Die Erfindung betrifft ein Bohr- und Ankersetzgerät mit einer auf einer Lafette verschieblich angeordneten Vorschubeinheit, mit mindestens zwei zwischen einer Aufnahmeposition für die durch das Bohrrohr und die Bohrstange gebildete Bohreinheit und einer Bohrposition verschwenkbaren Grippern.
Bohr- und Ankersetzgeräte werden im Berg- und Tunnelbau zur Herstellung von Bohrlöchern bzw. zum Setzen von Ankern im umgebenden Gebirge eingesetzt. Ein beispielhafter Anwendungsfall ist die Herstellung eines Ankerschirms zur Stabilisierung der Streckenwandung, wozu die Bohrlöcher entsprechend verrohrt werden. Dazu werden die Gripper in die aus der Bohrachse herausgeklappten Aufnahmeposition geschwenkt, woraufhin zunächst das Bohrrohr und anschliessend die Bohrstange eingelegt wird, um die aus Bohrrohr und Bohrstange bestehende Bohreinheit zu bilden. Weil die Bohrstange einen wesentlich geringeren Durchmesser als das Bohrrohr aufweist, schlägt sie insbesondere beim Verschwenken der Gripper gegen die Innenseite des Bohrrohres. Ist die Bohrposition in der Bohrachse erreicht, liegt die Bohrstange an der Unterseite des Bohrrohres auf.
Um die Verbindung zwischen der als Drehwerk oder Dreh-/Schlagwerk ausgebildeten Vorschubeinheit herstellen zu können, muss die Bohrstange nun von Hand in die zentrierte Position gesetzt und dort gehalten werden. Dies ist nicht nur schwierig zu erreichen, sondern auch mit hoher Verletzungsgefahr verbunden. Anschliessend wird das Bohrrohr manuell in das Gewinde verschoben und verschraubt. Auf vergleichbar aufwändige Weise läuft auch der Ausbau der Bohreinheiten nach dem Abbohren des Bohrloches ab. Diese Nachteile zu beheben, hat sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt, da an den bisher bekannten Bohr- und Ankersetzgeräten der Anteil manueller Arbeiten zu hoch ist, was neben der erheblichen Verletzungsgefahr auch mit enormem Zeitaufwand verbunden ist.
Der vorliegenden Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, die beim Einsatz eines Bohr- und Ankersetzgerätes notwendigen manuellen Arbeitsschritte auf ein Minimum zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Bohrstange gegenüber dem Bohrrohr zentriert angeordnet ist und dass die Bohrstange mittels einer in die Bohrachse schwenkbaren Klemmvorrichtung in der Bohrachse fixierbar ist.
Bereits in der Aufnahmeposition, also bei aus der Bohrachse herausgeschwenkten Grippern, befindet sich die Bohrstange in einer gegenüber dem Bohrrohr zentrierten Position. Damit ist eine optimal handhabbare Bohreinheit geschaffen, die dann in die Bohrachse geschwenkt werden kann, ohne dass die Bohrstange hin- und herschlägt. Die Bohreinheit wird mechanisch in die Bohrposition verschwenkt, in der ein aufwändig anzupassendes und auch gefährliches Zentrieren von Hand nicht mehr notwendig ist, da die Bohrstange ihre zentrierte Position gegenüber dem Bohrrohr beibehält.
Befindet sich die Bohreinheit in der Bohrposition in der Bohrachse, wird die Klemmvorrichtung ebenfalls hydraulisch in die Bohrachse geschwenkt und die Bohrstange wird fixiert, d.h. so festgeklemmt, dass diese sich nicht mehr verdrehen kann und mit der Vorschubeinheit verschraubt werden kann, wozu ebenfalls keine manuelle Bedienung notwendig ist. Beim Ausbau der Bohreinheit aus dem Bohrloch dient die Klemmvorrichtung dazu, die Bohrstange dann festzuhalten, um die Verbindun zwischen Bohrstange und Vorschubeinheit durch deren Rotation lösen zu können.
