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Die
Erfindung betrifft eine mobile Bohranlage zur Erstellung von Bohrungen
in Erdreich mit einer mobilen Basis, an der ein Mast aus einer Transportlage
in eine Arbeitslage aufrichtbar ist, wobei am Mast an einem Schlitten
ein Bohrantrieb mittels eines Vorschubsystems verschieblich angeordnet
ist.
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Derartige,
im Stand der Technik bekannte mobile Bohranlagen werden eingesetzt,
um Bohrungen in Erdreich einzubringen, beispielsweise im Gebiet
der Bergbautechnik, der Geothermie oder auch bei anderen Anwendungen,
wie z. B. dem Brunnenbau oder bei sonstigen Anforderungen, wenn
Bohrungen in Erdreich gewünscht
sind.
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Solche
Bohranlagen werden dabei mobil ausgeführt, um diese leicht transportabel
an verschiedenen Orten zum Einsatz zu bringen, wobei es üblicherweise
vorgesehen ist, eine Basis einer solchen Bohranlage dadurch mobil
auszustatten, dass diese direkt an einem Fahrzeug, wie beispielsweise an
einem Raupenfahrzeug angebracht ist oder aber auch an einem LKW
oder einem Anhänger
bzw. einem Auflieger eines LKWs.
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Dabei
ist es weiterhin üblicherweise
vorgesehen, dass für
den Zweck des Transportes ein Mast einer solchen Bohranlage in eine
z. B. horizontale Transportlage bringbar ist und erst für das Erstellen einer
Bohrung am Ort des Einsatzes in eine Arbeitslage aufrichtbar ist,
wofür dieser
Mast an der Basis gelenkig befestigt ist.
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Beispielsweise
kann ein solcher Mast an der Basis mittels eines hydraulischen Antriebs
aus der Transportlage in eine Arbeitslage aufrichtbar sein. In den
meisten Fällen
wird dabei die Arbeitslage eine solche sein, in der der Mast im
Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, es ist jedoch auch denkbar,
bei Bohrungen, die nicht senkrecht erfolgen sollen, dass der Mast
mittels eines hydraulischen Antriebs und ggfs. einer Arretierung
in einer davon abweichenden Winkelposition festgestellt wird.
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Die
Transportlage, in welcher ein Mast bevorzugt im Wesentlichen horizontal
ausgerichtet ist, hat dabei den Vorteil, dass durch das Umlegen
des Mastes aus der Arbeitslage in die horizontale Transportlage
die Bauhöhe
einer derartigen mobilen Bohranlage reduziert werden kann, so dass
sich gerade auch erst hierdurch die Mobilität einer solchen Bohranlage
ergibt.
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Um
Bohrungen mit einer solchen mobilen Bohranlage zu erstellen, ist
es weiterhin vorgesehen, dass an dem Mast an einem Schlitten ein
Bohrantrieb verschiebbar angeordnet ist, wobei der Bohrantrieb mittels
eines Vorschubsystems entlang des Mastes bewegt werden kann, so
dass mittels des Bohrantriebs ein Bohrgestänge unter Drehung des Bohrgestänges und
Vorschub in das Erdreich eingebracht werden kann.
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Dabei
ist es im Stand der Technik bekannt, ein Vorschubsystem beispielsweise
durch ein Ketten- oder Seilsystem auszubilden, um die entsprechenden
Vorschubkräfte
auf den Bohrantrieb und mittels diesem über das Gestänge ins
Erdreich einzuleiten. Für
die Beweglichkeit des Bohrantriebs ist dadurch Sorge getragen, dass
der Bohrantrieb an einem Schlitten befestigt sein kann, der an dem
Mast entlang, d. h. in der im Wesentlichen vertikalen Arbeitslage
auf- und abbewegt werden kann, wofür der Schlitten, an welchem
der Bohrantrieb befestigt ist, in einer am Mast vorgesehenen Führung, z.
B. einem Schienensystem oder über
andere Führungssysteme befestigt
ist, die eine Verschiebung entlang des Mastes gestatten.
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Im
Stand der Technik wird es dabei als nachteilhaft empfunden, dass
die bei der mobilen Bohranlage vorgesehene Höhe des Mastes nach einem Umklappen
des Mastes von einer Arbeitslage in eine Transportlage zu einer
sehr lang bauenden mobilen Bohranlage führt, so dass deren Mobilität eingeschränkt ist,
da mittels derartigen langen Aufbauten nicht sämtliche, zur Verfügung stehenden
Verkehrswege genutzt werden können.
