DE19645222A1 - Vorrichtung zum horizontalen Schlagbohren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schlagbohren, mit der sich insbesondere horizontale oder geneigte Erdbohrungen herstellen lassen. Derartige Vor­ richtungen bestehen im wesentlichen aus einem Bohrge­ stänge aus einzelnen, miteinander verbundenen Gestänge­ abschnitten mit einem Bohrkopf einerseits und einem Antrieb andererseits. Zum Richtungsbohren kann der Bohr­ kopf als Lenkkopf, beispielsweise mit einer Schrägfläche versehen sein. Der Drehantrieb für das Gestänge ist üblicherweise auf einer Lafette angeordnet, die ihrer­ seits mit einem Schubantrieb verbunden ist. Um ein Über­ lagerungsbohren zu ermöglichen, kann auf der Lafette auch ein ebenfalls mit dem Gestänge verbundenes Schlag­ werk angeordnet sein.

Eine Vorrichtung der vorerwähnten Art ist aus der deut­ schen Patentschrift 41 03 196 bekannt. Bei dieser Vor­ richtung sind der Drehantrieb und das Schlagwerk in Richtung der Gestängeachse hintereinander angeordnet. Der dadurch bedingte Raumbedarf spielt bei vielen Anwen­ dungsfällen keine entscheidende Rolle. Dies ist jedoch anders, wenn von einer Bau- bzw. Startgrube aus gebohrt werden soll. Bei Straßenunterquerungen ist die Start­ grube häufig auf die Breite des Bürgersteigs oder auch eines Vorgartens begrenzt. Bei derartig beengten Platz­ verhältnissen ist es häufig nicht möglich, Bohrgeräte mit herkömmlicher Anordnung des Drehantriebs und des Schlagwerks einzusetzen.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und eine kürzerbauende Bohrvor­ richtung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, den Drehantrieb und mindestens ein Schlagwerk nebeneinander anzuordnen. Auf diese Weise verringert sich die Baulänge des Gestängeantriebs um die Abmessung des - üblicher­ weise kürzerbauenden - Drehantriebs im wesentlichen auf die Länge des Schlagwerks. Das macht in der Praxis eine Verkürzung des Gestängeantriebs um etwa 50% aus.

Unter dem Begriff Schlagwerk sind im vorliegenden Zusam­ menhang auch Vibrationsvorrichtungen zu verstehen. Dem Schlagwerk kommt insbesondere bei einer Kurvenfahrt besondere Bedeutung zu, da der normale Schub wegen des erhöhten Bodenwiderstandes oft nicht ausreicht.

Vorzugsweise befindet sich beiderseits des in der Gestängeachse angeordneten Drehantriebs je ein Schlag­ werk. Die Schlagwerke können auf ein vor oder hinter dem Drehantrieb angeordnetes, mit dem Gestänge und/oder dem Drehantrieb verbundenes Joch wirken; sie können auch sternförmig um den Drehantrieb angeordnet sein.

Das Schlagwerk kann um die Welle des Drehantriebs ver­ schwenkbar angeordnet sein. Dies eröffnet die Möglich­ keit, das Schlagwerk - oder auch mehrere Schlagwerke - in die Position zu bringen, die von den Platzverhältnis­ sen her den Einsatz der Vorrichtung ermöglicht. So sind zwei in bezug auf die Achse des Drehantriebs einander gegenüberliegende Schlagwerke in einem niedrigen Raum in einer horizontalen Ebene, in einem schmalen Raum in einer vertikalen Ebene angeordnet.

Das Schlagwerk kann auch lösbar oder seitlich oder nach oben schwenkbar in der Schub-Lafette angeordnet sein, um den Platzbedarf fallweise, beispielsweise kurzfristig nach dem Ankuppeln eines neuen Rohrabschnitts zu verrin­ gern. Das Schlagwerk kann dann naturgemäß während einer kurzen Zeitspanne nicht eingesetzt werden, bis es wieder in seine Arbeitslage zurückgeschwenkt wird.