Eine besonders vorteilhafte Zentrierung ist erreicht, wenn zwischen Bohrrohr und Bohrstange mindestens ein Zentriereinsatz angeordnet ist. Der Zentriereinsatz kann bereits bei der Zusammenstellung von Bohrrohr und Bohrstange zu einer Bohreinheit eingesetzt werden, sodass dieser Arbeitsgang gar nicht im unmittelbaren Bereich des Bohr- und Ankersetzgerätes stattfinden muss. Vielmehr kann auch bei beengten Platzverhältnissen, wie beispielsweise beim Bohren bzw. Ankersetzen aus einem Ladekorb, der mit einem erfindungsgemässen Bohr- und Ankersetzgerät ausgerüstet ist, dieser direkt mit zentrierten Bohreinheiten ausgestattet werden. Bei entsprechender Ausbildung des Zentriereinsatzes kann gleichzeitig ein Herausrutschen der Bohrstange aus dem Bohrrohr vermieden werden.
Es versteht sich, dass an beiden Enden des Bohrrohres ein Zentriereinsatz vorhanden sein sollte, um die Bohrstange an beiden Enden zu zentrieren. Es kann aber auch ein die gesamte Länge des Bohrrohres durchlaufender Zentriereinsatz vorhanden sein.
Besonders zweckmässig ist es, wenn der Zentriereinsatz eine korrespondierend zum Bohrrohr ausgebildete äussere Mantelfläche und eine korrespondierend zur Bohrstange ausgebildete innere Mantelfläche aufweist. Der Zentriereinsatz wird also zunächst in das Bohrrohr geschoben, woraufhin die Bohrstange in den Zentriereinsatz eingesetzt wird. Dafür kann der Zentriereinsatz mit entsprechenden Anschlägen ausgerüstet sein, welche verhindern, dass dieser zu weit in das Bohrrohr hinein gezogen wird. Der Zentriereinsatz weist einen Aussendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser des Bohrrohres entspricht und weist einen Innendurchmesser auf, der in etwa dem jeweiligen Aussendurchmesser einer Bohrstange entspricht.
Der Zentriereinsatz kann zwischen seiner äusseren und inneren Mantelfläche massiv ausgebildet sein. Um aber eine Beeinträchtigung des Bohrvorgangs zu vermeiden und Material zu sparen, ist es zweckmässig, wenn der Zentriereinsatz mehrere speichenartig angeordnete Stege zwischen äusserer Mantelfläche und innerer Mantelfläche aufweist. Diese speichenartigen Stege stehen zumindest annähernd senkrecht auf Mantelinnen- bzw. -aussenfläche, sodass die auftretenden Kräfte problemlos aufgenommen werden können, der Zentriereinsatz aber trotzdem ein vergleichsweise filigranes Bauteil bleibt.
Den eigentlichen Bohrvorgang darf der Zentriereinsatz nicht behindern. Deswegen ist vorgesehen, dass der Zentriereinsatz aus Kunststoff hergestellt ist, sodass er gegebenenfalls zerstört wird, wenn er seine Hauptfunktion erfüllt hat. Zudem ist es wichtig, dass trotz eingesetzten Zentriereinsatzes eine relative Längsverschiebung zwischen Bohrrohr und Bohrstange möglich bleibt, wozu der Werkstoff Kunststoff bestens geeignet ist.
Eine besondere geeignete Positionierung für die Klemmvorrichtung ist die, bei der die Klemmvorrichtung im Bereich des dem Bohrloch zugewandten Endes der Lafette angeordnet ist. Da die Klemmvorrichtung nur die Bohrstange fixieren muss, kann man das Bauteil kleiner bauen als beispielsweise die Gripper. Nachdem die aus Bohrrohr und Bohrstange gebildete Bohreinheit in die Bohrachse geschwenkt wurde, wird die Klemmvorrichtung ebenfalls in die Bohrachse geschwenkt und fixiert die Bohrstange verdrehsicher, damit sie mit der Vorschubeinheit und gegebenenfalls auch einer bereits abgebohrten Bohrstange verschraubt werden kann.
