DE1056074B - Rotary-Bohranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Tiefbohranlagen und insbesondere auf Verbesserungen für Rotary-Bohranlagen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Rotary-Bohranlage mit einem obertätigen Unterbau, der das Bohrgerüst trägt, Mitteln, die einen Rahmen auf dem Bohrgerüst zur senkrechten Bewegung mit Bezug auf dieses lagern, einer Kraftquelle, die kraftschlüssig mit dem Rahmen und dem Bohrgerüst verbunden ist für das Hochziehen oder Absenken des Rahmens mit Bezug auf das Bohrgerüst, eines Drehtischantriebs, der auf dem Rahmen zur senkrechten Bewegung mit diesem gelagert ist, einem zur Drehung um seine senkrechte Achse angeordneten Bohrmeißels, Mitteln, die den Bohrmeißel mit dem Drehtisch zur Drehung und senkrechten Bewegung mit diesem verbinden, wobei die ersterwähnte Kraftquelle einen ersten Motor mit einem verhältnismäßig hohen Kraft-Drehzahl-Verhältnis und einen zweiten unabhängig arbeitenden Motor aufweist, der ein verhältnismäßig niedriges Kraft-Drehzahl-Verhältnis hat.

Die Hauptziele der Erfindung sind die Schaffung einer verbesserten Tiefbohranlage, bei welcher

1. der Betrieb der ganzen Maschinenanlage einschließlich Handhabung, Einsetzen, Lösen und Ausbauen der Bohrgeräte und des Hohlgestänges durch kraftgetriebene Mittel geschieht, die von einer einzigen an einer Bedienungsstelle arbeitenden Bedienungsperson ferngesteuert werden können;

2. der Gestängezug durch Mittel, die auf die Absenkgeschwindigkeit desselben ansprechen, gehemmt werden kann;

3. die auf den Gestängezug wirkende nach abwärts gerichtete Kraft durch Mittel wirksam gemacht wird, die entweder ein hohes oder ein niederes Kraft-Drehzahl-Verhältnis haben;

4. die Drehantriebskraftquelle für den Gestängezug sich mit diesem bewegt und dabei ihr Gewicht zu diesem addiert;

5. eine elastische Kupplung, die zwischen dem Drehantriebsaggregat und dem Gestängezug angeordnet ist und bei einer beschränkten Querelastizität einen direkten zwangläufigen Drehantrieb und eine Absenkverbindung sowie gleichzeitig einen Durchlaß für die zum Bohrer gelieferte Druckluft vermittelt;

6. ein gleichmäßiger Schnitt durch den Bohrer ohne Rückschlag oder Hochspringen des Bohrgerätes erzielt wird;

7. das obere Ende des Gestängezuges selbsttätig gegen Drehung mit Bezug auf die Antriebswelle durch Mittel verriegelt wird, die auf die dem Gestängezug zugeführte Druckluft ansprechen.

Rotary-Bohranlage

Anmelder:

Ruston-Bucyrus Limited,
Lincoln (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,

München 27, Pienzenauerstr. 2,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. August 1953

Herbert W. Thornburg, South Milwaukee,

Wis. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Außer den vorstehend aufgeführten Zielen weist die Tiefbohranlage gemäß der Erfindung noch eine Reihe neuartiger und zweckdienlicher Einzelheiten auf, die sich aus der Beschreibung ergeben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Rotary-Bohranlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab einen waagerechten Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, welcher den unteren, Hauptrahmen und die Hauptmaschinenanlage zeigt,

Fig. 3 eine teilweise Endansicht in schematischer Darstellung des Bohrgerüstes, welche die Hebe- und Absenkverseilung für das Heben und Senken des Drehantriebsaggregats auf dem Bohrgerüst zeigt,
Fig. 4 eine Seitenansicht, gesehen nach der Linie4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 im vergrößerten Maßstab eine Seitenansicht des Bohrgerüstes und der Verseilung für das Aufrichten des Bohrgerüstes bei in waagerechter Transportstellung befindlichem Bohrgerüst,

Fig. 6 eine Endansicht des Bohrgerüstes und der Verseilung für das Aufrichten des Bohrgerüstes, gesehen nach der Linie 6-6 der Fig. 5,

Fig. 7 im vergrößerten Maßstab eine Endansicht des senkrecht beweglichen Rahmens und des Drehantriebsaggregate,

Fig. 8 einen waagerechten Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7, welcher den Zahnstangentrieb zwischen dem senkrecht beweglichen Rahmen und dem Bohrgerüst zeigt,

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Fig. 9 einen waagerechten Schnitt nach der Linie 9-9 so daß es aus seiner normalen senkrechten Betriebs-

der Fig. 7, welcher die Gleitverbindung zwischen dem stellung in eine waagerechte Transportstellung (die

unteren Ende des senkrecht beweglichen Rahmens in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist) ge-

und dem Gerüst zeigt, bracht werden kann. Das Bohrgerüst kann mittels

Fig. 10 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 5 eines Zugseiles 21 aufgerichtet und umgelegt werden,

10-10 der Fig. 7, welcher den Bremsmechanismus der das, wie Fig. 5 und 6 zeigen, von einer Winde 22 auf

Rahmenwellentrommel in angezogener Stellung zeigt, dem Unterbau 11 zu den und um die Führungsrollen

Fig. 11 einen der Fig. 10 ähnlichen senkrechten 23 und 24 auf dem Unterbau 11 verläuft und von

Schnitt, welcher den Bremsmechanismus in gelöster diesen um Rollen 25 und 26 in der Nähe des unteren

Stellung zeigt, . io Endes des Bohrgerüstes und ferner um eine Füh-

Fig. 12 einen senkrechten Schnitt nach der Linie rungsrolle 27 und ist auf dem Unterbau 11 mit dem

