AT393470B - Vorrichtung zum bohren langer bzw. tiefer bohrloecher - Google Patents

Description

AT 393 470 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bohren langer bzw. tiefer Bohrlöcher mit einer Führung, die einen Rahmen sowie eine am Rahmen rotierbar gelagerte Traghülse mit einem durchgehenden Loch für eine Bohrstange umfaßt und in der Traghülse versetzbar angeordnete Greiferorgane zum Ergreifen der Bohrstange und einen mit der Traghülse verbundenen Rotationsmechanismus zum Drehen der Hülse um eine Achse des durchgehenden Loches, wobei die Tiaghülse mit Führungsbahnen für die Greiferorgane versehen ist, und die Führungsbahnen so angeordnet sind, daß eine Drehbewegung der Traghülse relativ zu den Greiforganen ein Versetzen von Mäulern der Greifeiorgane weg von einer ausgerichteten Ausrückstellung für die Bohrstange bzw. zu dieser ausgerichteten Stellung abhängig von der Drehrichtung der Traghülse bewirkt.

Beim mechanischen Bohren lang»* bzw. tiefer Bohrlöcher wird eine Sperrführung zur Führung der Bohrstange beim Anbohren und zum Sperren der Bohrstange beim Öffnen der Bohrmaschine oder Bohrstange verwendet. Die Sperrführung befindet sich hinsichtlich der Bohrmaschine am entgegengesetzten Ende eines Vorschubbalkens. Außer der Sperrführung soll außerhalb des Vorschubbalkens ein separater, mit dem Vorschubbalken gekoppelter Stangemotationsmechanismus vorgesehen sein. Dadurch, daß der Rotationsmechanismus in die Bohrungsmitte verschoben wird und die Bohrstange damit ergriffen wird, kann die an dem Vorschubbalken befindliche Stange von der von der Sperrführung festgehaltenen Stange losgedreht werden.

Eine separate Sperrführung und ein Rotationsmechanismus sind sehr voluminös und schwer. Die Mannigfaltigkeit der Bedienungsvorrichtungen machen den Gebrauch und die Konstruktion kompliziert und langsam.

Aus der finnischen Patentschrift 66 052 ist eine Vorrichtung für Verlängerungsstangen bekannt, die geeignet ist, rotierbar, aber axial unbeweglich mit der Bohrmaschine gekuppelt zu werden. Die Vorrichtung ist mit Greiferorganen versehen, die sich zwischen einer Greifstellung und ein»' Ausrückstellung bewegen, wenn eine Traghülse mittels eines hydraulisch»! Zylinders axial hinsichtlich eines Rahmens bewegt wird. Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß sie eine Kopplung der Anordnung mit der Bohrmaschine voraussetzt, und daß die Vorrichtung den Gebrauch ein» konventionellen Sperrführung am Ende des Vorschubbalkens bedingt

Eine weit»e Greifervorrichtung ist aus der US-PS 33 71 562 bekannt. Dabei w»den Greiferbacken über Rollen, die an ebenen Führungsbahnen ablaufen bewegt Die EP-A2-123 671 zeigt bogenförmige Führungsflächen, die jedoch keinen geschlossenen Zylind» bilden.

Dies» Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die obenerwähnten Nachteile vermeidet und als selbständige Einheit zum Sperren und Öffnen der Bohrstangen fungieren kann. Diese Aufgabe wird »findungsgemäß dadurch »reicht daß die Führungsbahnen der Tiaghülse zylindrisch sind, wobei rieh deren Achsen parallel zur Achse des durchgehenden Loches der Tiaghülse »strecken und exzentrisch an gegenüberliegenden Seiten dieser Achse angeordnet sind, und daß beide Greiferorgane mit Führungsflächen versehen sind, welche an den korrespondierenden Führungsbahnen der Traghülse an einander diametral gegenüb»liegenden Punkten der Führungsbahnen anliegen.

Die Erfindung basiert auf der Idee, daß durch Kombinierung einer Sperrführung mit einem Rotationsmechanismus eine Vorrichtung geschaffen wird, wobei es möglich ist eine Rotationsbewegung auszunutzen, nicht nur zum Roti»en der Greiferorgane der Anordnung zum Öffnen der Bohrstangen, sondern auch zum Bewegen der Greiferorgane zwischen einer Greifstellung und ein» Ausrückstellung der Stange. Die Vorrichtung kann an die Stelle der früh» gebrauchten, nichtrotierenden Sp»rführung am Ende des Vorschubbalkens der Bohrmaschine montiert werden. Die Konstruktion ist einfach, hat ein leichtes Gewicht und ist leicht zu handhaben, weil sie gleichzeitig mehrere Funktionsmöglichkeiten enthält