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Darüber hinaus
wird im Stand der Technik die Konstruktion bekannter Vorschubsysteme
als nachteilig empfunden, die auf Seil- oder Kettenzügen beruhen,
da diese erhebliche Gefahren bergen in dem Fall, wenn ein Seil oder
Kettenzug aufgrund der erheblichen Belastung, die bei der Arbeit
mit einer solchen Bohranlage entsteht, reißt.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine mobile Bohranlage zur Verfügung zu
stellen, die die vorgenannten Nachteile überwindet und insbesondere eine
höhere
Mobilität
und höhere
Sicherheit bereitstellt.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass
der Mast in wenigstens zwei Mastabschnitte unterteilt ist, die aneinander
klappbar befestigt sind. Gemäß einem
anderen Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Vorschubsystem,
welches mehrere Zylinder-Kolben-Aggregate umfasst, von denen wenigstens
eines umgekehrt orientiert angeordnet ist zu wenigstens einem anderen,
wobei alle Zylinder-Kolben-Aggregate gleichzeitig, insbesondere
hydraulisch gleichzeitig ansteuerbar/angesteuert sind.
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Hierbei
sind die vorgenannten erfindungsgemäßen Konstruktionen sowohl für sich alleine
genommen separat an mobilen Bohranlagen realisierbar als auch in
einer erfindungsgemäß besonders
bevorzugten Ausgestaltung in Kombination, da gerade das erfindungsgemäße Vorschubsystem
bei einem erfindungsgemäß in wenigstens
zwei Mastabschnitte unterteilbaren Mast besondere Vorteile bietet.
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Eine
Unterteilung des Mastes einer solchen erfindungsgemäßen Bohranlage
in wenigstens zwei Mastabschnitte, die aneinander klappbar befestigt sind,
hat den besonderen Vorteil, dass ein Mast, insbesondere je nach
Anordnung des Klappmechanismus zwischen den beiden Mastabschnitten
sowohl in der Arbeitslage als auch in der Transportlage durch ein
Umklappen des oberen Mastabschnittes in der Länge deutlich reduziert werden
kann.
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Hierbei
wird unter dem oberen Mastabschnitt derjenige Mastabschnitt verstanden,
der in einer angenommenen vertikalen Arbeitslage des Mastes oben
angeordnet ist. Bezogen auf diese Erfindungsbeschreibung sind sämtliche
Orientierungsangaben bezüglich
der im Wesentlichen vertikalen Arbeitslage des Mastes zu verstehen,
sofern nicht ausdrücklich eine
andere Bezugnahme genannt ist.
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So
kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass die wenigstens zwei Mastabschnitte, erfindungsgemäß besonders
bevorzugt genau zwei Mastabschnitte, eines Mastes einer solchen
mobilen Bohranlage durch einen Gelenkmechanismus untereinander verbunden
sind, wobei es weiterhin vorgesehen ist, einen solchen Gelenkmechanismus
arretierbar auszugestalten, um in einer aufgeklappten Position,
an der sich die wenigstens zwei Mastabschnitte zu einem Gesamtmast
einer gewünschten Länge ergänzen, starr
und sicher miteinander verbunden sind, um den Vorschub des Bohrantriebs über die
gesamte Mastlänge
sowie auch die Aufnahme der entstehenden Kräfte zu gewährleisten.
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Hierfür kann es
vorgesehen sein, bezogen auf den Mastquerschnitt auf einer Seite
eine gelenkige Verbindung vorzusehen und beispielsweise auf einer
gegenüberliegenden
Seite einen Arretierungsmechanismus anzuordnen, der manuell oder
auch automatisch durch eine übergeordnete
Steuerung arretierbar und lösbar
ausgestaltet sein kann. Insbesondere kann es hierbei auch vorgesehen
sein, nach einer Lösung
eines solchen Arretierungsmechanismusses einen Mastabschnitt gegenüber einem
anderen Mastabschnitt manuell oder aber auch alternativ mittels
eines Antriebs, beispielsweise einem hydraulischen Antrieb, umzuklappen.
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Hierbei
kann das automatisierte Umklappen mittels eines Antriebs grundsätzlich in
jeder Lage des Mastes, also z. B. in der Transport- wie auch in
der Arbeitslage erfolgen, wobei es insbesondere für ein manuelles
Umklappen der Abschnitte vorgesehen sein kann, dass dieses in der
Transportlage erfolgt sowie besonders bevorzugt in einer Ebene parallel zur
Erdoberfläche,
wenn die Lage des Mastes in der Transportlage im Wesentlichen horizontal
ist.
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Hierbei
wird eine gelenkige Verbindung zwischen den Mastabschnitten bevorzugterweise
derart ausgebildet sein, dass die Drehachse, um die das Klappen
bzw. Verschwenken der Mastabschnitte erfolgt, in der im Wesentlichen
horizontalen Transportlage im Wesentlichen vertikal ist. So kann
es vorgesehen sein, dass in der Transportlage ein Mastabschnitt,
insbesondere der obere Mastabschnitt, seitlich neben den unteren
Mastabschnitt legbar ist, dadurch dass die gelenkige Verbindung
eine 180 Grad-Verschwenkung der Mastabschnitte zueinander gestattet.