12-12 der Fig. 13, welcher den Gerätschlüsselsatz an toten Seilende 28 befestigt.

der Verbindungsstelle zwischen der Drehantriebs- Auf dem Bohrgerüst starr befestigte senkrechte kupplung und dem oberen Ende des obersten Hohl- Zahnstangen 29 dienen als Laufbahnen für einen gestänges und dem Gerätschlüsselsatz zeigt, der in 15 senkrecht beweglichen Rahmen 30 (Fig. 7), auf dem jeden Sockel am Fuß jedes Gerätgestells einge- der Drehtisch mit seinem Antrieb für den Gestängebaut ist, zug angeordnet ist. Dieser Drehtischantrieb besteht

Fig. 13 einen waagerechten Schnitt nach der Linie aus einem Wechselstrommotor in Ward-Leonard-

13-13 der Fig. 12, welcher die Gerätschlüssel am Schaltung 31, einem abgeschlossenen Getriebegehäuse

oberen Ende des obersten Hohlgestänges zeigt, 20 32, das das nachstehend näher beschriebene Getriebe

Fig. 14 einen waagerechten Schnitt nach der Linie zur Verbindung der Motorantriebswelle mit der An-

14-14 der Fig. 12, welche die Gerätschlüssel zeigt, triebskupplung 33 am oberen Ende des Gestängezuges

die in jeden Gerätgestellsockel eingebaut werden, 34 enthält. Eine waagerechte Rahmenwelle 35, die

Fig. 15 einen senkrechten Schnitt nach der Linie drehbar am oberen Ende des Rahmens 30 gelagert ist.

15-15 der Fig. 16, welcher den Gerätschlüsselsatz an 25 ist mit aufgeteilten Ritzeln 36 versehen, welche mit

der Verbindungsstelle zwischen dem obersten Hohl- - den Zahnstangen 29 auf dem Bohrgerüst im Eingriff

gestänge und dem nächstniederen Hohlgestänge zeigt, stehen, und ist mit der Rahmenwellentrommel 37 durch

Fig. 16 einen waagerechten Schnitt nach der Linie eine selbsttätige Bremseinrichtung, die im nach-

16-16 der Fig. 15, stehenden näher beschrieben wird, verbunden. Der

Fig. 17 im vergrößerten Maßstab eine Draufsicht, 30 senkrecht bewegliche Rahmen 30 mit dem Drehtisch

teilweise im Schnitt der Hauptmaschinenanlage für und dem Rahmenwellenaggregat wird auf den Zahn-

die Gerätabsenkung, Bohrgerüstaufrichtung und für stangen 29 mittels eines Hebeseils 38 und eines Ab-

den Antrieb, senkseils 39 angehoben und abgesenkt, welche, wie

Fig. 18 einen senkrechten Schnitt nach der Linie Fig. 3 und 4 zeigen, von der Rahmenwellentrommel 37

18-18 der Fig. 17, welcher den hydraulischen Ab- 35 aus über die am oberen Ende des Bohrgerüstes ange-

senkmotor und das diesem zugeordnete Untersetzungs- ordnete Seilscheibe 40 und die am unteren Ende des

getriebe zeigt, Bohrgerüstes angeordnete Seilscheibe 41 zu der auf

Fig. 19 im vergrößerten Maßstab in Draufsicht und dem Unterbau 11 gelagerten Fördertrommel 42 verteilweise im ' Schnitt die Antriebskupplung und laufen. Durch eine Drehung der Fördertrommel 42 in Bremse, 40 der einen Richtung (in Fig. 1 und 4 im Uhrzeigersinn)

Fig. 20 ein schematisches Schaltbild, welches die wird der senkrecht bewegliche Rahmen 30 abgesenkt,

elektrische Steuereinrichtung für die Hauptmaschinen- während eine Drehung der Fördertrommel in der

anlage und den Absenkmotor trägt, wobei die Pfeile entgegengesetzten Richtung (in Fig. 1 und 4 ent-

die Stromrichtung angeben, wenn der Motor das gegengesetzt dem Uhrzeigersinn) das Anheben des

Bohrgerät hochwindet, 45 senkrecht beweglichen Rahmens 30 und damit des

Fig. 21 ein schematisches Schaltbild ähnlich der Gestängezuges 34 zur Folge hat. Die Seilführung und

Fig. 20, welches die Stromrichtung zeigt, wenn der Einzelheiten der Arbeitsweise des Hebeseils und des

Motor die Abwärtsbewegung des Bohrgerätes hemmt, Absenkseils sowie die dazugehörige Einrichtung

Fig. 22 eine graphische Darstellung der Zug-Dreh- werden nachstehend näher beschrieben,

zahl- (Stromstärke-Spannungs-) Kennlinien, welche 50 Wie insbesondere in Fig. 2 und 17 bis 19 gezeigt,

die Wirkung auf den Motorzug (oder die Hemmung) wird das Windwerk auf dem Unterbau 11 durch

bei einer Erhöhung der Motordrehzahl in der ent- Motor 43 angetrieben, der Ward-Leonard-Schaltung

gegengesetzten Drehrichtung zeigt, wenn das Bohr- hat und von dem Motor-Generator-Aggregat 18 aus

gerät auf mildes Gestein trifft. gespeist und gesteuert wird. Die Antriebswelle 45 des

