DE102015009062A1

DE102015009062A1 - Bohranlage

Info

Publication number: DE102015009062A1
Application number: DE102015009062.3A
Authority: DE
Inventors: Werner Wurm
Original assignee: PRIME DRILLING GmbH
Current assignee: PRIME DRILLING GmbH
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2017-01-19

Abstract

Bohranlage (1) mit einem auf einer Trägeranordnung (2) angeordneten, neigungsveränderlich aufrichtbaren Bohrmast (3), einem daran angeordneten, einen Bohrkopf (7) tragenden Schlitten (6), der am Bohrmast (3) mittels sich in Längsrichtung des Bohrmasts (3) erstreckenden Führungsflächen (4) geführt ist und mittels wenigstens eines Vorschubmotors (8) mit wenigstens einem durch den Vorschubmotor (8) angetriebenen, in wenigstens eine parallel zu den Führungsflächen (4) verlaufende Zahnstange (5) eingreifenden Ritzels (8a) in Längsrichtung des Bohrmasts (3) gesteuert verfahrbar ist, wobei der Schlitten (6) mittels einer Vorschubbremsenanordnung (9) beim Betrieb der Bohranlage (1) aktiv in einem gelösten Zustand gehalten wird und bei Außerbetriebnahme der Bohranlage (1) oder Ausfall ihrer Energieversorgung passiv durch eine Spannkraft in einen angelegten Zustand bringbar ist. Um die Konstruktion einer derartigen Bohranlage (1) zu vereinfachen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorschubbremsenanordnung (9) wenigstens einen am Schlitten (6) angeordneten Zahnstangenabschnitt (14) umfasst, der in Querrichtung zum Bohrmast (3) verschiebbar, in Längsrichtung des Bohrmasts (3) höchstens begrenzt verschiebbar geführt ist und der durch aktive Kraftbeaufschlagung außer Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange (5) am Bohrmast (3) gehalten wird und durch Aufhebung der Kraftbeaufschlagung durch Federkraft in Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange (5) bringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohranlage mit einem auf einer Trägeranordnung angeordneten, neigungsveränderlich ausrichtbaren Bohrmast, einem daran angeordneten, einen Bohrkopf tragenden Schlitten, der am Bohrmast mittels sich in Längsrichtung des Bohrmasts erstreckenden Führungsflächen geführt ist und mittels wenigstens eines Vorschubmotors mit wenigstens einem durch den Vorschubmotor angetriebenen, in wenigstens eine parallel zu den Führungsflächen verlaufende Zahnstange eingreifenden Ritzels in Längsrichtung des Bohrmasts gesteuert verfahrbar ist, wobei der Schlitten mittels einer Vorschubbremsenanordnung beim Betrieb der Bohranlage aktiv in einem gelösten Zustand gehalten wird und bei Außerbetriebnahme der Bohranlage oder Ausfall ihrer Energieversorgung passiv durch eine Spannkraft in einen angelegten Zustand bringbar ist.
Eine derartige Bohranlage ist in der DE 20 2004 001 258 U1 offenbart. Bei dieser Bohranlage ist zwischen den Vorschubmotoren und den Ritzeln jeweils eine Haltebremse vorgesehen, die als hydraulische Lamellenbremsen ausgebildet sind, die in drucklosem Zustand durch eine Vorspannkraft festgestellt sind und durch Anlegen eines hydraulischen Drucks lösen.
Die Haltebremse ist konstruktiv aufwendig, da sie zwischen den Vorschubmotoren und den Ritzeln angeordnet ist. Dies erfordert eine besondere, konstruktive Anpassung, insbesondere wenn zwischen den Vorschubmotoren und den Ritzeln jeweils ein Getriebe vorgesehen ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bohranlage mit einem Vorschubbremse zu versehen, die einfach aufgebaut ist und keine besonderen, konstruktiven Anpassungen im Bereich der Vorschubmotoren für den den Bohrkopf tragenden Schlitten erfordert.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Bohranlage der eingangs erwähnten Art dadurch, dass die Vorschubbremsenanordnung wenigstens einen am Schlitten angeordneten Zahnstangenabschnitt umfasst, der in Querrichtung zum Bohrmast hin verschiebbar und in Längsrichtung des Bohrmasts nur begrenzt verschiebbar geführt ist und der durch aktive Kraftbeaufschlagung außer Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange am Bohrmast gehalten und durch Aufhebung der Kraftbeaufschlagung durch Federkraft in Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange bringbar ist.