Dazu ist die hydraulisch schwenkbare Klemmvorrichtung in dem Bereich des dem Bohrloch zugewandten Endes der Lafette angeordnet, in dem die Bohrstange aus dem Bohrrohr herausragt, also genau in dem Bereich, in dem bisher manuell die Bohrstange verschraubt werden musste und wo ohnehin ein entsprechender Zwischenraum vorgesehen war. Nachdem die Bohrstange entsprechend verschraubt ist, wird das Bohrrohr mittels der Gripper Richtung Bohrloch gefahren, wo es dann mit einem bereits abgebohrten Bohrrohr verschraubt werden kann. Dieser Vorgang läuft manuell ab, ist aber weder aufwändig noch gefährlich, da das Bohrrohr mittels der Gripper in der Bohrachse gehalten ist und lediglich von Hand verschraubt zu werden braucht.
Um die Bohrstange besonders gut fixieren zu können, ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung korrespondierend zu einer Bohrstange ausgebildetes Klemmmaul aufweist. Dieses schliesst sich um die Bohrstange und klemmt sie, wobei das Klemmmaul so angepasst ist, dass es auch Bohrstangen unterschiedlichen Durchmessers fixieren kann.
Hinsichtlich der Gripper wird vorgeschlagen, dass der vordere, am dem Bohrloch zugewandten Ende der Lafette angeordnete Gripper als starr gelagerte Bohrrohrführung ausgebildet ist. Im Gegensatz zu dem hinteren Gripper ist dieser also nicht auf der Lafette verschieblich angeordnet. Im Gegensatz zu dem hinteren Gripper dient der vordere nur als Greif- bzw. Führungs-, nicht aber als Klemmvorrichtung für das Bohrrohr, was dazu führt, dass der hintere Gripper das Bohrrohr gewissermassen durch den vorderen Gripper hindurchschiebt.
Die Beschränkung der Funktion des vorderen Grippers als Führungselement wird dadurch bewirkt, dass der vordere Gripper mit einem mechanischen, den Schliessvorgang des Grippers begrenzenden Anschlag ausgerüstet ist.
Mit dem vorderen Gripper als Führung wird das Bohrrohr mit der zentrierten Bohrstange darin vom hinteren Gripper, welcher mit einem entsprechenden Hydraulikzylinder ausgerüstet ist, bis kurz vor den starr gelagerten vorderen Gripper geschoben, wenn die Bohreinheit in das Bohrloch eingesetzt wird. Dazu ist der hintere, an der Vorschubeinheit zugewandten Ende der Lafette angeordnete Gripper auf der Lafette längs verschieblich ausgebildet.
Zweckmässigerweise ist dazu dem hinteren Gripper ein Vorschubzylinder zugeordnet, welcher zwischen den beiden Grippern angeordnet ist.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Bohr- und Ankersetzgerät geschaffen ist, mit dem die aus Bohrrohr und Bohrstange bestehende Bohreinheit mechanisch von der ausgeklappten Aufnahmeposition der Gripper des Bohr- und Ankersetzgerätes in die Bohrachse geschwenkt werden kann. Einerseits ist dazu die Bohrstange gegenüber dem Bohrrohr mittels eines Zentriereinsatzes zentriert, sodass die Bohrstange mit der Vorschubeinheit bzw. einer im Bohrloch befindlichen Bohrstange verschraubt werden kann. Andererseits ist das erfindungsgemässe Bohr- und Ankersetzgerät mit einer Klemmvorrichtung ausgerüstet, über welche die Bohrstange verdrehsicher fixiert wird, sodass sie verschraubt werden kann. Auch bereits abgebohrte Bohrstangen können mittels dieser Klemmvorrichtung zentriert und fixiert werden.
Das Bohrrohr wird mithilfe des hinteren Grippers axial verschoben, wobei der vordere Gripper lediglich als Führung dient. Damit verbleibt als einziger manuell durchzuführender Arbeitsschritt das Verschrauben des Bohrrohres mit dem im Bohrloch befindlichen Bohrrohr, was mit wenigen Handgriffen zu bewerkstelligen ist und wobei keine erwähnenswerte Verwechslungsgefahr besteht.