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte beispielsweise Aus- 55 Motors 43 ist durch eine elastische Kupplung 37 mit führungsform der Rotary-Bohranlage gemäß der Er- dem einen Ende der Hauptantriebswelle 45 verfmdung umfaßt einen waagerechten fahrbaren Unter- bunden, auf der das Antriebsritzel 46 aufgekeilt ist, bau 11, der vorzugsweise auf Raupenketten 12 und welches mit dem Antriebszahnrad 47 im Eingriff drei hydraulischen Nivellierwinden 13 gelagert ist, steht. Das Antriebszahnrad 47 ist auf der Förderund das Bohrgerüst 14, das einen Gestängehalter 15, 60 trommdwelle 48 aufgekeilt. Daher dreht sich immer, einen Luftkompressor 16, die Kompressormotoren 17, wenn sich der Motor 43 dreht, auch die Welle 48.
ein Motor-Generator-Aggregat 18 und die nachstehend Am anderen Ende der Hauptantriebswelle 45 ist die näher beschriebenen Vorrichtungen für das Auf- Förderritzelwelle 49 drehbar gelagert, mit der das richten des Bohrgerüstes, das Ziehen und Einlassen Förderritzel 50 aus einem Stück besteht. Das Förderdes Gestängezuges zusammen mit seinem Drehtisch- 65 ritzel 50 dreht sich um die Achse der Antriebswelle mechanismus, die Handhabung des Hohlgestänges 45 und steht mit dem' Förderzahnrad 51 im Eingriff, und für den Antrieb der Maschine. Die Antriebswelle 45 und die Ritzelwelle 49- können

Das Bohrgerüst 14 besteht aus einer einteiligen nach Belieben durch die· Klauenkupplung 53 kraft-

Fachwerkkonstruktion, die bei 19 am A-förmigen Ge- schlüssig miteinander verbunden werden. Wenn sich

stell 20 auf dem Unterbau 11 schwenkbar gelagert ist, 70 daher der Motor 43 dreht und die Kupplung 53 ein-

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gerückt ist, dreht sich die mit ihrem Zahnrad 51 ver- dem senkrecht beweglichen Rahmen 30 für das Heben

keilte Fördertrommel 42, so daß der Rahmen 30 ent- und Senken des Rahmens 30 auf dem Bohrgerüst 14

weder angehoben oder abgesenkt-wird. durch die nachfolgend beschriebene Seilführung ver-

Die Fördertrommel 42 kann für das Absenken des bunden. Es sind zwei Seile 38 und 39 vorhanden, von

Rahmens 30 auch durch die nachstehend beschriebene 5 denen das eine 38 für das Heben und das andere 39

Einrichtung angetrieben werden. Der hydraulische für das Absenken vorgesehen ist. Wenn sich die

Motor 54 treibt das Absenkzahnrad 57 an, das dreh- Rahmentrommel 37 in der in Fig. 3 und 4 gezeigten

bar auf dem Ende der Förderritzelwelle 49 ange- abgesenkten Stellung befindet, ist das Hebeseil 38 an

ordnet ist und vorzugsweise über ein Doppelzahnrad- dem einen Ende 80 der Fördertrommel 42 mit einer

untersetzungsgetriebe 58 a, 58 b und 58 c (Fig. 17 und io~ halben um die Trommel gelegten Windung verankert.

18) angetrieben wird. Eine zweite Klauenkupplung 59 Das Seil 38 ist dann über die am oberen Ende des

verbindet das Zahnrad 57 mit der Ritzelwelle 49, so Bohrgerüstes befindliche Scheibe 40 gelegt und nach

daß, wenn der hydraulische Motor 54 zur Drehung unten zur Rahmenwellentrommel 37 in deren abge-

angetrieben wird und die Klauenkupplung 59 einge- senkter Stellung geführt. Eine entsprechende Zahl

rückt, jedoch die Klauenkupplung 53 ausgerückt ist, 15 von Windungen (die für das Heben des Rahmens 30

der hydraulische Motor 54 die Fördertrommel 42 zum oberen Ende des Gerüstes ausreicht) ist auf die

über das Ritzel 50 und das Förderzahnrad 51 antreibt. Rahmenwellentrommel 37 aufgewickelt und das Seil

Die Fördertrommel 42 kann daher nach Belieben an dem Ende 81 der Trommel 37 verankert. Das Abentweder mit geringer Drehzahl und hohem Dreh- senkseil 39 ist bei 83 am entgegengesetzten Ende der moment durch den hydraulischen Motor 54, der ein so Rahmenwellentrommel 37 verankert und eine Winverhältnismäßig hohes Kraft-Drehzahl-Verhältnis dung um die Trommel in der zum Hebeseil 38 enthat, angetrieben werden oder mit einer höheren Dreh- gegengesetzten Richtung gelegt. Das Absenkseil 39 ist zahl, jedoch geringem Drehmoment durch den dann nach unten um die am Fuß des Bohrgerüstes Elektromotor 43, der ein verhältnismäßig niedriges angeordnete Scheibe 41 geführt und um die Förder-Kraft-Drehzahl-Verhältnis hat. 25 trommel 42 in der dem Hebeseil 38 entgegengesetzten

Am Ende der Fördertrommel 42, dem Antriebs- Richtung gelegt. Um die Fördertrommel 42 ist eine

zahnrad 47 benachbart, ist starr ein Fördertrommel- geeignete Zahl von Windungen des Seils 39 (die aus-

bremsgehäuse 60 für ein von außen anziehbares reicht, den Rahmen 30 zum oberen Ende des Bohr-

Bremsband 61 angeordnet. Diese Bremse kann durch gerüstes zu heben) gelegt und dann das Absenkseil

nicht gezeigte, an sich bekannte Mittel mechanisch 30 39 bei 83 am entgegengesetzten Ende der Trommel 42

betätigt werden. Die Bohrgeräte können daher mit verankert. Wenn sich daher die Trommel 42 in der

Hilfe der Trommel 42 entweder über die Bremse 60, einen Richtung dreht, werden die Rahmenwellen-