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Bei
sämtlichen
Anordnungen einer gelenkigen Verbindung zwischen zwei Mastabschnitten
wird es erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass ein Mastabschnitt durch ein Umklappen zumindest im Wesentlichen
parallel neben einen anderen Mastabschnitt klappbar ist. Dies kann
alternativ zu der vorgenannten Möglichkeit
auch derart erfolgen, dass in einer Transportlage mit im Wesentlichen
horizontaler Ausrichtung des Mastes ein Abschnitt statt horizonatl neben
den anderen auch unter bzw. über
den anderen Mastabschnitt klappbar ist.
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Gemäß der Erfindung
ist es dabei vorgesehen, bei genau zwei Mastabschnitten eine einmalige Klappung
des Mastes zu erzielen, wobei es grundsätzlich auch möglich ist,
mehrere gelenkige Verbindungen am Mast vorzusehen, um mehr als zwei Mastabschnitte
zu realisieren und so den Mast nicht nur einfach umzuklappen, sondern
gegebenenfalls auch mehrfach.
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Erfindungsgemäß weist
die Ausgestaltung des Mastes mit wenigstens zwei zueinander klappbaren
Mastabschnitten den besonderen Vorteil auf, dass insbesondere in
der Transportlage eine deutlich geringere Baulänge erzielbar ist gegenüber einem Mast,
der nicht klappbar ist. So vergrößert sich
hierdurch die Mobilität
einer derartigen mobilen Bohranlage, da nunmehr auch engere Verkehrswege
aufgrund des reduzierten Wenderadius befahrbar sind.
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In
einer Ausführung
der Erfindung kann es dabei vorgesehen sein, dass bei zwei klappbaren Mastabschnitten
und insoweit nur einer gelenkigen Verbindung zwischen den Mastabschnitten
eines Mastes die beiden Mastabschnitte im Wesentlichen gleiche Länge aufweisen.
Eine derartige Ausführung eines
Mastes einer solchen erfindungsgemäßen Bohranlage hat dabei den
Vorteil, dass hierdurch die bei nur einer einzigen vorgesehenen
Einklappmöglichkeit
geringste Länge
des Mastes im eingeklappten Zustand und somit insbesondere in der
Transportlage des Mastes erzielt werden kann.
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In
einer anderen Ausführung
kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass bei zwei klappbaren Mastabschnitten
der obere Mastabschnitt kürzer
ist als der untere Mastabschnitt. Beispielsweise kann hierbei der
obere Mastabschnitt eine Länge
von 70–80%
der Länge
des unteren Mastabschnittes aufweisen. Zwar lässt sich hierdurch nicht eine
derart kurze Länge
erzielen wie bei einer gleichen Länge der beiden Mastabschnitte,
dies kann jedoch andere Vorteile bieten, die beispielsweise darin
zu sehen sind, dass aufgrund der größeren Länge des unteren Mastabschnittes
in der Transportlage der Bohrantrieb entlang der verbleibenden Länge des
unteren Mastabschnittes mittels eines vorgesehenen Vorschubsystems
mit einer größeren Variabilität positioniert werden
kann.
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So
kann in der Transportlage eines eingeklappten Mastes beispielsweise
der Bohrantrieb so über
die etwas größere Länge des
unteren Mastabschnittes verschoben werden, so dass sich eine bessere
Gewichtsverteilung der mobilen Bohranlage für den Transport ergibt, beispielsweise
das Gewicht gleichmäßiger zwischen
zwei Achsen eines Aufliegers oder eines LKWs verteilt ist.
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Neben
dem eingangs genannten Sicherheitsaspekt können gerade die letztgenannten
Vorzüge
der Verschiebbarkeit des Bohrantriebs innerhalb des Länge des
unteren Mastabschnittes in der Transportlage ebenso mit dem eingangs
genannten erfindungsgemäßen Vorschubsystem
realisiert werden. In einer erfindungsgemäß besonders bevorzugten Weiterbildung
ist es daher vorgesehen, neben dem klappbaren Mast in der mobilen
Bohranlage gleichzeitig auch das genannte erfindungsgemäße Vorschubsystem
bereitzustellen.
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Dieses
Vorschubsystem hat aufgrund der umgekehrten Orientierung der Zylinder-Kolben-Aggregate
zueinander den besonderen Vorteil, dass dieses bezogen auf seine
Länge sehr
kurzbauend ausgeführt
werden kann und somit im eingefahrenen Zustand vollständig innerhalb
der Länge
des unteren Mastabschnittes angeordnet werden kann, bevorzugt innerhalb
des Querschnittes des Mastes, so dass die Möglichkeit besteht, dieses Vorschubsystem
selbst innerhalb der Transportlage noch zur Verschiebung des Bohrantriebs
zu verwenden, wenn die Länge
des eingefahrenen Vorschubsystems kleiner ist als die Länge des
unteren Mastabschnittes. So kann eine Verschiebung des Bohrantriebs
im Bereich der Längendifferenz
zwischen Mast und eingefahrenem Vorschubsystem erzielt werden.