Der Bediener stattet beispielsweise bei Einsatz des erfindungsgemässen Gerätes an einem Ladekorb oder einer Ladebühne diese direkt mit mehreren Sätzen von Boh reinheiten aus. Dabei sind Bohrrohr und Bohrstange bereits zentriert, wodurch auch ein Herausrutschen der Bohrstange aus dem Bohrrohr vermieden ist. Nachdem die Bohreinheit in die Gripper eingesetzt wurde, werden diese in die Bohrachse geschwenkt und der Bohrvorgang beginnt bzw. die Bohreinheit wird mit einer bereits abgebohrten verschraubt.
Nach Erreichen der Bohrlochtiefe wird zunächst durch Rechtsrotation der Vorschubeinheit die Bohrstange gelöst und die Vorschubeinheit wird zurückgefahren. Über den Gripper wird eine zweite Bohreinheit in die Bohrachse geschwenkt und über die Vorschubeinheit wird die zweite Bohrstange einerseits mit dem bestehenden Bohrstrang und andererseits mit dem Einsteckende der Vorschubeinheit verschraubt, wobei die Klemmvorrichtung die Bohrstange fixiert. Anschliessend wird das Bohrrohr hydraulisch über die Gripper in das Gewinde geschoben und beispielsweise mittels einer Kettenzange verschraubt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 ein Bohr- und Ankersetzgerät in Seitenansicht vor der Verschraubung der Bohreinheit,
Fig. 2 ein Bohr- und Ankersetzgerät in Seitenansicht nach der Verschraubung der Bohreinheit,
Fig. 3 den Teilschnitt durch Lafette und Gripper in Aufnahmeposition,
Fig. 4 den Teilschnitt durch Lafette und Gripper in Bohrposition,
Fig. 5 die Klemmvorrichtung in Fixierposition,
Fig. 6 die Klemmvorrichtung in ausgeklappter Position,
Fig. 7 eine Bohreinheit mit Zentriereinsatz und
Fig. 8 eine weitere Bohreinheit mit Zentriereinsatz.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Bohr- und Ankersetzgerät 1, nachdem die aus Bohrrohr 5 und Bohrstange 6 bestehende Bohreinheit 10 in die Bohrposition geschwenkt ist. Dazu sind der hintere Gripper 4 am der Vorschubeinheit 7 zugewandten Ende 13 des Bohr- und Ankersetzgerätes 1 sowie der vordere Gripper 3 am dem Bohrloch zugewandten Ende 12 des Bohr- und Ankersetzgerätes 1 hydraulisch in die Bohrposition geschwenkt. In dieser befindet sich die Bohreinheit 10 in der Bohrachse 11, wobei vorteilhafterweise über hier nicht zu erkennende Zentriereinsätze die Bohrstange 6 gegenüber dem Bohrrohr 5 in der Bohrachse 11 zentriert ist.
Daher braucht lediglich die ebenfalls am dem Bohrloch zugewandten Ende 12 angeordnete Klemmvorrichtung 8 hydraulisch in die hier dargestellte Position geschwenkt zu werden, in der sie die Bohrstange 6 verdrehsicher klemmt, sodass eine Verbindung zwischen Bohrstange 6 und Vorschubeinheit 7 und/oder einer bereits abgebohrten Bohrstange mittels Rotation hergestellt werden kann.
Demgegenüber zeigt Fig. 2 das Bohr- und Ankersetzgerät 1 in der Position, in der der verschieblich gelagerte hintere Gripper 4 in Richtung des starr gelagerten vorderen Grippers 3 auf der Lafette 2 verfahren ist. Dazu wurde die Klemmvorrichtung 8 nach der Verschraubung der Bohrstange 6 aus der Bohrachse 11 herausgeschwenkt. Über die Gripper 3, 4 wird das Bohrrohr 6 über den vorher durch die Klemmvorrichtung 8 eingenommenen Zwischenraum hinausgeschoben und kann nun manuell mit dem nächsten Bohrrohr verschraubt werden. Der vordere Gripper 3 ist mit einem hier nicht erkennbaren mechanischen Anschlag ausgerüstet, der verhindert, dass sich dieser komplett schliesst, sodass das Bohrrohr 6 mittels des hinteren Grippers 4 verschoben werden kann, wobei der vordere Gripper 3 lediglich als Führung dient.