Gegenüber dem vorerwähnten Stand der Technik ist die Vorschubbremsenanordnung nicht in den Vorschubantrieb des den Bohrkopf tragenden Schlittens integriert, sondern außerhalb des Vorschubantriebs direkt am Schlitten in dafür vorgesehenen Aufnahmen angeordnet. Dies vereinfacht den konstruktiven Aufwand und erlaubt es, auch bereits in Betrieb befindliche Bohranlagen nachträglich mit einer derartigen Vorschubbremse auszustatten.
Zu diesem Zweck umfasst wenigstens die Vorschubbremsenanordnung ein Gehäuse, in dem wenigstens eine Kolben-Zylinder-Einheit und wenigstens ein Federelement angeordnet sind, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit dazu eingerichtet ist, den Zahnstangenabschnitt beim Betrieb der Bohranlage außer Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange zu bewegen und das Federelement dazu eingerichtet ist, den Zahnstangenabschnitt bei Außerbetriebnahme der Bohranlage oder Ausfall ihrer Energieversorgung in Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange zu bewegen.
Um das Eingreifen des Zahnstangenabschnitts in die Zahnstange zu erleichtern, kann an der wenigstens einen Vorschubbremsenanordnung ein federbelastetes Führungselement angeordnet sein, das dazu eingerichtet ist, eine begrenzte Bewegung der wenigstens einen Vorschubbremsenanordnung parallel zur Zahnstange zuzulassen. Hierdurch wird erreicht, dass sich die Vorschubbremsenanordnung geringfügig parallel zur Zahnstange bewegen kann, wenn sich beispielsweise ein Zahn oder mehrere Zähne des Zahnstangenabschnitts Kopf auf Kopf eines Zahns oder mehrerer der Zähne der Zahnstange befinden und sich in Richtung einer Zahnlücke oder mehrerer Zahnlücken bewegen können, um dann in diese unter der Federwirkung hineinzuspringen.
Wenn eine Bohranlage nachträglich mit der Vorschubbremsenanordnung ausgestattet werden soll, genügt es, die wenigstens eine Vorschubbremsenanordnung mittels eines die Vorschubbremsenanordnung aufnehmenden Andockelements an dem Schlitten lösbar zu befestigen. Dieses Andockelement lässt sich vorzugsweise am oberen Endbereich des Schlittens, der im Allgemeinen frei von anderen Vorrichtungen ist, lösbar befestigen.
Es ist auch möglich, den Schlitten wenigstens im Bereich einer Zahnstange mit einer Aufnahme für wenigstens eine Vorschubbremsenanordnung zu versehen, in der sich die wenigstens eine Vorschubbremsenanordnung lösbar befestigen lässt.
Um Kippbewegungen des Schlittens beim Anlegen der Vorschubbremsenanordnung zu vermeiden, bietet es sich an, wenn der Bohrmast auf jeder Seite Führungsflächen und parallel dazu jeweils eine Zahnstange aufweist und dass das Andockelement der Vorschubbremsenanordnung oder der Schlitten seitliche Aufnahmen für jeweils ein Paar der Vorschubbremsenanordnungen für die beiden gegenüberliegenden Zahnstangen aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des Näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Bohranlage mit einer angedockten Vorschubbremsenanordnung,
2 eine vergrößerte Darstellung des Schlittens mit dem Bohrkopf und der angedockten Vorschubbremsenanordnung,
3 eine perspektivische Darstellung einer Vorschubbremsenanordnung, teilweise aufgeschnitten,
4 eine perspektivische Teilansicht eines an einem Bohrmast geführten Schlittens mit seitlichen Aufnahmen für ein Paar Vorschubbremsenanordnungen und
5 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer in der Aufnahme im Schlitten angeordneten Vorschubbremseanordnung, benachbart zu einer Zahnstange am Bohrmast.
Eine in 1 dargestellte Bohranlage 1 entspricht in ihrem Aufbau im Wesentlichen der in der DE 20 2004 001 258 U1 dargestellten Bohranlage, so dass hier nur die erfindungswesentlichen Einzelheiten der Bohranlage 1 beschrieben sind.