Des weiteren können auch das Schlagwerk und der Drehan­ trieb außerhalb der Gestängeachse, d. h. exzentrisch angeordnet sein, um möglichst viele Bauteile, die sonst in der Gestängeachse hintereinander angeordnet sind, nebeneinander anzuordnen. Schließlich läßt sich auch das Schlagwerk zentrisch und der Drehantrieb exzentrisch anordnen, um die Baulänge der Vorrichtung zu verringern.

Um ein Richtungsbohren zu ermöglichen und beispielsweise eine gekrümmte, um ein Bodenhindernis oder eine im Erd­ reich verlegte Leitung herumführende Erdbohrung zu schaffen, kann das Gestänge mit einem Lenkkopf, bei­ spielsweise einen Schrägflächen-Bohrkopf versehen sein, der beim Geradeausbohren rotiert, während er bei einer Kurvenfahrt stillsteht und die Bohrgestängespitze in Richtung der der Schrägfläche abgewandten Seite ablenkt.

Besonders geeignet für die erfindungsgemäße Vorrichtung sind hydraulische Schlagwerke, die sich durch einen niedrigen Energieverbrauch und eine geringe Lärmentwick­ lung auszeichnen.

Das Schlagwerk und/oder der Drehantrieb können auch axial verschiebbar in der Lafette angeordnet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Bohrvorrichtung mit Lafette in einer Sei­ tenansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen anderen Gestängean­ trieb,

Fig. 5 eine Stirnansicht des Gestängeantriebs der Fig. 4,

Fig. 6 die Stirnansicht eines Gestängeantriebs mit einer anderen Anordnung des Schlagwerks,

Fig. 7 einen Dreh- und Schlagantrieb mit zentrischem Schlagwerk und

Fig. 8 einen Dreh- und Schlagantrieb mit exzentrisch angeordnetem Drehantrieb.

Die Bohrvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem als Schlitten ausgebildeten Dreh- und Schlagantrieb 1 für ein Bohrgestänge 2, das mit einem nicht dargestell­ ten Schrägflächen-Bohrkopf versehen ist, wie ihn bei­ spielsweise die deutsche Patentschrift 39 11 467 hin­ sichtlich Konstruktion und Wirkungsweise in einer die vorliegende Beschreibung hinreichend deutlich ergänzen­ den Weise beschreibt.

Das Antriebsaggregat ist über nicht dargestellte Führun­ gen auf Schienen 3 einer Lafette 4 verfahrbar gelagert und über Ketten 5 und Kettenräder 6 mit einem Vor­ schubantrieb 7 verbunden.

Der Vorschubantrieb bewegt den Schlitten 1 in Vortriebs­ richtung bis zu einer linken Endstellung, in der die Gestängekupplung 9 gelöst wird. Anschließend fährt der Schlitten in seine rechte Endstellung zurück, um das Einfügen eines neuen Rohrabschnitts zwischen Gestänge 2 und Gestängekupplung 9 zu ermöglichen.

Der Gestängeantrieb 1 besteht im wesentlichen aus einem Drehantrieb 8 in Gestalt eines Motors, dessen Welle mit einer Gestängekupplung 9 verbunden ist. Beiderseits des Drehantriebs 8 ist je ein hydraulisches Schlagwerk 10, 11 angeordnet. Die nicht dargestellten Stößel der Schlag­ werke 10, 11 wirken auf ein V-förmiges Joch 12, das die beiden Schlagwerke miteinander verbindet und seinerseits mit dem Drehantrieb 8 verbunden ist. Der Drehantrieb 8 und die beiden Schlagwerke 10, 11 sind über Konsolen 13 auf einer gemeinsamen Grundplatte 14 gelagert, mit der sie eine Art Schlitten bilden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 befindet sich das die Schlagwerke 10,11 untereinander und mit dem Drehan­ trieb 8 verbindende Joch auf der dem Gestänge 2 abge­ wandten Seite des Drehantriebs 8. Das stumpfwinklig aus­ gebildete Joch 15 wirkt über einen Zapfen 16 und das Gehäuse des Drehantriebs 18 auf die Gestängekupplung 9 und damit direkt auf das Gestänge 2.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schlagwerke 10, 11 nicht nebeneinander, sondern über­ einander angeordnet. Ansonsten unterscheidet sich der Gestängeantrieb nicht wesentlich von den beiden zuvor beschriebenen Gestängeantrieben.