Fig. 3 zeigt einen Gripper 3 bzw. die Lafette 2. Der Gripper 3 ist in der ausgeklappten Aufnahmeposition, die Bohreinheit 10 ist in den Gripper 3 eingelegt. Zu erkennen ist der Zentriereinsatz 9 zwischen Bohrrohr 6 und Bohrstange 5, der sowohl in in der Aufnahmeposition gemäss Fig. 3 wie in der Bohrposition gemäss Fig. 4 die Bohrstange 6 zentriert und deren Umherschlagen verhindert. Über den Hydraulikzylinder 18 wird der Schliessmechanismus 19 betätigt, über den die Bohreinheit 10 festgelegt wird.
Demgegenüber wurde der Gripper 3 in der in Fig. 4 dargestellten Stellung hydraulisch in die Bohrposition geschwenkt, sodass sich die Bohrstange 6 in der Bohrachse 11 befindet. Der hintere Gripper 4 ist auf der Lafette 2 verschieblich angeordnet, sodass über den hinteren Gripper das Bohrrohr 5 Richtung Bohrloch geschoben werden kann, wobei der vordere Gripper 3 als Führung dient.
Fig. 5 zeigt eine Klemmvorrichtung 8 im in die Bohrachse 11 eingeschwenkten Zustand. Dabei umschliesst das Klemmmaul 18 die hier nicht dargestellte Bohrstange, wobei das Klemmmaul 18 so ausgebildet ist, dass auch Bohrstangen unterschiedlichen Durchmessers von diesem fixiert werden können.
In der Darstellung gemäss Fig. 6 ist die Klemmvorrichtung in einer Parkposition zu erkennen, d.h. sie wurde aus der Bohrachse 11 herausgeschwenkt, sodass über die Gripper das Bohrrohr nun nach vorne geschoben werden kann. Auf die Darstellung eines Zentriereinsatzes wurde hier verzichtet.
Die Fig. 7 und 8 zeigen jeweils eine Bohreinheit 10, bestehend aus Bohrrohr 5 und Bohrstange 6, zwischen denen ein Zentriereinsatz 9 vorgesehen ist. Dieser ist zweckmässigerweise aus Kunststoff hergestellt, damit er gegebenenfalls beim Bohrvorgang zerstört wird und diesen nicht behindert. Der Zentriereinatz 9 weist eine äussere Mantelfläche 15 auf, die korrespondierend zum Bohrrohr 5 bzw. dessen Innenfläche ausgebildet ist, sodass der Zentriereinsatz 9 in dieses eingesetzt wird, wobei er gegebenenfalls einen Anschlag aufweisen kann. Die innere Mantelfläche 16 des Zentriereinsatzes 9 ist korrespondierend zur Bohrstange 6 ausgebildet.
Auf den Mantelflächen 15, 16 annähernd senkrecht stehen die speichenartig ausgebildeten Stege 14, wobei der Zentriereinsatz 9 ebenso massiv ausgebildet sein könnte. Üblicherweise wird eine Bohreinheit 10 an beiden Enden mit jeweils einem Zentriereinsatz 9 ausgestattet, ebenso ist es denkbar, dass ein in seiner Länge dem Bohrrohr entsprechender Zentriereinsatz selbiges eingesetzt wird.
The invention relates to a drilling and anchor setting device with a feed unit which is displaceably arranged on a carriage, with at least two grippers which can be pivoted between a receiving position for the drilling unit formed by the drill pipe and the boring bar and a drilling position.