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Die
besonders kurzbauende Konstruktion wird hierbei gerade durch die
umgekehrte Orientierung der Zylinder-Kolben-Aggregate erreicht,
da hierdurch bewirkt werden kann, dass im vollständige eingefahrenem Zustand
der Kolbenstangen in den Zylindern die Länge des Vorschubsystems im
Wesentlichen nur durch die Zylinderlänge zuzüglich der darüber hinausstehenden
Kolbenstangenabschnitte definiert wird, wohingegen die ausgefahrene
Länge sich demgegenüber vergrößert, je
nach Anordnung der Zylinder-Kolben-Aggregate zueinander, um wenigstens
die doppelte Ausfahrlänge
der Kolbenstange eines der Zylinder-Kolben-Aggregate, zumindest
sofern bevorzugt identische Zylinder-Kolben-Aggregate eingesetzt werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführung kann
es hierbei vorgesehen sein, dass alle Zylinder-Kolben-Aggregate
zueinander parallel nebeneinander angeordnet sind und die Zylinder
aller Zylinder-Kolben-Aggregate zu einem Zylinderpaket verbunden
sind, in welchem die Zylinder der Zylinder-Kolben-Aggregate relativ
zueinander ortsfest sind.
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Bezogen
auf eine angenommene vertikale Arbeitslage des Mastes ergibt sich
somit ein Vorschubsystem, welches mit den Enden der Kolbenstangen
der Zylinder-Kolben-Aggregate einerseits am Schlitten des Bohrantriebs
und andererseits am unteren Ende des Mastes befestigt sein kann.
Dabei wird bewirkt, dass durch die Ansteuerung des Vorschubsystems
und durch das Ausfahren der Kolbenstangen zum einen das gebildete
Zylinderpaket nach oben verschoben wird, wobei andererseits aus
dem Zylinderpaket nach oben wenigstens eine Kolbenstange zumindest
eines umgekehrt orientierten Zylinder-Kolben-Aggregates ausfährt.
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Aufgrund
der bevorzugt vorgesehenen gleichzeitigen, insbesondere hydraulischen
Ansteuerung der Zylinder-Kolben-Aggregate sind diese alle gleichzeitig
druckbeaufschlagt, so dass zumindest theoretisch das Ausfahren der
Kolbenstangen bei sämtlichen
der Zylinder-Kolben-Aggregate gleichzeitig erfolgt. In der Praxis
kann es jedoch vorkommen, dass die Kolbenstangen nicht exakt gleichzeitig
ausfahren, was an unterschiedlicher Belastung der Zylinder-Kolben-Aggregate bzw. an
unterschiedlichen inneren Reibungen der Aggregate liegen kann. Dies
ist jedoch für
den Betrieb der mobilen Bohranlage mit einem erfindungsgemäßen hydraulischen
Vorschubsystem unerheblich.
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In
einer einfachen Ausgestaltung des Vorschubsystems kann es dabei
vorgesehen sein, dass parallel nebeneinander zwei Zylinder-Kolben-Aggregate
angeordnet sind, die zueinander umgekehrt orientiert sind und somit
in der Vorschubrichtung der jeweiligen Kolbenstangen gegenläufig arbeiten
bei gleichzeitiger hydraulischer Ansteuerung.
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Da
bei einer solchen einfachen Ausgestaltung gegebenenfalls nicht akzeptable
Biegemomente entstehen können,
da die jeweiligen Kraftachsen seitlich parallel nebeneinander liegen,
ist es in einer besonders bevorzugten Ausführung vorgesehen, dass das
Vorschubsystem drei Zylinder-Kolben-Aggregate umfasst, von denen
das mittlere Aggregat umgekehrt orientiert ist zu den beiden äußeren. Hierdurch
ergibt sich der Vorteil, dass der durch das mittlere Zylinder-Kolben-Aggregat erzeugte
Kraftvektor exakt zwischen den Kraftvektoren der beiden äußeren Zylinder-Kolben-Aggregaten
liegt, so dass sich keine Dreh- oder Biegemomente ergeben, da die
wirkenden Kräfte
durch die beiden äußeren Zylinder-Kolben-Aggregate
gleichmäßig aufgefangen werden.
