt.
<Desc/Clms Page number 3>
Dieser Rollenaustausch wie auch das Herausnehmen der Mitnehmerstange aus dem Mitnehmereinsatz wird dadurch erleichtert, dass die Rollen mit Lagern, Achsen, Hülsen, Spannringen und Schrauben gemeinsam herausnehmbar sind. Bevorzugt sollen für die Durchführung dieser Manipulation die Spannelemente in Hülsen eingelegt werden, die unverdrehbar immer wieder in der gleichen Stellung eingebaut werden können. Gegen das Verdrehen sind übliche Sicherungselemente, wie Keile oder Zapfen, vorgesehen.
Die Hülsen ermöglichen das Herausnehmen der Rollen bei festgespannte Achsen ; sie haben ausserdem die Aufgabe, die radialen Kräfte der Spannelemente in sich aufzunehmen, damit sich diese Kräfte nicht auf das zweiteilige Mitnehmergehäuse und auf dessen Verbindungsschrauben auswirken.
Bei gelöstem Gehäusedeckel 8 kann die Mitnehmerstange 2 herausgezogen werden, während der Gehäuseunterteil 7 im Drehtisch 3 sitzen bleibt. Während des Ziahens werden die vier komplett montierten Rollen selbsttätig von der Mitnehmerstange nach den vier Seiten herausgeworfen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rollenmitnehmer für profilierte Mitnehmerstangen von Rotary-Bohranlagen mit auf exzentrisch gelagerten Achsen laufenden Rollen, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (13) in Längsrichtung durchbohrt und mittels je einer diese Bohrung (14) durchsetzenden Spannschraube (15), die wahlweise zum Vorspannen oder Lösen von beiderseitigen, zwischen den Achszapfen (13') und diese umgebenden festen Lagerkörpern (7,8) angeordneten, an sich bekannten Ringspannelementen dient, gegen selbsttätiges Verdrehen gesichert bzw. im eingebauten Zustand in jede beliebige andere Drehlage verstellbar sind.