DE19817144C1 - Lösbare Verbindung für das mehrteilige Bohrgestänge eines als hydraulische Schlagdrehbohrvorrichtung ausgebildeten Bohrantriebs - Google Patents
Lösbare Verbindung für das mehrteilige Bohrgestänge eines als hydraulische Schlagdrehbohrvorrichtung ausgebildeten BohrantriebsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine lösbare Verbindung für das aus mehreren
Abschnitten gebildete Bohrgestänge eines als hydraulische
Schlagdrehbohrvorrichtung ausgebildeten Bohrantriebs, wobei die
- lösbare - Verbindung des ersten Abschnitts des Bohrgestänges mit
dem Abgang des Bohrantriebs (Drehwerk oder Bohrhammer) der
Schlagdrehbohrvorrichtung und die - lösbare - Verbindung der
einzelnen Abschnitte des Bohrgestänges untereinander mittels
Schraubverbindungen erfolgt und wobei der Abgang des Bohrantriebs
mit einer mechanischen Kupplung für die Sicherung der
Schraubverbindung versehen ist.
Hydraulisch betriebene Schlagdrehbohrvorrichtungen der
vorgenannten Art finden Verwendung beim Bohren in Gestein und in
Erdboden. Hierbei sind für die Erstellung der Bohrung mit Bohrlängen
bis über 100 m und bei einer Länge der Bohrgestänge von 1 m bis 5 m
viele Wechselvorgänge notwendig. Es ergibt sich dadurch eine sehr
hohe Belastung des Abgangs des Bohrantriebs und des
Bohrgestänges. Der Abgang des Bohrantriebs ist daher aus
Verschleiß-, Kombinierbarkeits- und Haltbarkeitsgründen mit
Verschleiß-, Übergangs- oder Verbindungsstücken versehen.
Die DE-AS 11 67 288 beschreibt eine Lösungsvorrichtung für das
Bohrgestänge von Großlochbohrmaschinen mit einem
Verbindungsnippel, der mit dem Bohrgestänge durch ein Kegelgewinde
verschraubt ist. Zwischen dem Verbindungsnippel und dem
Bohrgestänge ist ein Gewindering vorgesehen, an dessen Stirnfläche
sich die Stirnfläche des Bohrgestänges in zusammengebautem
Zustand abstützt.
Der Gewindering weist ein steilgängiges Gewinde auf, das mit einem
entsprechenden Gewinde des Verbindungsnippels zusammenwirkt,
wobei letzteres in einen sich an das konische Gewinde anschließenden
zylindrischen Bereich des Verbindungsnippels eingearbeitet ist.
Die äußere Mantelfläche des Gewinderings weist Führungsnuten auf,
in die in zusammengebautem Zustand entsprechende Anschläge einer
Fixiermuffe eingreifen und gleichzeitig zur Herstellung einer festen
Verbindung zwischen dem Bohrgestänge und dem Verbindungsnippel
mit an diesem angeordneten entsprechenden Nuten zusammenwirken.
Die in der Arbeitsstellung durch einen Spannring gesicherte Fixiermuffe
kann nach dessen Entfernung in Richtung auf den Verbindungsnippel
verschoben und bezüglich des steilgängigen Gewindes des
Gewinderings entsprechend gedreht werden, wonach das
Bohrgestänge vom Verbindungsnippel gelöst werden kann.
Die bekannte Lösungsvorrichtung dient dazu, das konische Gewinde
zwischen dem Verbindungsnippel und dem Bohrgestänge zu entlasten,
gleichzeitig aber ein unbeabsichtigtes Lösen zwischen Bohrgestänge
und Verbindungsnippel zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare Verbindung für
das aus mehreren Längsabschnitten gebildete Bohrgestänge eines als
hydraulische Schlagdrehbohrvorrichtung ausgebildeten Bohrantriebs
derart auszubilden, daß sich die Schraubverbindung am Abgang des
Bohrantriebs einerseits beim Wechsel der Bohrgestänge nicht lösen
kann, während sie sich andererseits für den Austausch und für etwaige
Reparaturen leicht lösen läßt.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einer lösbaren
Verbindung der eingangs erwähnten Art darin,
- - daß die mechanische Kupplung für die Sicherung der Schraubverbindung durch zwei einen Abschnitt des Abgangs des Bohrantriebs und den daran angrenzenden Abschnitt des Bohrgestänges umschließende Flansche - nämlich einen Abgang- Flansch und einen Bohrgestänge-Flansch - gebildet ist, die lösbar miteinander verbunden sind,
- - daß zwischen der Innenseite eines der beiden Flansche - Abgang- Flansch bzw. Bohrgestänge-Flansch - und dem von diesem umschlossenen Abschnitt des Abgangs bzw. dem von diesem umschlossenen Abschnitt des Bohrgestänges in Axialrichtung verlaufende Übertragungselemente vorgesehen sind und der andere Flansch - Bohrgestänge-Flansch bzw. Abgang-Flansch - an seiner Innenseite ein Gewinde aufweist, das zum Gewinde der Schraubverbindung gegenläufig ausgebildet ist,
- - daß der an die Schraubverbindungen angrenzende Abschnitt des Abgangs des Bohrantriebs bzw. der daran angrenzende Abschnitt des Bohrgestänges mit einem dem an dem Abgang-Flansch bzw. dem Bohrgestänge-Flansch vorgesehenen Gewinde entsprechenden Gewinde versehen ist.