61 oder über den Elektromotor 43 abgesenkt werden. trommel 37 und der Rahmen 30 hochgezogen, wäh-Eiiie Hilf seiltrommel 62 ist ebenfalls zur Drehung rend, wenn sie sich in der entgegengesetzten Richtung

auf und um die Antriebswelle 48 gelagert. Diese Hilf s- 35 dreht, die Rahmenwellentrommel 37 und der Rahmen

seiltrommel 62, welche in der Nähe des Antriebs- 30 abgesenkt werden.

zahnrades 47 angeordnet ist, ist kraftschlüssig mit Die vorbeschriebene Hebe- und Absenkseilführung der Antriebswelle 48 über eine Klauenkupplung 63 ermöglicht eine zwangläufige und kontinuierliche Abverbunden und wird durch eine Bandbremse 64 an Senkung und Anhebung des Gestängezuges 34. Ferner sich bekannter Art abgebremst. Diese Hilfstrommel +0 greift, da die waagerechte Achse der Rahmenwellenwird für die Aufrichtwinde, die Handhabung der trommel 37 in der Ebene des Bohrgerätschaftes liegt, Hohlgestänge, das Lösen der Gestängeverbindungen der Abwärtszug mittig am Gestängezug an, wodurch und zahlreiche andere Arbeiten benutzt. übersässige Beanspruchungen vermieden werden, die Die Klauenkupplung 63, welche die Hilfstrommel bei einem außermittigen Angriff auftreten wurden.

62 einrückt, wird auch zur Verbindung des Gerüst- 45 Aus Fig. 7 bis 9 geht hervor, daß nicht nur die aufrichtekettenrades 65 mit der Antriebswelle 48 ver- Rahmenwellentrommel 37, sondern auch der Drehtisch wendet. Das Kettenrad 65 steht über die Kette 66 in mit seinem Elektromotor 31 auf dem senkrecht beweg-Antriebsverbindung mit dem Kettenrad 67, das mit liehen Rahmen 30 angeordnet sind, der auf den Zahnder Schnecke 68 fest verbunden ist, welche das stangen 29 läuft und sich mit dem Gestängezug beSchneckenrad 69 auf der Gerüstaufrichtetrommel 22 50 wegt. Hieraus ergibt sich, daß eine große Masse in antreibt. Wenn daher der Motor 43 die Trommelwelle der Form des Rahmens 30 und der auf diesem ange-48 dreht und die Kupplung 63 die kraftschlüssige ordneten schweren Einrichtung der Masse des GeVerbindung mit dem Kettenrad 65 herstellt, dreht stängezuges hinzugefügt wird und zur Verfügung sich die Gerüstaufrichtetrommel für das Aufrichten steht, um eine ausreichende Belastung des Bohroder Umlegen des Bohrgerüstes. 55 meißeis zu gewährleisten und somit der Neigung des

An jedem Ende der Antriebswelle 48 befindet sich Bohrers, zurückzuschlagen oder zu springen ohne eine druckluftbetätigte Kupplung 71 mit einem daran Schneid wirkung bei seiner Drehung im Bohrloch, befestigten Ritzel 72, das sich um die Achse der entgegenzuwirken. Dieses Rückschlagen oder Zurück-Trommelwelle dreht. Am Umfang des Gehäuses jeder springen muß nicht nur verhindert werden, da der Kupplung 71 greift eine ebenfalls druckluftbetätigte 60 Bohrer beim Zurückschlagen nicht schneidet oder Außenbremse 73 an. Jedes Ritzel 72 treibt ein An- bestenfalls unregelmäßig schneidet, sondern auch weil triebszahnrad 74 an; das mit dem Kettenrad 76 fest das Auf- und Abspringen des Gestängezuges, wenn es verbunden ist. Die Antriebskette 77 verbindet das keine Gegenwirkung erfährt, zur Zerstörung der Kettenrad76 kraftschlüssig mit dem Schwenkantriebs- Maschinenanlage führen kann.

kettenrad 78 der dazugehörigen Raupenkette 12 65 Das Zurückschlagen des Gestängezuges wird bei

(s. Fig. 1). Hieraus ergibt sich, daß jede Raupenkette der normalen Bohrarbeit weiter herabgesetzt oder

gesondert angetrieben und durch die jeweils züge- verhindert durch die Art und Weise, in welcher der

ordnete Kupplung 71 bzw. Bremse 73 gesteuert wird. Abwärtszug des Seils 39 auf den Gestängezug 34 über

■"Wie die Fig. 3 und 4 zeigen," sind die Förder- die Rahmenwellentrommel 37, die Ritzel 36 und den

trommel 42 und .die -Rahmenwellentrommel 37 mit 70 Rahmen 30 wirksam wird. Der große Durchmesser

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der Trommel 37 und der verhältnismäßig kleine frei. Die Antriebsverbindung zwischen der Welle 35 Durchmesser des Ritzels 36 bedeuten einen sehr und der Trommel 37, welche für das Heben des Rahwesentlichen mechanischen Vorteil, da der durch das mens 30 notwendig ist, wird durch den Mitnehmer 85 Seil 39 ausgeübte Abwärtszug vervielfacht wird, wenn erzielt, wenn dieser mit dem entgegengesetzten Ende er auf dem Gestängezug 34 über den Rahmen 30 5 der Einkerbung 86 auf der Trommel 37 in Berührung wirkt. kommt.