Im folg»iden wird die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügt»! Zeichnungen genau» beschrieben, wobei Fig. 1 einen Axialschnitt einer vorteilhaften Ausführungsform d» erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt die Fig. 2 und 3 Schnitte längs der Linien (Π-Π und ΙΠ-ΙΠ) d» Fig. 1 zeigen, die Fig. 4 und 5 einen teilweisen Axialschnitt einer Traghülse der Anordnung respektive diese Hülse vom Ende h» gesehen zeigen, die Fig. 6 und 7 eine Seitenansicht von einer Unterstützungsgabel der Anordnung respektive einen Querschnitt davon zeigen, die Fig. 8 und 9 respektive Fig. 10 und 11 die beiden Greiferorgane d» Anordnung von innen respektive vom Ende gesehen zeigen und die Fig. 12 und 13 das Funktionsprinzip der »findungsgemäßen Vorrichtung in der Ausrück- respektive Greifstellung schematisch zeigen.

Die in Fig. 1 der Zeichnungen gezeigte Vorrichtung ist geeignet, auf einen Vorschubbalken einer Ausrüstung für tiefe Bohrungen an dessen dem Felsen zugewandten Ende montiert zu w»den.

Die Vorrichtung umfaßt einen Rahmen (1) mit einem durchgehenden Loch (2), der geeignet ist, an dem Vorschubbalken so befestigt zu werden, daß die Achse (A) des Loches in der Bohrungsachse des Vorschubbalkens liegt In dem Rahmen (1) ist eine Traghülse (3) drehbar gelagert, wobei das Loch der Hülse und das Loch (2) des Rahmens (1) gleichachsig sind. Die Traghülse (3) bildet zwei zylindrische Führungsbahnen (4,5), die parallele Achsen mit der Achse (A) der Traghülse (3) aufweisen, sich äb» »zentrisch an entgegengesetzt»! Seiten d» Achse befinden, wie am besten aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist

Zu der Vorrichtung gehören außerdem zwei Greiferorgane (6,7), die von plattenförmigen Backen gebildet sind. Die Außenflächen der Greiferorgane (6, 7) weisen den Führungsbahnen (4, 5) der Tiaghülse (3) entsprechende Führungsflächen (8,9) auf, wobei das eine Greiferorgan (6) eine der Führungsbahn (4) entspre- -2-

Claims (4)