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Eine
hydraulische Verschaltung der verschiedenen genannten oder auch
nicht genannten möglichen
Ausführungen
des Vorschubsystems kann hierbei in bevorzugter Weise derart vorgenommen werden,
dass sowohl die Kolbenseiten aller Zylinder-Kolben-Aggregate untereinander
hydraulisch verbunden sind, ebenso wie die Ringseiten der Zylinder-Kolben-Aggregate
alle untereinander hydraulisch verbunden sind. Hierdurch wird bewirkt,
dass eine Ansteuerung der Kolben- oder der Ringseite immer auf alle
Zylinder-Kolben-Aggregate gleichzeitig wirkt. Durch die Tatsache,
dass gemäß der bevorzugten Ausführung die
Zylinder der Zylinder-Kolben-Aggregate zu einem festen Paket zusammengefasst
sind, wird dann auch der besondere Vorteil erreicht, dass die Verrohrung
zwischen den Ring- bzw. Kolbenseiten relativ zu diesem Zylinderpaket
ortsfest ist, so dass sich keine relativ zum Zylinderpaket oder
auch dem Mast bewegten hydraulischen Rohr- oder Schlauchleitungen
in dem Vorschubsystem ergeben.
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In
einer weiterhin besonders bevorzugten Ausgestaltung des genannten
bevorzugten Vorschubsystems mit den drei Zylinder-Kolben-Aggregaten
kann es sodann auch weiterhin vorgesehen sein, dass eine hydraulische
Verschaltung des Vorschubsystems derart vorgenommen wird, dass eine hydraulische
Fluidzuführung
durch das Innere der Kolbenstange eines der beiden äußeren Zylinder-Kolben-Aggregate
bis auf die Kolbenseite dieses Aggregates erfolgt, wobei wiederum
die Kolbenseiten aller Zylinder-Kolben-Aggregate miteinander hydraulisch
verbunden sind und weiterhin auch eine hydraulische Fluidzuführung durch
das Innere der Kolbenstange des anderen äußeren Zylinder-Kolben-Aggregates bis auf
die Ringseite dieses Aggregates erfolgt, wobei dann ebenso die Ringseiten
aller Zylinder-Kolben-Aggregate miteinander hydraulisch verbunden
sind.
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Diese
Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass die Fluidzuführung sowohl
für das
Einfahren als auch das Ausfahren des Vorschubsystems über die
beiden Enden der Kolbenstangen der äußeren Zylinder-Kolben-Aggregate
erfolgt, die bevorzugt mit diesen Enden ortsfest am unteren Ende
des Mastes angeordnet sein können.
Da hier die Zuführung des
Fluids bzw. auch die Abführung
und insoweit allgemein die Fluidbeaufschlagung über die relativ zum unteren
Ende des Mastes ortsfesten Enden der Kolbenstangen erfolgt, ergeben
sich somit auch bei der Zuführung
und Abführung
des Fluids keine bewegten Teile, wie z. B. Rohr- oder Schlauchleitungen. Dies macht
insgesamt das Gesamtsystem unanfällig
gegen Fehler, die durch bewegte hydraulische Leitungen und dadurch
eventuell entstehende Undichtigkeit auftreten können.
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Gegenüber den
bekannten Seil- oder Kettenzugsystem weist ein solches hydraulisches
System darüber
hinaus ein wesentlich höhere
Sicherheit auf, so dass ein solches erfindungsgemäßes Vorschubsystem
auch bei einer üblichen
mobilen Bohranlage ohne geteilten Mast eingesetzt werden kann.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführung,
bei der zwei Mastabschnitte in der Transportlage untereinander geklappt
sind
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2 eine
Ausführung,
bei der zwei Mastabschnitte in der Transportlage auf gleicher Höhe zur Erdoberfläche nebeneinander
geklappt sind
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3 eine
seitliche Ansicht, bei der der Mast im noch umgeklappten Zustand
der beiden Mastabschnitte gemäß der 2 in
eine im Wesentlichen vertikale Arbeitslage aufgerichtet ist
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4 die
Detailansicht eines Mastes gemäß der Ausführung nach 2 und 3 mit
im unteren Mastabschnitt angeordnetem Vorschubsystem
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5 die
Detailansicht eines erfindungsgemäßen Vorschubsystems im eingefahrenen
Zustand
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6 die
Detailansicht eines erfindungsgemäßen Vorschubsystems im ausgefahrenen
Zustand
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7 die
Prinzipdarstellung der hydraulischen Verschaltung des erfindungsgemäßen Vorschubsystems
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Die 1 zeigt
in einer Übersichtsdarstellung
eine erfindungsgemäße mobile
Bohranlage 1 für die
Erstellung von Bohrungen in Erdreich mit einem grundsätzlich beliebigen
jedoch bevorzugt erfindungsgemäßen Vorschubsystem.
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Erkennbar
ist hier eine mobile Basis 2, die hier gebildet wird durch
einen Aufbau auf einem Raupenfahrzeug 3. Alternativ kann
hier selbstverständlich
auch ein anderes Fahrzeug, wie ein LKW oder ein Auflieger oder Anhänger vorgesehen
sein. Die mobile Basis 2 weist eine gelenkige Verbindung 4 auf,
um die herum der hier erfindungsgemäß zweigeteilte Mast mit den
beiden Mastabschnitten 5a und 5b aus der hier
dargestellten, im Wesentlichen horizontalen Transportlage in eine
Arbeitslage aufrichtbar ist, die beispielsweise vertikal ausgerichtet
sein kann. Bei der hier dargestellten Ausführung ist die Verbindung zwischen
den beiden Mastabschnitten 5a und 5b über ein
Gelenk 6 derart, dass der obere Mastabschnitt 5a unter
den unteren Mastabschnitt 5b geklappt werden kann für den Transport.