Aus Fig. 7 sowie 10 und 11 ergibt sich, daß eine Aus Fig. 7 ergibt sich, daß der untere Teil des weitere Vorrichtung zur Verhinderung des Rück- Rahmens 30 das Drehantriebsaggregat für den Geschlagens des Bohrers die nachfolgend beschriebene stängezug und die Kupplung trägt, welch letztere selbsttätige Bremse auf der Rahmenwellentrommel ist. io nicht nur eine Drehantriebsverbindung vermittelt, Die Trommel 37 ist drehbar auf der Rahmenwelle 35 sondern auch eine Tragverbindung für den Gestängegelagert, wobei jedoch die freie Drehung der Welle 35 zug, so daß der Gestängezug sowohl angehoben und durch den Betrag begrenzt ist, mit dem sich der Kopf gesenkt als auch gedreht werden kann. Der Umkehr-84 des Mitnehmers 85 um die Welle 35, auf die er elektromotor 31 ist über das Untersetzungsgetriebe aufgekeilt ist, innerhalb der Einkerbung 86 am Innen- 15 97 a, 97 b und 97 c mit dem Zahnrad 98 kraftschlüssig umfang des Gehäuses der Trommel 37 bewegen kann. verbunden, das auf der Welle 99 des Drehtisches 32 Selbst diese beschränkte Bewegung wird durch die aufgekeilt ist. Das untere Ende der Welle 99 ist durch Einweg-Innenbahnbremse 87 begrenzt, die in der die Kupplung 33 mit dem oberen Ende des Gestänge-Trommel 37 angeordnet ist und durch Reibungskraft zuges verbunden (s. Fig. 12).

an der Innenfläche des Bremsgehäuses 88 angreift, 20 Die Kupplung 33 besteht aus erstens dem Antriebsweiches durch die Halterung 89 auf dem Rahmen 30 flansch 33a, der aus einem Stück mit dem unteren starr gelagert ist. Das Bremsband 87 wird durch Ende der Welle 99 besteht und eine Vielzahl von Umeinen Arm 90 des Mitnehmers 85 betätigt in der fangsnasen 33 b auf seiner Unterseite aufweist und Weise, daß das äußere Ende des Armes 90 an dem mit ähnlichen Nasen 33 c auf der Oberseite der Buchse einen Ende 87a des Bremsbandes angreift, und durch 25 33d in Eingriff gebracht werden kann, um eine Drehden Winkelhebel 91, der bei 92 schwenkbar auf dem antriebsverbindung zwischen den Nasen herzustellen, Arm 90 des Mitnehmers 85 gelagert ist und am ande- zweitens einer Buchse 33 d, die mit einem Gewinde ren Ende 87δ des Bremsbandes angreift. Die auf der zur Herstellung einer Schraubverbindung mit dem Trommel 37 angeordneten Stellschrauben 93 halten obersten Hohlgestänge des Gestängezuges versehen eine gleichmäßige Auflage des Bandes 87 am Brems- 30 ist und den nachstehend näher beschriebenen Gerätgehäuse 88 aufrecht. Der Arm 94 des Winkelhebels 92 schlüssel trägt, um den Gestängezug zu verriegeln, wird durch die Trommel 37 über die Stange 95 be- drittens dem Schlitzbund 33 e und den Schrauben 33/, tätigt, die durch die Lasche 96 auf der Trommel 37 welche den Flansch 33 a starr mit der Buchse 33 d so belastet ist, daß das Bremsband gelockert wird, verbinden, um den Zug beim Hochwinden des Gewenn sich die Trommel entgegengesetzt dem Uhr- 35 stängezuges aufzunehmen, und viertens ringförmigen zeigersinn dreht (Fig. 11), d.h. beim Heben und das elastischen Unterlegscheiben 33g und 33h zwischen Bremsband angezogen wird, wenn sich die Trommel dem Antriebsflansch 33 α und der Buchse 33 d auf der im Uhrzeigersinn dreht (Fig. 10), d. h. beim Ab- Unterseite und dem Bund 33 e auf der Oberseite, senken. Diese elastischen Unterlegscheiben wirken als elastische

Aus Fig. 10 ergibt sich, daß während des Abwärts- 40 Kupplung zwischen dem Drehantriebsaggregat und zuges des Gestängezuges bei in Spannung befind- dem Hohlgestänge, so daß der Kopf des Hohlgestänlichem Absenkseil 38 und sich im Uhrzeigersinn dre- ges geringfügig schlagen kann und Schwingungen im hender Trommel 37 nicht nur eine kraftschlüssige Gestängezug aufgenommen, statt unmittelbar auf den Antriebsverbindung zwischen der Trommel 37 und Drehantriebsmechanismus übertragen zu werden. Obder Welle 35 über den Mitnehmer 84 besteht, sondern 45 wohl »diese elastischen Unterlegscheiben beim Zuauch das Bremsband 87 infolge des Umstandes ange- sammendrücken und unter der Einwirkung von zogen wird, daß die Gegenwirkung beim Bohren auf Seitenkräften eine begrenzte Elastizität haben, wird die Welle 35 zur Folge hat, daß der Arm 90 des Mit- jedoch eine Drehantriebskupplung zwischen den nehmers 85 auf das eine Ende 87 α des Bandes 87 Nasen 33 b und 33 c aufrechterhalten,
wirkt und die entgegengesetzte Drehung der Trommel 50 Der Haupthebemotor 43 ist mit Ward-Leonard-37 und ihrer Lasche 96 zur Folge hat, daß der Schaltung ausgerüstet, die aus einem Hauptgenerator Winkelhebel 91 auf das andere Ende 87 & des Bandes 18 (der in Fig. 20 und 21 mit G bezeichnet ist) und 87 wirkt. Wenn der Bohrer zurückzuschlagen beginnt, dessen Wicklungen und Regelung besteht. Der Genewird dieser Bewegung nicht nur durch die Trommel rator G wird durch eine gesonderte Feldwicklung 71 37 und das Seil 38 Widerstand geleistet, sondern in 55 erregt und weist in seinem Sekundärstromkreis eine noch höherem Maße zwangläufig durch das selbst- Hauptfeldwicklung 172 und eine Nebenschluß feldtätige Anziehen des Bremsbandes 87, welches die wicklung 173 mit Selbsterregung auf. Die Strom-Welle 35 auf dem Bohrgerüst feststellt, zufuhr von der Niederspannungs-Wechselstrom-