Die Bohranlage 1 umfasst eine Trägeranordnung 2, die hier als Sattelauflieger dargestellt ist, der eine Antriebseinheit 2a trägt, die die Energie zum Betreiben der Bohranlage 1 liefert. Ein Bohrmast 3 ist in der praktisch senkrecht aufgerichteten Stellung dargestellt, die mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 20 bewirkt wird. Am Bohrmast 3 sind auf jeder Seite Führungsflächen 4 angeordnet (siehe 4), sowie parallel dazu jeweils eine Zahnstange 5, wobei die Führungsflächen 4 zur Führung eines einen Bohrkopf 7 tragenden Schlittens 6 dienen, während in die Zahnstangen 5 Ritzel 8a (siehe 5) von drei Paar Vorschubmotoren 8 eingreifen, um den Bohrkopf 7 entlang dem Bohrmast 3 auf und ab zu bewegen und ein Bohrgestänge 22 zu drehen. Oberhalb des oberen Vorschubmotorenpaars 8 ist eine Vorschubbremsenanordnung 9 dargestellt, die sich an den Schlitten 6 lösbar andocken lässt, so dass es möglich ist, die Bohranlage 1 mit oder ohne diese Vorschubbremsenanordnung 9 zu betreiben.
Aus 2 ergibt sich, dass die Vorschubbremsenanordnung 9 ein Andockelement 10 umfasst, dass im Einzelnen nicht dargestellte Aufnahmen für ein Vorschubbremsenpaar 11, 12 aufweist.
Aus 3 sind die Einzelheiten einer Vorschubbremse 11 bzw. 12 ersichtlich, die identisch sind und im Andockelement 10, wie aus 2 ersichtlich, spiegelbildlich eingebaut werden. Die Vorschubbremsen 11, 12 umfassen ein Gehäuse 13, in dem ein Zahnstangenabschnitt 14, ein Paar Tellerfederpakete 15, 16 (siehe 5) und eine Kolben-Zylinder-Einheit 17 angeordnet sind. Die beiden Tellerfederpakete 15, 16 sind beiderseits und parallel zur Kolben-Zylinder-Einheit 17 angeordnet, wobei zumindest die Kolben-Zylinder-Einheit 17 in bekannter Weise formschlüssig sowohl mit dem Zahnstangenabschnitt 14 als auch mit dem Gehäuse 13 verbunden ist.
An der Baueinheit aus dem Zahnstangenabschnitt 14, den Tellerfederpaketen 15, 16 und der Kolben-Zylinder-Einheit 17 oder am Gehäuse 13 greift ein federbelastetes Führungselement 18 an, dessen äußere Enden mit dem Schlitten 6 gekoppelt sind und dessen mittlerer, federbelasteter Bereich mit der Baueinheit aus dem Zahnstangenabschnitt 14, den Tellerfederpaketen 15, 16 und der Kolben-Zylinder-Einheit 17 oder dem Gehäuse 13 verbunden ist, so dass die Vorschubbremse 11, 12 bezüglich des Schlittens 6 begrenzt gegen Federdruck in beide Richtungen relativ zur Zahnstange 5 beweglich ist, um so den Eingriff der Zähne des Zahnstangenabschnitts 14 in die Zähne der Zahnstange 5 zu erleichtern, wenn die Kolben-Zylinder-Einheit 17 drucklos ist und die Tellerfederpakete 15, 16 den Zahnstangenabschnitt 14 in Richtung der Zahnstange 5 bewegen. Durch diese begrenzte Bewegungsmöglichkeit der Vorschubbremsen 11, 12 parallel zur Richtung der Zahnstange 5 wird auch dann ein schneller Eingriff der Zähne des Zahnstangenabschnitts 14 in die Zahnstange 5 erreicht, wenn anfänglich die Zähne aufeinander stehen.
Die Vorschubbremsen 11, 12 gemäß 3 und 5 sind so bemessen, dass sie sich in Aufnahmen im Andockelement 10 oder in Aufnahmen 19 im Schlitten 6 einsetzen lassen, wenn ein solcher Schlitten 6 mit entsprechenden Aufnahmen 19 versehen ist.
Hieraus ergibt sich, dass sich sowohl Bohranlagen 1, die ursprünglich nicht für eine Vorschubbremsenanordnung 9 vorgesehen sind, mittels der Vorschubbremsenanordnung 9 entsprechend ausrüsten lassen, während eine Bohranlage 1 mit einem Schlitten 6, der mit entsprechenden Aufnahmen 19 für Vorschubbremsen 11, 12 versehen ist, sich wahlweise mit oder ohne Vorschubbremsen 11, 12 betreiben lässt.
Wesentlich ist, dass die Vorschubbremsenanordnung 9 mit den Vorschubbremsen 11, 12 oder die in den Aufnahmen 19 angeordneten Vorschubbremsen 11, 12 als Sicherheitsvorschubbremsen wirken, da sie bei Ausbleiben einer Energieversorgung, insbesondere bei druckloser Hydraulikanlage automatisch in eine Bremsstellung gelangen, in der die Zahnstangenabschnitte 14 in die entsprechenden Zahnstangen 5 eingreifen, ohne dass dazu automatische oder manuelle Steuerungseingriffe erforderlich sind und somit ein ungewolltes Absinken des Schlittens am Bohrmast, insbesondere, wenn er sich in der fast senkrechten Stellung befindet, verhindert wird.
Alle in der vorstehenden Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
Bezugszeichenliste