Die beiden Flansche halten den Abgang des Bohrantriebs und den
daran angrenzenden Abschnitt des Bohrgestänges unter einer solchen
Vorspannung, daß die Schraubverbindung zwischen dem Abgang des
Bohrantriebs und dem daran angrenzenden Abschnitt des
Bohrgestänges keine Biegebeanspruchung erfährt. Für die Verbindung
der beiden Flansche miteinander können beispielsweise Schrauben
verwendet werden. Es kommen jedoch auch andere Verbindungsmittel
in Betracht.
Die gegenläufige Ausbildung der Gewinde an der Schraubverbindung
und an einem der Flansche ist beliebig, sie kann beispielsweise
dadurch bewirkt sein, daß das Gewinde der Schraubverbindung ein
Rechtsgewinde und das an dem Flansch vorgesehene Gewinde ein
Linksgewinde ist. Es kann aber auch das Gewinde der
Schraubverbindung als Linksgewinde und das an dem Flansch
vorgesehene Gewinde als Rechtsgewinde ausgebildet sein. Durch die
gegenläufige Ausbildung der Gewinde an der Schraubverbindung und
an einem der Flansche wird eine Lockerung der Schraubverbindung
ausgeschlossen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der lösbaren Verbindung wird
die gestellte Aufgabe mit einfachen Mitteln gelöst.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Steigung des Gewindes an der
Innenseite des Abgang-Flansches bzw. des Bohrgestänge-Flansches
mindestens so groß wie die Steigung des Gewindes der
Schraubverbindung. Die erstgenannte Steigung ist zweckmäßigerweise
um ein Mehrfaches größer als die letztgenannte Steigung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Steigung des Gewindes
an der Innenseite des Abgang-Flansches bzw. des Bohrgestänge-
Flansches mindestens doppelt so groß - vorzugsweise etwa viermal so
groß - wie die Steigung des Gewindes der Schraubverbindung. Durch
die unterschiedlichen Steigungen der Gewinde wird eine besonders
gute Verspannung zwischen Bohrgestänge und Bohrantrieb erreicht.
Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung sind die zwischen der
Innenseite eines der Flansche - Abgang-Flansch bzw. Bohrgestänge-
Flansch - und dem von diesem umschlossenen Abschnitt des Abgangs
bzw. dem daran angrenzenden Abschnitt des Bohrgestänges in
Axialrichtung verlaufenden Übertragungselemente durch eine
Vielkeilverzahnung gebildet. Die Vielkeilverzahnung ist von geradlinig
ausgerichteten Keilen gebildet und stellt eine Drehmomentverbindung
dar. Eine derartige Vielkeilverzahnung ist einfach und kostengünstig
herzustellen.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform des Gegenstandes der
Erfindung besteht darin, daß die Flansche - Abgang-Flansch und
Bohrgestänge-Flansch - durch in Axialrichtung verlaufende Stifte,
Hülsen o. dgl., beispielsweise Spannstifte oder Spannhülsen, zusätzlich
gesichert sind. Hierdurch wird die gegenseitige Lagensicherung der
beiden Flansche wesentlich verbessert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist
mindestens einer der Flansche - Abgang-Flansch bzw. Bohrgestänge-
Flansch - im Übergangsbereich zu dem jeweils benachbarten Flansch
an seiner Innenseite einen Freiraum auf. Hierdurch wird eine
Winkeleinstellung ermöglicht.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung, in der zwei
Ausführungsbeispiele für die Ausgestaltung des Abgangs des
Bohrantriebs einer hydraulisch betriebenen Schlagdrehbohrvorrichtung
und ein damit verbundenes Bohrgestänge in einer Seitenansicht,
teilweise im Längsschnitt, dargestellt sind, näher erläutert.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist der
Abgang 1 des Bohrantriebs an seinem vorderen Ende mit einem
Gewinde 2 versehen, auf das der Abschnitt 3 eines Bohrgestänges
aufgeschraubt ist. Die so gebildete Schraubverbindung 4 ist bei den
dargestellten Ausführungsbeispielen konisch ausgebildet, sie kann
aber auch zylindrisch ausgebildet sein. Der Abgang 1 des Bohrantriebs
und der daran angrenzende Abschnitt 3 des Bohrgestänges sind mit
einer mechanischen Kupplung für die Sicherung der
Schraubverbindung 4 versehen, die durch Flansche - einen Abgang-
Flansch 5 und einen Bohrgestänge-Flansch 6 - gebildet ist.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Abgang-
Flansch 5 an seiner Innenseite ein Gewinde 7 auf, und der
Bohrgestänge-Flansch 6 ist mit in Axialrichtung verlaufenden
Übertragungselementen 8 versehen. In diesem Falle ist der an die
Schraubverbindung 4 angrenzende Abschnitt 1' des Abgangs 1 des
Bohrantriebs mit einem dem Gewinde 7 entsprechenden Gewinde
versehen.