Wie sich aus Fig. 11 ergibt, wird, wenn die Trom- quelle E zur Wicklung 171 wird von Hand durch mel sich entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn dreht, 60 einen Umschaltkontroller 174 an sich bekannter Art d. h. beim Anheben, das Bremsband 87 selbsttätig ge- geregelt, dessen Kontrollerkurbel 175 eine Vielzahl lockert, was durch die relative Drehung im Uhr- von Einstellmöglichkeiten, beispielsweise vier, entzeigersinn des Mitnehmers 85 und dessen Arm 90 sprechend einer Reihe von Anzapfungen des Widervon dem Ende 87a des Bremsbandes 87 weg und Standes 176, im Primärstromkreis des Generators G durch die Bewegung der Lasche 90 auf der Trommel 65 hat. Diese Einstellmöglichkeiten sind von 1 bis 4 auf 37 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn bedingt ist, da jeder Seite einer Nullstellung (in welcher der Zug hierdurch der Winkelhebel 91 entgegengesetzt dem gleich Null ist) beziffert und stellen in dieser Reihen-Uhrzeigersinn gedreht und damit das andere Ende folge Einstellungen für das Erzielen einer progressiv 87 b des Bremsbandes gelockert wird. Hierdurch stärkeren Erregung des Generatorstroms und daher wird die Welle 35 zur Drehung auf dem Bohrgerüst 70 einer progressiv höheren Motordrehzahl bzw. eines

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progressiv höheren Zuges des Motors sowohl für das der Stellung » — 1« entsprechende Abwärtszug zu Anheben (positive Erregung) als auch für das Ab- stark, daß beim Bohrvorgang eine Überlastung einsenken (negative Erregung) dar. Die für verschiedene tritt. In diesem Falle kann der Kontroller 174 in die Grade des Motorzuges bzw. der Motorbelastung er- Nullstellung gebracht werden, in welcher kein Abziehen Motordrehzahlen sind in Fig. 22 durch eine 5 wärtszug erzeugt wird oder, wenn die Überlastung Kurvenschar gezeigt, welche die Drehzahl-Zug- noch andauert, in die » + !«-Stellung für Anheben, so (Spannungs-Stromstärke-) Kennlinien des Motors daß ein geringer Anhebezug auf den Gestängezug ausdarstellen, wobei jede Kurve einer Einstellung des geübt wird, der gerade ausreicht, die Bohrgerätlast zu Kontrollers 174 entspricht. hemmen bzw. deren Schwerkraftwirkung zu verWenn der Kontroller sich in der Stellung »+4« io zögern.

(s. Fig. 20) befindet, um den Gestängezug 34 und den Wenn das Bohren in verhältnismäßig hartem GeRahmen 30 anzuheben, entspricht der erforderliche stein stattfindet, kann der hydraulische Absenkmotor Motorzug beispielsweise der Strecke OP in Fig. 22, 54, der eine niedrige Drehzahl und ein hohes Drehso daß der Arbeitspunkt auf der »+4«-Kennlinie in moment hat, statt des elektrischen Absenkmotors M Fig. 22 sich in Punkt C befindet und die Motordreh- 15 oder zusätzlich zu diesem verwendet werden,
zahl gleich dem Betrag OR ist. Wenn nun der Ge- Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die zusätzstängezug eingelassen oder für das Bohren abwärts liehe \^erwendung des hydraulischen Absenkmotors 54 bewegt wird, ist das Gewicht des Gestängezuges und mit hohem Drehmoment und geringer Drehzahl und des Drehantriebsaggregats auf dem Rahmen 30 so des elektrischen Absenk- und Hebemotors 43 (M) mit groß, daß selbst, wenn der Kontroller sich in der 20 Ward-Leonard-Schaltung einen weiten Regelbereich Stellung » + 1« für das Heben befindet, das Gewicht für den Gestängezug von schwacher Hemmung bis zu des Gestängezuges und der Maschinen den aufwärts einem verhältnismäßig starken Abwärtszug ergibt, gerichteten Motorzug überwindet und der Motor sich Wie Fig. 12 und 14 zeigen, sind in jeden Sockel 109 in der entgegengesetzten Drehrichtung dreht, so daß am Fuß des Gerätgestells 101 Gerätschlüsselklinken der Gestängezug absinkt, wobei die Drehzahl des sich 25 145 eingebaut, welche durch Federn 146 belastet sind, mit entgegengesetzter Drehrichtung drehenden Motors so daß sie selbsttätig in Einkerbungen im Hohlin Fig. 22 durch den Abstand OS gekennzeichnet ist gestänge eintreten. Diese Klinken sind am oberen und der Arbeitspunkt mit A auf der » + !«-Kennlinie. Ende ihrer Innenfläche abgeschrägt, so daß das Hohl-Der Motor M kann dann für das Hemmen des Ge- gestänge 108 durch den Sockel 109 abgesenkt werden stängezuges beim Bohren verwendet werden. Wenn 30 kann, wenn das Hohlgestänge beim Bohren gedreht beim Bohren ein mildes Gestein erreicht wird, so daß wird, und sind so angeordnet, daß sie eine Rechtsdie Abwärtsgeschwindigkeit des Gestängezuges und drehung des Rohres ermöglichen, jedoch eine Linksdes Motors zunimmt, nimmt der Hemmzug des drehung desselben verhindern.