Drilling and anchor setting devices are used in mining and tunnel construction for the production of boreholes and for setting anchors in the surrounding mountains. An example of an application is the production of an anchor screen to stabilize the line wall, for which purpose the boreholes are piped accordingly. For this purpose, the grippers are pivoted into the receiving position folded out of the drilling axis, whereupon the drill pipe and then the boring bar are first inserted in order to form the drilling unit consisting of the drilling pipe and boring bar. Because the drill rod has a much smaller diameter than the drill pipe, it strikes the inside of the drill pipe in particular when the gripper is pivoted. Once the drilling position in the drilling axis has been reached, the drill rod lies on the underside of the drill pipe.
In order to be able to establish the connection between the feed unit designed as a rotating mechanism or a rotating / striking mechanism, the boring bar must now be manually placed in the centered position and held there. Not only is this difficult to achieve, it is also associated with a high risk of injury. The drill pipe is then manually pushed into the thread and screwed. The drilling units are removed in a comparatively complex manner once the borehole has been drilled. To remedy these disadvantages, the present invention has set itself the goal, since the proportion of manual work on the previously known drilling and anchor setting devices is too high, which in addition to the considerable risk of injury is also associated with an enormous expenditure of time.
The present invention therefore has the task of reducing the manual work steps required when using a drilling and anchor setting device to a minimum.
This object is achieved in that the boring bar is arranged centered in relation to the drilling tube and that the boring bar can be fixed in the drilling axis by means of a clamping device which can be pivoted into the drilling axis.
The boring bar is already in a position centered in relation to the drill pipe in the receiving position, that is to say when the grippers are pivoted out of the drilling axis. This creates an optimally manageable drilling unit that can then be swiveled into the drilling axis without the boring bar hitting back and forth. The drilling unit is pivoted mechanically into the drilling position, in which manual centering, which is difficult to adapt and also dangerous, is no longer necessary, since the drill rod maintains its centered position with respect to the drill pipe.
If the drilling unit is in the drilling position in the drilling axis, the clamping device is also pivoted hydraulically into the drilling axis and the boring bar is fixed, i.e. clamped so that it can no longer twist and can be screwed to the feed unit, which also does not require manual operation. When removing the drilling unit from the borehole, the clamping device is used to hold the boring bar in place so that the connection between the boring bar and the feed unit can be released by its rotation.
A particularly advantageous centering is achieved if at least one centering insert is arranged between the drill pipe and the drill rod. The centering insert can already be used when assembling the drill pipe and boring bar to form a drilling unit, so that this work step does not have to take place in the immediate area of the drilling and anchor setting tool. Rather, even in confined spaces, such as when drilling or anchoring from a loading basket which is equipped with a drilling and anchoring tool according to the invention, this can be equipped directly with centered drilling units. If the centering insert is designed accordingly, the boring bar can be prevented from slipping out of the drill pipe at the same time.
It goes without saying that a centering insert should be present at both ends of the drill pipe in order to center the drill rod at both ends. But there can also be a centering insert running through the entire length of the drill pipe.
It is particularly expedient if the centering insert has an outer lateral surface which corresponds to the drill pipe and an inner lateral surface which corresponds to the drill rod. The centering insert is therefore first pushed into the drill pipe, whereupon the boring bar is inserted into the centering insert. For this purpose, the centering insert can be equipped with appropriate stops, which prevent it from being pulled too far into the drill pipe. The centering insert has an outer diameter that corresponds to the inner diameter of the drill pipe and has an inner diameter that approximately corresponds to the respective outer diameter of a drill rod.
The centering insert can be solid between its outer and inner surface. However, in order to avoid impairing the drilling process and to save material, it is expedient if the centering insert has a plurality of webs arranged in a spoke-like manner between the outer lateral surface and the inner lateral surface. These spoke-like webs are at least approximately perpendicular to the inner or outer surface of the jacket, so that the forces that occur can be absorbed without problems, but the centering insert nevertheless remains a comparatively delicate component.
The centering insert must not hinder the actual drilling process. It is therefore provided that the centering insert is made of plastic, so that it may be destroyed if it has fulfilled its main function. It is also important that despite the centering insert used, a relative longitudinal displacement between the drill pipe and boring bar remains possible, for which the plastic material is ideally suited.