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Erkennbar
ist hier bereits, dass der Mast an seinen beiden Abschnitten jeweils
eine Schienenführung 7 aufweist,
in der ein Schlitten 8 verschieblich ist, welcher einen
Bohrantrieb 9 trägt.
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Ebenfalls
erkennbar ist hier am unteren Bereich des Mastabschnittes 5b eine
sogenannte Abfangvorrichtung 10, die dafür vorgesehen
ist, bei einem Wechsel bzw. Einsatz eines weiteren Bohrgestängeabschnittes
die jeweiligen Enden der Bohrgestängeabschnitte festzuhalten.
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Nicht
erkennbar ist in dieser Darstellung ein Vorschubsystem, welches
dafür vorgesehen
ist, den Schlitten 8 mitsamt des Bohrantriebs 9 innerhalb
der Schienenführung 7 des
Mastes 5 hin- und herzuverschieben. Dabei kann insbesondere
auch in der hier dargestellten Transportlage mittels dieses Vorschubsystems
der Bohrantrieb mit seinem Schlitten 8 bevorzugt beliebig
innerhalb der Länge
des unteren Mastabschnittes 5b positioniert werden, um
für den Transport
für eine
gleichmäßige Gewichtsverteilung zu
sorgen.
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Schematisch
ist in dieser Darstellung noch ergänzend ein Aggregat 11 dargestellt,
welches vorgesehen ist, das hydraulische Arbeitsfluid zum Betrieb
zur Verfügung
zu stellen, insbesondere für
den Betrieb des Bohrantriebs sowie für den Betrieb des Vorschubsystems.
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Erkennbar
ist hier, dass die Gesamtlänge
der mobilen Bohranlage, abgesehen von dem hydraulischen Aggregat 11,
im Wesentlichen gegeben ist durch die Länge des unteren Mastabschnittes 5b. Diese
Länge ist
deutlich kürzer
als sie wäre
mit einem üblichen
Mast, der nicht abgeklappt ist, so dass eine derartige erfindungsgemäße mobile
Bohranlage einfacher zu transportieren ist.
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Gegenüber der 1 zeigt
die 2 eine mobile Bohranlage, bei welcher an der mobilen
Basis 2 das Fahrzeug nicht dargestellt ist. Die mobile
Basis weist hier, ebenso wie es bei der Anordnung gemäß der 1 sein
kann, einen hydraulischen Antrieb 2a auf, um den zweiteiligen
Mast 5, von welchem hier in der seitlichen Ansicht nur
der untere Abschnitt 5b sichtbar ist, aus einer Transportlage
in die hier dargestellte Arbeitslage verschwenkbar ist.
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Die 3 zeigt
in einer hierzu senkrechten Ansicht, dass bei dieser Ausführung gegenüber der Ausführung nach
der 1 der obere Mastabschnitt 5a derart seitlich
neben den unteren Abschnitt 5b gekippt ist, so dass dieser
in der Transportlage in derselben Ebene parallel zum Untergrund
angeordnet ist.
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Erkennbar
ist hier des Weiteren wiederum die Abfangvorrichtung 10 sowie
auch der Bohrantrieb 9, der mittels des Schlittens 8 in
der Führungsschiene 7 der
beiden Mastabschnitte verschieblich geführt ist.
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Ersichtlich
kann hier mit Bezug auf die 3 der obere
Mastabschnitt 5 um die gelenkige Verbindung 6 herum
in der Ebene der zeichnerischen Darstellung um 180 Grad umgeklappt
werden, so dass sich die Gesamtlänge
des Mastes aus dem unteren und oberen Mastabschnitt ergibt. Da sich
die Schienenführung
wie auch in der 1 über die beiden Mastabschnitte
erstreckt und durch das Umklappen die entsprechenden Schienenabschnitte
der Mastabschnitte unmittelbar aneinander angrenzen, kann der Bohrantrieb 9 mit
seinem Schlitten 8 über
die gesamte Länge
des Mastes verschoben werden mittels eines weiterhin vorgesehenen
insbesondere des erfindungsgemäßen Vorschubsystems.
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Die 4 zeigt
in einer weiteren Darstellung die Anordnung eines erfindungsgemäßen Vorschubsystems 11,
welches im Bereich des unteren Mastabschnittes 5b eines
Mastes gemäß der 2 und 3 angeordnet
ist. Dieselbe Anordnung trifft hier auch zu für eine Mastkonstruktion gemäß der 1, bei
welcher der Mast in einer anderen Ebene senkrecht zu der gemäß den 2 und 3 umklappbar
ist.