Motors selbsttätig entsprechend dieser Geschwindig- Gerätschlüssel werden ferner für den Angriff am keitserhöhung zu, so daß der neue Arbeitspunkt, 35 oberen Ende des obersten Hohlgestänges, unmittelbar beispielsweise B, auf der » + !«-Kennlinie der Fig. 22 unterhalb dessen Verbindung mit der Drehantriebsliegt. kupplung 33 (Fig. 12 und 13), und für den Angriff In Fig. 20 und 21 sind die Richtungen des Strom- am oberen Ende des nächstniedrigeren Hohlgestänges flusses in den Wicklungen 171, 172 und 173 für den unter dem Unterbau 11 (Fig. 15 und 16) verwendet. Fall gezeigt, daß der Kontroller 174 für positives An- 40 Beide Schlüsselsätze ermöglichen Rechtsdrehung, verheben eingestellt ist, wobei sich der Kontroller in hindern jedoch Linksdrehung des Hohlgestänges.
Fig. 20 in der Stellung »+4« befindet, so daß sich ein Der erste in Fig. 12 und 13 gezeigte Schlüsselsatz ausreichender Erregungsstrom für das Heben des Ge- besteht aus zwei Klinken 151, die zu beiden Seiten des stängezuges vorhanden ist, während der Kontroller in unteren Endes der Buchse 33 d der Drehantriebskupp-Fig. 21 sich in der Stellung » + 1« befindet, um den 45 lung um waagerechte Zapfen 153 schwenkbar ange-Gestängezug zu hemmen, wenn er sich unter seinem ordnet sind. Jede Klinke 151 hat die Form eines Eigengewicht nach abwärts bewegt. Aus dem Voran- Winkelhebels, der durch die Abwärtsbewegung von gehenden ergibt sich, daß die Wirkung der Umkeh- Kolben 154 betätigt wird, so daß das untere Ende der rung der Bewegungsrichtung des Motors M ohne Um- Klinken nach innen verschwenkt wird, und in V-förschaltung des Kontrollers darin besteht, daß die Rieh- 50 mige Einkerbungen im oberen Ende des Hohlgestänges tung der selbsterregten Nebenschlußwicklung 173 um- eintritt. Jeder Kolben 154 wird durch Druckluft begekehrt wird, ohne daß die Richtung der Hauptfeld- tätigt, die vom Mittelkern 155 der Kupplung 33 durch wicklung 172 oder der gesonderten Erregungsfeld- Ouerkanäle 156 und Bohrungen 157 in die Kammern wicklung 171 beeinflußt wird. Daher wird, obwohl 158, in welchen die Kolben 154 beweglich sind, geder Motor sich in der umgekehrten Drehrichtung 55 langt. Hieraus ergibt sich, daß die Klinken 151 selbstdreht, nämlich für abwärts anstatt für aufwärts, ein tätig in Eingriff mit dem Hohlgestänge gebracht Überschuß an Aufwärtszug des Motors aufrecht- werden und dieses gegen Linksdrehung verriegeln, erhalten, wobei der Betrag dieses Zuges für eine ge- wenn sich ein Luftdruck im Mittelkern 155 des Hohlgebene Einstellung des Kontrollers durch die Kenn- gestänges aufbaut. Federn 159 zwischen der Kupplung linie in Fig. 22 gezeigt ist. 60 29 und einem Bund 160 der Zapfen 153 belasten jede Die vorbeschriebene Regeleinrichtung für den Klinke 151 nicht nur in ihrer Drehrichtung, so daß Motor M ermöglicht eine elastische Regelung für den diese normalerweise in ihre Nichteingriffsstellung Gestängezug, die bei den üblichen Regeleinrichtungen zurückkehren und dadurch die Kolben 154 zur Rücknicht möglich ist. Daher kann, wenn in einem verhält- führung in ihre Innenstellung in den Kammern 158 nismäßig harten Gestein gearbeitet wird, wobei ein 65 belasten, wenn der Luftdruck herabgesetzt wird, sehr geringer Abwärtszug am Gestängezug erforder- sondern wirken auch in Querrichtung, um den Hch ist, der Kontroller 174 in die Stellung » — 1« ge- Eingriff zwischen der Seitenfläche der Klinken 151 bracht werden, wobei der Abwärtszug am Gestänge- und dar entsprechenden Fläche 161 der Einkerzug gerade ausreicht, die gewünschte Bohrgeschwin- bungen am oberen Ende des Hohlgestänges aufrechtdigkeit zu ergeben. Bei einem anderen Gestein ist der 70 zuerhalten.

Claims (10)

Der zweite in Fig. 15 und 16 gezeigte Schlüsselsatz ist unterhalb der oberen Abdeckung des Unterbaues 11 angeordnet und besteht aus hakenförmigen Klinken 162, die auf dem Unterbau 11 um senkrechte Zapfen 163 für den Eingriff mit Einkerbungen 164 am oberen Ende des unteren Hohlgestängeabschnittes nach innen verschwenkbar gelagert sind. Diese Klinken 162 werden durch doppeltwirkende hydraulische Motoren 165 betätigt. Für die Herstellung einer Verbindung im Gestängezug wird das Geräthandhabungsaggregat in der folgenden Weise betätigt:

1. Wenn sich das obere Ende des Hohlgestänges am oberen Ende des Gestängezuges annähernd in gleicher Höhenlage mit der Tragfläche des Unterbaues (Fig. 15) befindet, werden die Gerätschlüsselklinken 162 in Eingriff gebracht und der Drehantrieb umgekehrt, bis die Drehantriebskupplung 29 vom Hohlgestänge abgeschaltet ist, welch letzteres an den Gerätschlüsselklinken 162 aufgehängt bleibt.

2. Hierauf wird das Drehantriebsaggregat ausreichend weit am Bohrgerät nach oben gehoben, um die nächste Länge des einzusetzenden Hohlgestänges freizugeben.