A particularly suitable positioning for the clamping device is that in which the clamping device is arranged in the region of the end of the mount facing the borehole. Since the clamping device only has to fix the boring bar, the component can be made smaller than, for example, the gripper. After the drilling unit formed from the drill pipe and boring bar has been pivoted into the drilling axis, the clamping device is also pivoted into the drilling axis and fixes the boring bar so that it cannot be rotated, so that it can be screwed to the feed unit and, if appropriate, to a boring bar that has already been drilled.
For this purpose, the hydraulically swiveling clamping device is arranged in the region of the end of the mount facing the borehole, in which the drill rod protrudes from the drill pipe, i.e. exactly in the region in which previously the drill rod had to be screwed manually and where a corresponding space was provided anyway . After the boring bar is screwed accordingly, the drill pipe is moved towards the borehole using the gripper, where it can then be screwed to a drill pipe that has already been drilled. This process takes place manually, but is neither complex nor dangerous, since the drill pipe is held in the drill axis by the gripper and only needs to be screwed on by hand.
In order to be able to fix the boring bar particularly well, it is provided that the clamping device has a clamping jaw that corresponds to a boring bar. This closes around the boring bar and clamps it, whereby the clamping jaw is adapted so that it can also fix boring bars of different diameters.
With regard to the grippers, it is proposed that the front gripper, which is arranged at the end of the mount facing the borehole, is designed as a rigidly mounted drill pipe guide. In contrast to the rear gripper, it is not slidably arranged on the carriage. In contrast to the rear gripper, the front gripper only serves as a gripping or guiding device, but not as a clamping device for the drill pipe, which means that the rear gripper pushes the drill pipe through the front gripper to a certain extent.
The limitation of the function of the front gripper as a guide element is brought about by the fact that the front gripper is equipped with a mechanical stop which limits the closing process of the gripper.
With the front gripper as a guide, the drill pipe with the centered boring bar is pushed from the rear gripper, which is equipped with a corresponding hydraulic cylinder, to just before the rigidly mounted front gripper when the drilling unit is inserted into the borehole. For this purpose, the rear gripper, which is arranged on the end of the carriage and faces the feed unit, is designed to be longitudinally displaceable on the carriage.
For this purpose, a feed cylinder is expediently assigned to the rear gripper, which is arranged between the two grippers.
The invention is characterized in particular by the fact that a drilling and anchor setting device is created, with which the drilling unit consisting of the drill pipe and the drill rod can be mechanically pivoted into the drilling axis from the unfolded receiving position of the grippers of the drilling and anchor setting device. On the one hand, the boring bar is centered relative to the drilling tube by means of a centering insert, so that the boring bar can be screwed to the feed unit or a boring bar located in the borehole. On the other hand, the drilling and anchor setting device according to the invention is equipped with a clamping device, by means of which the boring bar is fixed against rotation, so that it can be screwed. Boring bars that have already been drilled can be centered and fixed using this clamping device.
The drill pipe is moved axially using the rear gripper, with the front gripper serving only as a guide. This leaves the only manual work step to screw the drill pipe to the drill pipe located in the borehole, which can be accomplished in a few simple steps and there is no risk of confusion worth mentioning.
When using the device according to the invention on a loading basket or loading platform, for example, the operator equips these directly with several sets of drilling units. The drill pipe and drill rod are already centered, which also prevents the drill rod from slipping out of the drill pipe. After the drilling unit has been inserted into the gripper, these are swiveled into the drilling axis and the drilling process begins or the drilling unit is screwed to an already drilled one.
After reaching the borehole depth, the boring bar is first loosened by rotating the feed unit to the right and the feed unit is retracted. A second drilling unit is pivoted into the drilling axis via the gripper and the second boring bar is screwed on the one hand to the existing drill string and on the other hand to the insertion end of the feeding unit via the feed unit, the clamping device fixing the boring bar. The drill pipe is then hydraulically pushed over the gripper into the thread and screwed, for example, using chain pliers.