Die Erfindung erlaubt es auch, die Antriebsvarianten der Fig. 1 bis 3 und 4, 5 einerseits sowie der Fig. 6 ande­ rerseits in einem einzigen Aggregat zu vereinigen. Dazu brauchen die beiden Schlagwerke 10, 11 mit dem Joch 12, 15 lediglich um die Motorachse drehbar gelagert und der Schlitten so beschaffen zu sein, daß er ein Drehen der Baugruppe 10, 11, 12 bzw. 10, 11, 15 und gegebenenfalls auch des Drehantriebs 8 um die Achse des Drehantriebs 8 erlaubt. Auf diese Weise ist es möglich, ein und dassel­ be Gerät in schmalen Gruben und Räumen oder in niedrigen Räumen einzusetzen.

Das Schlagwerk kann auch in einem eigenen Rahmen ange­ ordnet sein, der entweder lösbar oder schwenkbar mit dem Schlitten verbunden ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Vorrichtung auf engstem Raum einzusetzen. Die Vor­ richtung kann dann nach dem Einfügen und Verbinden eines neuen Rohrabschnitts mit der Gestängekupplung 9 zunächst eine kurze Zeit ohne Schlagwerk oder mit aus der Hori­ zontalen weggeschwenkten Schlagwerk betrieben werden. Sobald sich dann der Schlitten soweit in Bohrrichtung bewegt hat, daß hinter dem Drehantrieb genügend Platz ist, wird das Schlagwerk in seine Arbeitslage gebracht. Bei dieser Variante der Erfindung bestimmt alleine die Länge des Drehantriebs die Mindestabmessung der Start­ grube, ohne daß es auf die Länge des Schlagwerks ankommt.

Des weiteren kann, wie in Fig. 7 schematisch darge­ stellt, ein Schlagwerk 17 auch zentrisch und ein Drehan­ trieb 18 exzentrisch angeordnet sein. Ein auf der Antriebswelle angeordnetes Zahnrad 19 kämmt dann mit einem Zahnrad 20, das mit der Gestängekupplung 9 dreh­ fest verbunden ist.

Schließlich kann ein Drehantrieb 21 - ebenso wie die Schlagwerke 10, 11 - auch exzentrisch angeordnet und über ein Zahnradgetriebe 22 mit der Gestängekupplung 9 ver­ bunden sein (Fig. 8). Im Raum hinter der Gestängekupp­ lung 9 verbleiben dann diejenigen Bauteile, die anson­ sten mit dem Drehantrieb im Bereich der Gestängeachse angeordnet sind, wie beispielsweise ein Anschluß 23 zum Zuführen von Bohrflüssigkeit. Außerdem ist hier dann ein Zapfen 16 angeordnet, der mit einem Joch 15 in Verbin­ dung steht.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum horizontalen oder geneigten Schlag-Bohren im Erdreich mit

• - einem Drehantrieb (8; 17; 21) für
• - ein Schlag-Bohr-Gestänge (2) und
• - mindestens einem neben dem Drehantrieb und/oder dem Gestänge angeordneten Schlagwerk (10, 11; 17).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Drehantriebs (8) je ein Schlag­ werk (10, 11) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlagwerke (10, 11) auf ein in Vortriebsrichtung vor dem Drehantrieb (8; 21) ange­ ordnetes Joch (12) wirken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schlagwerk (10, 11) auf ein in Vor­ triebsrichtung hinter dem Drehantrieb (8, 21) ange­ ordnetes Joch (15) wirkt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagwerk (10, 11) um die Achse des Drehantriebs (8) drehbar gelagert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (8) und das Schlagwerk (10, 11) auf mindestens einer Schub-Lafette (4) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagwerke (10, 11) lösbar oder verschwenkbar in der Schub-Lafette (4) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (21) und das Schlagwerk (10, 11) außerhalb der Gestängeachse angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagwerk (17) zentrisch und der Drehan­ trieb (18, 21) exzentrisch angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagwerk (8, 17, 21) und/oder der Drehantrieb axial verschiebbar angeord­ net sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlag-Bohr-Gestänge (2) mit einem Lenkkopf versehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein hydraulisches Schlagwerk (10, 11).