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Erkennbar
ist hier, dass das Vorschubsystem drei parallel nebeneinander angeordnete
Zylinder-Kolben-Aggregate 12a, 12b und 12c aufweist, die
eine gleiche Länge
aufweisen, wobei das mittig zwischen den beiden äußeren Aggregaten 12a und 12b angeordnete
Zylinder-Kolben-Aggregat 12c eine umgekehrte Orientierung
aufweist als die beiden äußeren Aggregate.
In der hier dargestellten eingefahrenen Situation ist die Gesamtlänge des
Vorschubsystems geringer als die Länge des unteren Mastabschnittes 5b,
so dass hier noch ein Verschiebeweg über die Länge der Differenz zwischen
der Länge
des unteren Mastabschnittes 5b und der eingefahrenen Länge des
Vorschubsystems besteht, um den hier nicht dargestellten Schlitten 8 des
Bohrantriebs in der Transportlage wie gewünscht zu positionieren.
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Das
hier dargestellte Vorschubsystem ist dabei vollständig innerhalb
des Mastquerschnittes angeordnet und kann sich bei einem Ausfahren
der Zylinder-Kolben-Aggregate über den
unteren Mastabschnitt 5b bis in den Mastabschnitt 5a hinein
oder auch darüber
hinaus erstrecken, sofern dieser nach einem Umklappen den unteren
Mastabschnitt 5b zu einem Gesamtmast verlängert.
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In
einer detaillierteren Darstellung ist das Vorschubsystem 11 in
den 5 im eingefahrenen Zustand und in der 6 im
ausgefahrenen Zustand dargestellt.
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Hier
ist insbesondere mit Bezug auf die 6 zu erkennen,
dass die drei Zylinder der Zylinder-Kolben-Aggregate 12a,
b und c zu einem Zylinderpaket verbunden sind, in welchem die Zylinder
relativ zueinander ortsfest sind. Dies wird hier dadurch erreicht,
dass die Zylinder der drei Zylinder-Kolben-Aggregate bezogen auf
die hier dargestellte vertikale Arbeitsposition am unteren Ende
fest durch ein Verbindungselement, insbesondere eine Verbindungsplatte 13 verbunden
sind, wobei die Kolbenstangen 14a und b der beiden äußeren Zylinder-Kolben-Aggregate
dieses Verbindungselement 13 ungehindert durchdringen können.
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Die
unteren Enden der Kolbenstangen 14a und b sind weiterhin über eine
Befestigung 15 z. B. einer Platte mit dem unteren Mastende
verbunden, so dass sich bei einem Ausfahren der Kolbenstangen 14a und 14b,
welches aufgrund der hydraulischen Verschaltung gleichzeitig erfolgt,
das gesamte Zylinderpaket von der Befestigungsstelle am unteren Ende
des Mastes entfernt, so wie es die 6 zeigt. Das
Zylinderpaket ist weiterhin am oberen Ende mit einer Platte 16 verbunden,
durch die hier die Kolbenstange 17 des mittleren Zylinder-Kolben- Aggregates frei hindurchtreten
und somit ausfahren kann, wie es ebenso die 6 zeigt.
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So
wird mit dieser Konstruktion erreicht, dass gegenüber der
komplett eingefahrenen Situation, wie es die 5 zeigt,
das gesamte Vorschubsystem seine Gesamtlänge bei einem Ausfahren der
Zylinder-Kolben-Aggregate im Wesentlichen verdreifachen kann gegenüber der
eingefahrenen Länge.
So ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
die Länge
der Zylinder-Kolben-Aggregate derart abzustimmen, dass bei einem
vollständigen
Ausfahren mit dem oberen Ende der Kolbenstange 17 des mittleren
Zylinder-Kolben-Aggregates die Gesamthöhe des Mastes erreicht wird
oder gegebenenfalls sogar darüber hinausgeht,
um den Schlitten 8 bis an das obere Ende des Mastes 5 bzw.
dessen oberen Mastabschnitt 5a bewegen zu können.
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Durch
diese Konstruktion wird weiterhin erreicht, so wie es die 4 zeigt,
dass bei einem vollständigen
Einfahren des Vorschubsystems dessen Länge geringer ist als die Länge des
unteren Mastabschnittes 5 und somit noch ein Verschiebeweg
zur Positionierung des Bohrantriebs in der Transportlage verbleibt.
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Bei
der hier dargestellten Anordnung des erfindungsgemäßen Vorschubsystems
ist es neben der Befestigung der unteren Enden der Kolbenstangen 14a und 14b der äußeren Zylinder-Kolben-Aggregate am
Mast dementsprechend vorgesehen, das obere Ende der Kolbenstange 17 des
mittleren Zylinder-Kolben-Aggregates am Schlitten zu befestigen, um
so die Verschiebbarkeit des Schlittens gegenüber dem Mast zu realisieren.