3. Die Gerätgestell-Lagerarme 105 und 106 verschwenken das Gerätgestell unter das Drehantriebsaggregat, zentrieren ein gewähltes Hohlgestänge auf dem Gestell über dem Bohrloch und unmittelbar unter dem Drehantriebsaggregat.

4. Mit Hilfe des senkrecht beweglichen Mechanismus wird das Drehantriebsaggregat ganz nach unten zum oberen Ende des ausgewählten Hohlgestänges bewegt und die Drehantriebskupplung 33 an der Verbindungsstelle auf das obere Ende des Hohlgestänges aufgeschraubt.

5. Hierauf wird das Drehantriebsaggregat um einen geringen Betrag angehoben und im Uhrzeigersinn (Fig. 14) gedreht, um das Hohlgestänge aus seinem unteren Sockel 109 herauszuheben. Beim Herausheben des Hohlgestänges aus seinem Sockel betätigt ein Auslösemechanismus 111 im Sockel unterhalb des Hohlgestänges den Bügel 114 in der Fingerplatte 103, um das obere Ende des Hohlgestänges freizugeben.

6. Hierauf wird das Gerätgestell 101 zurückgeführt, so daß das Hohlgestänge frei vom Gestell im Drehantriebsaggregat hängt.

7. Das Drehantriebsaggregat wird sodann nach unten bewegt und das untere Verbindungsende des Hohlgestänges auf das obere Ende des Gestängezuges im Bohrloch durch Drehen des Drehantriebsaggregates aufgeschraubt.

8. Wenn die Gerätschlüss.elklinken 162 dann durch die Motoren 165 zurückgezogen werden, kann das Bohren beginnen.

Nach Herstellung des Bohrloches werden das Hohlgestänge und die Bohrgeräte aus dem Bohrloch hochgezogen, auseinandergenommen und im Gerätgestcll gelagert, wobei wie folgt verfahren wird:

1. Das Drehantriebsaggregat wird so weit hochgezogen, bis eine volle Länge eines Hohlgestänges über der Tragfläche des Unterbaues 11 frei liegt.

2. Hierauf werden die Gerätsohlüsselklinken 162 in Eingriff gebracht.

3. Sodann wird die untere Verbindung des frei liegenden Hohlgestänges durch eine umgekehrte Drehung des Drehtisches gelöst. Hierbei ist zu erwähnen, daß die untere Verbindung des Hohlgestänges selbsttätig vor der oberen Verbindung gelöst wird, wenn sich die Drehrichtung des Drehtisches umgekehrt, da der Reibungswiderstand am unteren Ende des Hohlgestänges geringer ist als am oberen Ende, da das untere Ende des Hohlgestänges einen etwas kleineren Durchmesser hat als am oberen Ende und daher beim Lösen der Schraubverbindung ein geringerer Widerstand vorhanden ist.

4. Das freigelegte Hohlgestänge wird sodann angehoben, so daß sich dessen unteres Ende oberhalb des Sockels 109 des Gerätgestelles befindet.

5. Das Gerätgestell 101 wird dann so geschwenkt, daß das Hohlgestänge in einen leeren Sockel im Gerätgestell eingesetzt werden kann.

6. Anschließend wird das Hohlgestänge in den leeren Sockel eingesetzt, wodurch der Haken 111 nach unten gedrückt wird, was zur Folge hat, daß der Bügel 114 nach oben verschwenkt und das obere Ende des Hohlgestänges in der Fingerplatte 103 des Gerätgestelles verriegelt wird.

7. Eine entgegengesetzte Drehung des Drehantriebsaggregates ermöglicht, daß die Klinken 145 in die Einkerbungen 147 am unteren Ende des Hohlgestänges eintreten können, wodurch eine entgegengesetzte Drehung des Hohlgestänges verhindert wird.

8. Die obere Schraubverbindung zwischen der Drehantriebskupplung und dem oberen Ende des Hohlgestänges wird sodann durch eine entgegengesetzte Drehung des Drehantriebsaggregates gelöst.

9. Sodann wird das Drehantriebsaggregat angehoben, wobei das Hohlgestänge in seiner Lage im Gerätgestell bleibt.

10. Hierauf wird das Gerätgestell aus dem Weg des Drehantriebsaggregates zurückgezogen, daß anschließend zur Herstellung einer Verbindung mit dem nächsten freizulegenden Hohlgestänge abgesenkt werden kann.

Patentansprüche:

1. Rotary-Bohranlage, in deren von einem Unterbau getragenen Bohrgerüst ein heb- und senkbarer Rahmen geführt ist, auf welchem der Drehtisch mit seinem Antrieb angeordnet ist, wobei die Antriebsvorrichtung zum Heben und Senken des Rahmens mit dem Rahmen und dem Bohrgerüst verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung aus zwei voneinander unabhängigen Motoren besteht, von welchen der eine insbesondere zum langsamen Senken des Rahmens während des Bohrens bestimmte Motor (54) ein hohes Kraft-Drehzahl-Verhältnis und der andere, insbesondere zum schnellen Heben und Senken des Rahmens bestimmte Motor (43) ein niedriges Kraft-Drehzahl-Verhältnis aufweist.

2. Bohranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch schaltbare Kupplungen (53,59), die die beiden Motoren (43, 54) miteinander und mit dem Rahmen (30) für ihren wahlweisen Betrieb entweder unabhängig oder in Hintereinanderschaltung verbinden.

3. Bohranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Motor (43) ein Elektromotor mit Ward-Leonard-Schaltung ist, mit dem der Rahmen (30) außer dem Heben und Senken auch gehemmt werden kann, wobei die Hemmung auf die Absenkgeschwindigkeit des Bohrers abgestimmt ist.

4. Bohranlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Motor (54) ein einfach wirkender Durckmittelmotor ist.

5. Bohranlage nach einem der vorangehenden