1. AT 393 470 B chende Führungsfläche (8) und das andere Greiferorgan (7) der Führungsbahn (5) entsprechende Führungsflächen (9) aufweist, wie am besten aus den Fig. 8 bis 11 ersichtlich ist An der einen Planfläche der Greiferorgane (6.7) ist ein halbzylindrisches Maul (10) vorgesehen, das hinsichtlich der Führungsfläche der Greiferorgane (6.7) derart exzentrisch angeordnet ist, daß wenn die Greiferorgane (6,7) mit den erwähnten Planflächen einander gegenüberliegen, die Mäuler (10) entweder einander bündig gegenüberliegen oder zueinander versetzt sind, je nachdem, ob die Führungsflächen (8,9) der Greiferorgane (6,7) abgestuft oder bündig einander gegenüberliegen. Innerhalb der Traghülse (3) ist eine Unterstützungsgabel (11) rotierbar gelagert, die zylindrische Endplatten (12) und Verzweigungen (13) dazwischen aufweisen, deren Abstand von einander der Dicke eines Greiferpaares entbricht, so daß die Greiferorgane (6,7) gleitend zwischen die Verzweigungen (13) passen. Die Aufgabe der Verzweigungen (13) ist, die Greiferorgane (6,7) aneinandergepreßt zu halten. Zu der Anordnung gehört weiter ein Rotationsmechanismus (14), dessen hydraulischer Motor (15) am Rahmen (1) der Vorrichtung befestigt ist Ein an dem hydraulischen Motor (15) befestigtes Zahnrad (16) steht mit einem am Rahmen (1) gelagerten Zwischenzahnrad (17) im Eingriff, das seinerseits mit einem an der Traghülse (3) ausgeformten, außenseitigen Zahnkranz (18) im Eingriff steht. D» Rahmen ist von einem Deckel (19) abgedeckt, und zwischen dem Deckel (19) und dem Ende der Unterstützungsgabel (11) sowie zwischen dem inneren Ende des Rahmens (1) und dem gegenüberliegenden Ende der Unterstützungsgabel (11) sind Friktionsscheiben (20) angeordnet. Die Vorrichtung fungiert in der folgenden Weise: Beim Bohren erstreckt sich die Bohrstange durch das Loch (2) des Rahmens (1). Wenn die Traghülse (3) sich hinsichtlich der Greiferorgane (6, 7) in einer solchen Drehstellung befindet, daß die Mäuler (10) der Greiferorgane (6,7) wie in Fig. 12 gezeigt einander gegenüber befinden, sind die Greiferorgane (6,7) außer Eingriff mit der Bohrstange. In dieser Weise kann die Bohrstange frei in der Vorrichtung rotieren. Beim Drehen des Zahnkranzes (18) dar Traghülse (3) durch den hydraulischen Motor (15) versuchen die Friktionsscheiben (20) die Unterstützungsgabel (11) und somit auch die Greiferorgane (6,7) daran zu hindern, sich mit der Traghülse (3) zu drehen. Infolgedessen drücken die exzentrischen Führungsbahnen (4,5) der Traghülse (3) die Greiferorgane (6, 7) in der Richtung ihrer gemeinsamen Teilfläche gegeneinander, so daß die Mäuler (10) der Greiferorgane (6,7) sich zueinander wie in Fig. 13 gezeigt verschieben. Auf diese Weise wird die Bohrstange in die Bohrungsmitte, d. h. an die Achse (A) des Rahmens (1) zentriert und gekuppelt, sodaß sie zusammen mit der Traghülse (3) rotiert. Die Unterstützungsgabel (11) steuert das Gleiten der Greiferorgane (6, 7) zueinander. Beim Rotieren des Zahnkranzes (18) der Traghülse (3) in entgegengesetzt»- Richtung bewegen die exzentrischen Führungsbahnen (4, 5) der Traghülse (3) die Greiferorgane (6,7) derart, daß ihre Mäuler (10) sich einander nähern und die Bohrstange vom Griff der Greiferorgane (6,7) befreit wird. Die Vorrichtung fungiert dabei nur als Bohrführung bei normal»- Bohrung. Wenn d» Zahnkranz (18) weit» gedreht wird, verschieb»! sich die Greiferorgane (6,7) wieder gegeneinand», so daß die Bohrstange zur Drehung mit der Traghülse (3) gekuppelt wird. Es wird bemerkt, daß die Vorrichtung imstande ist, sowohl als konventionelle Bohrführung als auch als rotierendes Spenrorgan zur Öffnung der Bohrstange oder des Bohrereinsteckendes zu fungieren. Durch das erwünschte Spannen der Friktionsscheiben (20) wird ein erforderliches Drehmoment reguliert, wodurch die Greiferorgane (6,7) sich in die Befestigungsstellung verschieben, und die Bohrstange mit der Vorrichtung zu rotieren beginnt An Stelle der plattenförmigen Greiferorgane (6,7) können auch Greiferorgane von einer anderen Art wie Exzenterräder oder radiale Kolben, in Frage kommen, die sich zwischen einer die Bohrstange befestigende und ein» die Stange befreiende Stellung bewegen. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Bohren langer bzw. tiefer Bohrlöcher mit einer Führung, die einen Rahmen sowie eine am Rahmen rotierbar gelagerte Traghülse mit einem durchgehenden Loch für eine Bohrstange umfaßt und in der Traghülse versetzbar angeordnete Greiferorgane zum Ergreifen der Bohrstange und einen mit der Traghülse verbundenen Rotationsmechanismus zum Drehen der Hülse um eine Achse des durchgehenden Loches, wobei die Traghülse mit Führungsbahnen für die Greiferorgane versehen ist und die Führungsbahnen so angeordnet sind, daß eine Drehbewegung d» Traghülse relativ zu den Greiforganen ein Versetzen von Mäulern der Greiferorgane weg von einer ausgerichteten Ausrückstellung für die Bohrstange bzw. zu dieser ausgerichteten Stellung abhängig von der Drehrichtung der Traghülse bewirkt dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen (4,5) der Traghülse (3) zylindrisch sind, wobei sich d»en Achsen parallel zur Achse (A) des durchgehenden Loches der Traghülse (3) erstrecken und exzentrisch an gegenüberliegenden Seit»! dieser Achse angeordnet sind, und daß -3- AT 393 470 B beide Greiferorgane (6,7) mit FQhmngsflächen (8,9) versehen sind, welche an den korrespondierenden Führungsbahnen (4,5) der Traghülse (3) an einander diametral gegenüberliegenden Punkten der Führungsbahnen anliegen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferorgane (6,7) von im wesentlichen plattenförmigen Backen gebildet werden, welche mit flachen Oberflächen versehen sind, die gleitend aneinander gepreßt sind, wobei Mäuler (10) in den flachen Oberflächen geformt sind, um die Bohrstange zu fassen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterstützungsgabel (11) in der Traghülse drehbar gelagert ist, und daß die Greiferorgane (6,7) undrehbar aber radial verschiebbar innerhalb der Gabel angeordnet sind, um aneinander gepreßt zu bleiben.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Reibungsplatten (20) im Rahmen gelagert sind, um gegen die Unterstützungsgabel (11) zu drücken, sodaß die Reibungsplatten die Unterstützungsgabel (11) und die Greiferorgane (6,7) daran hindern, sich mit der Traghülse (3) zu drehen. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-