1: Bohranlage
2: Trägeranordnung
2a: Antriebseinheit
3: Bohrmast
4: Führungsflächen
5: Zahnstangen
6: Schlitten
7: Bohrkopf
8: Vorschubmotor, hier 3 Paare
8a: Ritzel
9: Vorschubbremsenanordnung
10: Andockelement
11, 12: Vorschubbremsen
13: Gehäuse
14: Zahnstangenabschnitt
15, 16: 1. und 2. Tellerfederpaket
17: Kolben-Zylinder-Einheit
18: Federbelastetes Führungselement
19: Aufnahme für die Vorschubbremsen
20: Kolben-Zylinder-Einheit zum Aufrichten des Bohrmasts
21: Stützrahmen
22: Bohrgestänge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202004001258 U1 [0002, 0018]

Claims

Bohranlage (1) mit einem auf einer Trägeranordnung (2) angeordneten, neigungsveränderlich ausrichtbaren Bohrmast (3), einem daran angeordneten, einen Bohrkopf (7) tragenden Schlitten (6), der am Bohrmast (3) mittels sich in Längsrichtung des Bohrmasts (3) erstreckenden Führungsflächen (4) geführt ist und mittels wenigstens eines Vorschubmotors (8) mit wenigstens einem durch den Vorschubmotor (8) angetriebenen, in wenigstens eine parallel zu den Führungsflächen (4) verlaufende Zahnstange (5) eingreifenden Ritzels (8a) in Längsrichtung des Bohrmasts (3) gesteuert verfahrbar ist, wobei der Schlitten (6) mittels einer Vorschubbremsenanordnung (9) beim Betrieb der Bohranlage (1) aktiv in einem gelösten Zustand gehalten wird und bei Außerbetriebnahme der Bohranlage (1) oder Ausfall ihrer Energieversorgung passiv durch eine Spannkraft in einen angelegten Zustand bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubbremsenanordnung (9) wenigstens einen am Schlitten (6) angeordneten Zahnstangenabschnitt (14) umfasst, der in Querrichtung zum Bohrmast (3) verschiebbar, in Längsrichtung des Bohrmasts (3) höchstens begrenzt verschiebbar geführt ist und der durch aktive Kraftbeaufschlagung außer Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange (5) am Bohrmast (3) gehalten und durch Aufhebung der Kraftbeaufschlagung durch Federkraft in Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange (5) bringbar ist.
Bohranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubbremsenanordnung (9) wenigstens eine Vorschubbremse (11, 12) mit einem Gehäuse (13) umfasst, in dem wenigstens eine Kolben-Zylinder-Einheit (17) und parallel dazu wenigstens ein Federelement (15) angeordnet sind, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit (17) dazu eingerichtet ist, den Zahnstangenabschnitt (14) beim Betrieb der Bohranlage (1) außer Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange (5) zu bringen und das Federelement (15) dazu eingerichtet ist, den Zahnstangenabschnitt (14) bei Außerbetriebnahme der Bohranlage (1) oder Ausfall ihrer Energieversorgung in Eingriff mit der wenigstens einen Zahnstange (5) zu bewegen.
Bohranlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der wenigstens einen Vorschubbremse (11, 12) ein federbelastetes Führungselement (18) angeordnet ist, das dazu eingerichtet ist, eine begrenzte Bewegung der wenigstens einen Vorschubbremse (11, 12) parallel zur Zahnstange (5) zuzulassen, um das Eingreifen des Zahnstangenabschnitts (14) in die Zahnstange (5) zu erleichtern.
Bohranlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine Vorschubbremse (11, 12) mittels eines Andockelements (10) einer Vorschubbremsenanordnung (9) an dem Schlitten (6) lösbar befestigen lässt.
Bohranlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (6) wenigstens im Bereich einer Zahnstange (5) eine Aufnahme (19) für wenigstens eine Vorschubbremsenanordnung (9) aufweist, in der sich die wenigstens eine Vorschubbremsenanordnung (9) lösbar befestigen lässt.
Bohranlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrmast (3) auf jeder Seite Führungsflächen (4) und parallel dazu jeweils eine Zahnstange (5) aufweist, und dass das Andockelement (10) der Vorschubbremsenanordnung (9) oder der Schlitten (6) seitliche Aufnahmen (19) für jeweils ein Paar Vorschubbremsen (11, 12) für die beiden gegenüberliegenden Zahnstangen (5) aufweist.