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Um
hier eine günstige
hydraulisch vorteilhafte Verschaltung zu erzielen, kann es vorgesehen sein,
so wie es die 7 zeigt, von einem in diesen Figuren
nicht dargestellten hydraulischen Aggregat die hydraulische Arbeitsflüssigkeit
in das Vorschubsystem jeweils durch die unteren Enden der zumindest
bereichsweise hohl ausgeführten
Kolbenstangen 14a und 14b der beiden äußeren Zylinder-Kolben-Aggregate 12a und 12b zuzuführen. Hierbei
erfolgt die Zuführung
derart, dass das Fluid einerseits über eine Leitung 18 in
das untere Ende der Zylinder-Kolben-Stange 14a eingeleitet
wird und kolbenseitig in den Arbeitsraum 19 des Zylinder-Kolben-Aggregates
gelangt. Hierbei sind weiterhin die jeweiligen kolbenseitigen Arbeitsräume 19b und 19c der anderen
Zylinder-Kolben-Aggregate fluidtechnisch mit dem so beaufschlagten
kolbenseitigen Arbeitsraum 19a verbunden, so dass durch
eine Fluidbeaufschlagung gleichzeitig sich alle drei Zylinder-Kolben-Aggregate
bewegen, d. h. bei dieser Ausführung der
Fluidbeaufschlagung die Kolbenstangen ausfahren. Hierbei kann es
vorkommen, dass aufgrund unterschiedlicher interner Reibungen ein
nicht exakt gleichzeitiges Ausfahren aller Kolbenstangen erreicht
wird, sondern dass diese gegebenenfalls auch erst nacheinander ausfahren.
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Andererseits
wird durch eine Fluidleitung 20 Arbeitsfluid in das untere
Ende einer ebenso hohl ausgebildeten Kolbenstange 14b des
Zylinder-Kolben-Aggregates 12b eingeleitet, welches jedoch
in dem Zylinder-Kolben-Aggregat 12b durch eine in der Kolbenstange
radiale Bohrung 21 ringseitig in den Arbeitsraum 22b des
Zylinder-Kolben-Aggregates 12b eintritt. Die ringseitigen
Arbeitsräume 22a und 22c sind
dabei ebenso hydraulisch mit dem Arbeitsraum 22b verbunden,
so dass bei einer Druckbeaufschlagung über die Leitung 20 und
Wegnahme des Druckes über
die Leitung 18 sich das Vorschubsystem wieder zusammenschiebt.
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Hierbei
ist weiterhin erkennbar, dass aufgrund der Verbindung der Zylinder
der einzelnen Aggregate 12a, b und c sich das gesamte Paket
der Zylinder gleichzeitig bewegt und somit eine feste Verrohrung
der kolben- bzw. ringseitigen Arbeitsräume der einzelnen Aggregate
erfolgen kann, ohne dass diese Verrohrung bei der Betätigung des
Vorschubsystems eine Bewegung erfährt. Darüber hinaus ist auch die Verrohrung
mit der Fluidzuführung 18 und 20 ortsfest
und ohne jegliche Bewegung, da die unteren Enden der Kolbenstangen 14a und 14b der
beiden äußeren Aggregate
insbesondere über
die Verbindungsplatte 15 oder direkt ortsfest am Mast befestigt
sind. Deutlich wird hier, dass durch die dargestellte Mastkonstruktion
eine sehr klein-insbesondere kurzbauende mobile Bohranlage realisierbar
ist, wobei je nach Ebene der Verklappung zwischen den beiden Mastabschnitten
auch eine geringere Bauhöhe
erzielt werden kann.
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Darüber hinaus
wird durch das erfindungsgemäße Vorschubsystem
zum einen eine sehr wartungsarme Möglichkeit der Bewegung eines
Schlittens entlang des Mastes geschaffen und weiterhin aufgrund
der Möglichkeit,
dass im eingefahrenen Zustand das Vorschubsystem vollständig innerhalb
des unteren Mastabschnittes angeordnet ist, auch die Möglichkeit
geschaffen, den Mast zu klappen und den Bohrantrieb in der Transportlage
weiterhin frei zu bewegen und zu positionieren, um eine Austarierung der
mobilen Anlage zu schaffen.
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Bezüglich sämtlicher
Ausführungen
ist festzustellen, dass die in Verbindung mit einer Ausführung genannten
technischen Merkmale nicht nur bei der spezifischen Ausführung eingesetzt
werden können,
sondern auch bei den jeweils anderen Ausführungen. Sämtliche offenbarten technischen
Merkmale dieser Erfindungsbeschreibung sind als erfindungswesentlich
einzustufen und beliebig miteinander kombinierbar oder in Alleinstellung
einsetzbar.