Further details and advantages of the subject matter of the invention emerge from the following description of the associated drawing, in which a preferred exemplary embodiment is shown with the necessary details and individual parts. Show it:
1 is a drilling and anchor setting device in side view before screwing the drilling unit,
2 a drilling and anchor setting device in a side view after the screwing of the drilling unit,
3 shows the partial section through the mount and gripper in the receiving position,
4 shows the partial section through the mount and gripper in the drilling position,
5 the clamping device in the fixing position,
6 the clamping device in the unfolded position,
Fig. 7 is a drilling unit with centering and
Fig. 8 shows another drilling unit with centering insert.
1 shows a drilling and anchor setting device 1 according to the invention after the drilling unit 10 consisting of the drilling pipe 5 and the drilling rod 6 has been pivoted into the drilling position. For this purpose, the rear gripper 4 on the end 13 of the drilling and anchor setting device 1 facing the feed unit 7 and the front gripper 3 on the end 12 of the drilling and anchor setting device 1 facing the borehole are hydraulically pivoted into the drilling position. The drilling unit 10 is located in this in the drilling axis 11, wherein the boring bar 6 is advantageously centered in the drilling axis 11 with respect to the drill pipe 5 by means of centering inserts which cannot be seen here.
Therefore, only the clamping device 8, which is also arranged at the end 12 facing the borehole, needs to be pivoted hydraulically into the position shown here, in which it clamps the boring bar 6 against rotation, so that a connection between the boring bar 6 and the feed unit 7 and / or an already drilled boring bar by means of Rotation can be made.
2 shows the drilling and anchor setting device 1 in the position in which the displaceably mounted rear gripper 4 is moved in the direction of the rigidly mounted front gripper 3 on the carriage 2. For this purpose, the clamping device 8 was pivoted out of the drilling axis 11 after the screwing of the boring bar 6. The drill pipe 6 is pushed over the gripper 3, 4 beyond the space previously occupied by the clamping device 8 and can now be manually screwed to the next drill pipe. The front gripper 3 is equipped with a mechanical stop, which cannot be seen here, which prevents it from closing completely, so that the drill pipe 6 can be moved by means of the rear gripper 4, the front gripper 3 merely serving as a guide.
FIG. 3 shows a gripper 3 or the carriage 2. The gripper 3 is in the folded-out receiving position, the drilling unit 10 is inserted in the gripper 3. The centering insert 9 can be seen between the drill pipe 6 and the drill rod 5, which centers the drill rod 6 both in the receiving position according to FIG. 3 and in the drilling position according to FIG. 4 and prevents it from flipping around. The locking mechanism 19, via which the drilling unit 10 is fixed, is actuated via the hydraulic cylinder 18.
In contrast, the gripper 3 was pivoted hydraulically into the drilling position in the position shown in FIG. 4, so that the drilling rod 6 is located in the drilling axis 11. The rear gripper 4 is displaceably arranged on the carriage 2, so that the drill pipe 5 can be pushed in the direction of the borehole via the rear gripper, the front gripper 3 serving as a guide.
FIG. 5 shows a clamping device 8 in the state pivoted into the drilling axis 11. The clamping jaw 18 encloses the boring bar (not shown here), the clamping jaw 18 being designed such that boring bars of different diameters can also be fixed by the latter.
6, the clamping device can be seen in a parking position, i.e. it was swiveled out of the drilling axis 11 so that the drill pipe can now be pushed forward via the gripper. A centering insert has not been shown here.
7 and 8 each show a drilling unit 10 consisting of drill pipe 5 and drill rod 6, between which a centering insert 9 is provided. This is expediently made of plastic so that it is possibly destroyed during the drilling process and does not hinder it. The centering insert 9 has an outer circumferential surface 15, which is designed to correspond to the drill pipe 5 or its inner surface, so that the centering insert 9 is inserted into it, and it can optionally have a stop. The inner lateral surface 16 of the centering insert 9 is designed to correspond to the boring bar 6.
The spoke-like webs 14 are approximately perpendicular to the lateral surfaces 15, 16, and the centering insert 9 could also be solid. Usually, a drilling unit 10 is equipped at both ends with a centering insert 9, and it is also conceivable that a centering insert corresponding in length to the drill pipe is used for the same.