Die beiden Flansche - Abgang-Flansch 5 und Bohrgestänge-Flansch 6
- sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Schrauben 9
miteinander verbunden. Zusätzlich sind die beiden Flansche - Abgang-
Flansch 5 und Bohrgestänge-Flansch 6 - durch Spannstifte 10
gesichert. Im Übergangsbereich zu dem jeweils benachbarten Flansch
weisen die beiden Flansche - Abgang-Flansch 5 und Bohrgestänge-
Flansch 6 - an ihrer Innenseite einen Freiraum 11 auf.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abgang-
Flansch 5 mit in Axialrichtung verlaufenden Übertragungselementen 8
versehen und der Bohrgestänge-Flansch 6 weist an seiner Innenseite
ein Gewinde 7 auf. Entsprechend ist in diesem Falle der an die
Schraubverbindung 4 angrenzende Abschnitt 3 des Bohrgestänges mit
einem dem Gewinde 7 entsprechenden Gewinde versehen.
Für die Versorgung des Bohrgestänges mit Spülflüssigkeit können
Spülkästen 12 vorgesehen sein. Die Spülkästen 12 sind jedoch nicht in
jedem Falle erforderlich.
Claims (6)
1. Lösbare Verbindung für das aus mehreren Abschnitten gebildete
Bohrgestänge eines als hydraulische Schlagdrehbohrvorrichtung
ausgebildeten Bohrantriebs, wobei die - lösbare - Verbindung des
ersten Abschnitts des Bohrgestänges mit dem Abgang des
Bohrantriebs (Drehwerk oder Bohrhammer) der
Schlagdrehbohrvorrichtung und die - lösbare - Verbindung der
einzelnen Abschnitte des Bohrgestänges untereinander mittels
Schraubverbindungen erfolgt und wobei der Abgang des
Bohrantriebs mit einer mechanischen Kupplung für die Sicherung
der Schraubverbindung versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
- 1. 1.1 daß die mechanische Kupplung für die Sicherung der Schraubverbindung (4) durch zwei einen Abschnitt (1') des Abgangs (1) des Bohrantriebs und den daran angrenzenden Abschnitt (3) des Bohrgestänges umschließenden Flansche - nämlich einen Abgang-Flansch (5) und einen Bohrgestänge- Flanch (6) - gebildet ist, die lösbar miteinander verbunden sind;
- 2. 1.2 daß zwischen der Innenseite eines der beiden Flansche - Abgang-Flansch (5) bzw. Bohrgestänge-Flansch (6) - und dem von diesem umschlossenen Abschnitt (1') des Abgangs (1) bzw. dem von diesem umschlossenen Abschnitt (3) des Bohrgestänges in Axialrichtung verlaufende Übertragungselemente (8) vorgesehen sind und der andere Flansch - Bohrgestänge-Flansch (6) bzw. Abgang-Flansch (5) - an seiner Innenseite ein Gewinde (7) aufweist, das zum Gewinde der Schraubverbindung (4) gegenläufig ausgebildet ist;
- 3. 1.3 und daß der an die Schraubverbindung (4) angrenzende Abschnitt (1') des Abgangs (1) des Bohrantriebs bzw. der daran angrenzende Abschnitt (3) des Bohrgestänges mit einem dem an dem Abgang-Flansch (5) bzw. dem Bohrgestänge-Flansch (6) vorgesehenen Gewinde (7) entsprechenden Gewinde versehen ist.
2. Lösbare Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steigung des Gewindes (7) an der Innenseite des Abgang-
Flansches (5) bzw. des Bohrgestänge-Flansches (6) mindestens so
groß ist wie die Steigung des Gewindes der Schraubverbindung (4).
3. Lösbare Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steigung des Gewindes (7) an der Innenseite des Abgang-
Flansches (5) bzw. des Bohrgestänge-Flansches (6) mindestens
doppelt so groß - vorzugsweise etwa viermal so groß - ist wie die
Steigung des Gewindes der Schraubverbindung (4).
4. Lösbare Verbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die zwischen der Innenseite eines der
Flansche - Abgang-Flansch (5) bzw. Bohrgestänge-Flansch (6) - und
dem von diesem umschlossenen Abschnitt (1') des Abgangs (1) bzw.
dem daran angrenzenden Abschnitt (3) des Bohrgestänges in
Axialrichtung verlaufenden Übertragungselemente (8) durch eine
Vielkeilverzahnung gebildet sind.
5. Lösbare Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flansche - Abgang-Flansch (5) und
Bohrgestänge-Flansch (6) - durch in Axialrichtung verlaufende Stifte,
Hülsen o. dgl., beispielsweise Spannstifte (10) oder Spannhülsen,
zusätzlich gesichert sind.
6. Lösbare Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens einer der Flansche - Abgang-
Flansch (5) bzw. Bohrgestänge-Flansch (6) - im Übergangsbereich
zu dem jeweils benachbarten Flansch an seiner Innenseite einen
Freiraum (11) aufweist.
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