DE2105871B2 - Manipulator fuer bohrgestaenge an erdbohrgeraeten - Google Patents

Description

30 Fig.6 eine Ausführungsform für ein Auffangbauteil,

Die Erfindung betrifft einen Manipulator für Fig.7 eine Draufsicht auf den Schlitten, die

Bohrgestänge an einem Erdbohrgerät, bei welchem Bohrkopfgruppe und den Antrieb,

die Bohrmaschine zwischen verspannbaren Ständern F i g. 8 eine Seitenansicht einer anderen Ausfüh-

gleitend geführt wird, bestehend aus einem an einem 35 rungsform des Bohrkopfes,

Ständer mittels Druckmittelgetrieben vertikal Fig.9 eine Draufsicht auf eine der Abfangkeilschwenkbar angeordneten Greiferann. platten.

Ein derartiger Manipulator ist aus der USA.-Pa- Fig. 10 eine Ansicht eines Teils der Bohrma-

tentschrift 3 460 638 bekannt. Dieser ist dabei so an- schine und beide Abfangkeilplatten,

geordnet, daß die Zuführung der Bohrgestänge bzw. 40 F i g. 11 eine Vorderansicht des Manipulators,

die Abführung von der Vorderseite des Bohrgerätes Fig. 12 eine Seitenansicht des Manipulators mit

erfolgt. einem Gestell für die Bohrrohre und

Insbesondere bei den Verhältnissen, die beim Fig. 13 das Bohrgerät in Stellung.
Schachtbohren auftreten, ist es notwendig, die Bohr- Die Bohrmaschine 10 (Fig. 1) ist über Grundgeräte und die dazugehörenden Vorrichtungen so 45 platten 11 und 12 verankert. Wenn die Maschine auszubilden, daß sie unter Tage bewegt werden kön- _zum Schachtbohren oder für andere Vorgänge in nen, ohne viel Platz zu beanspruchen. Dabei ist es einem unterirdischen Tunnel, Stollen oder anderen von besonderer Bedeutung, in welcher Weise die ein- Durchgang verwendet wird, so kann ein teleskopartizelnen Bohrrohrabschnitte im Bereich des Bohrgerä- g_er Gegendruckstempel 13 vorgesehen sein, um der tes gelagert werden und wie sie zu- bzw. abgeführt 50 Bohrmaschine 10 eine zusätzliche Stabilität zu geben werden, ohne sie zu beschädigen. und die darüberliegenden Erdschichten abzustützen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Der Gegendruckstempel erstreckt sich zur Decke und

einen Manipulator zu schaffen, der platzsparend an- wird an einem der Maschinenständer 8 oder 9 über

geordnet ist, eine einfache Aufgabe oder Abführung einen Klemmarm gehalten.

von Bohrgestängen ermöglicht und gleichzeitig eine 55 Das Ausfahren des Gegendruckstempels 13 ersichere und beschädigungsfreie Zuführung oder Ab- folgt durch den Hauptdruckzylinder 17, über einen führung der Gestänge zum Bohrgerät selbst erlaubt. an der Bohrsäule 16 angeordneten und mit dem Ge-

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da- gendruckstempel verbundenen Druckarm 15 durch, daß an dem Greiferarm eine zweite mittels (F i g. 2). Eine Klemmschale 14 dient nach dem Aus-Druckmittelgetrieben betätigbare Greiferarmvorrich- 60 fahren zum Halten des Stempels in der gewünschten tung gelenkig befestigt ist, die zur Bedienung des er- Stellung.

sten Greiferannes mit Bohrgestängeabschnitten in Innerhalb des Gegendruckstempels befindet sich

einer senkrecht auf der Schwenkebene des ersten eine Vorrichtung, um selbsttätig auf eine im Stempel

Greiferarmes stehenden vertikalen Ebene ver- 13 angeordnete Schraubspindel ein Drehmoment

schwenkbar ist. 65 auszuüben, so daß ein festes Stützglied gebildet wird,

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Ma- das jedem Bestreben zur Lockerung oder Vibration

nipulators ist es möglich, die Bohrgestänge an der widersteht.

Seite des Bohrgerätes anzuordnen, wodurch der Zu- Wie F i g. 3 zeigt, sind im Gegendruckstempel 13

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eine Feder 18 und eine Schraubspindel 19 unterge- In Fig.6 ist eine andere Ausführungsform für ein

bracht Diese bringen konstant eine Kraft auf, um so Auffangbauteil, das mit Einrichtungen zum selbsttä-

die Maschine zu stabilisieren u&d einen Ausgleich für tigen öffnen der sich überlappenden Lamellen verse-

irgendeine Reibwirkung oder ein Nachgeben in der hen ist, gezeigt Ein zwischen einer Strebe 51 und

Oberfläche der zu bohrenden Schicht zu schaffen. 5 einer Trommel 49 eingesetzter Hydraulik- oder

Eine zylindrische Abdeckung 20 wird passend aui Druckluftzylinder 50 liefert dabei die für die Bewe-

das obere Ende des Gegendruckstempels 13 gesetzt, gung _der Trommel 49 erforderliche Kraft. Mit der

um die inneren Teile vor Verschmutzung zu schüt- Oberkante der Trommel 49 sind Rollen 52 verbun-

zen. Die Schraubspindel 19 ist an der Abdeckung 20 _denj dj_e die Reibung zwischen der Trommel und den

über ein Drehteil 21 befestigt, so daß sie sich drehen ₁₀ Lam_eu_en 43 bei der Aufwärtsbewegung vermindern,

kann, während die Abdeckung ortsfest bleibt Ein _{Ein System xam Erfassen} eines ankommenden

mit Gewinde versehener Abschnitt 22 des Gegen- _Bohreiementes mit größerem Durchmesser zwecks

druckstempels 13 steht mit der Schraubspindel 19 in _{Betätigimg d}es Zylinders 50 kann ein Fühlelement

Eingriff, und bei Drehung der Schraubspindel wird ₅₃ J> £ ^ _{und einer RoUe sdn}. _Diese Ab-

fhe gesamte Stutzlange erweitert Im gezeigten Aus- ^bewegung ^ _{auf einen} Schalter 54 übertragen,

führungsbeisp.el 3St an dem der Schraubspindel 19 _der ^iU _{den Zyiinder 50} betätigt, der eine

gegenüberliegenden Ende der Feder 18 eine Klinken- _Avfwältshe^_egüQg ausführt, bis die Rollen 52 die

vorrichtung 23 angebracht so daß die Feder mit _sicfa ^^Κ _{hsmQlleQ 48} berühren. Die wei-

HiKe eines Schlüssels gespannt werden kann. Aufwärtsbewegung der Trommel 49 führt zu

D^e.^r Gegendruckstempel 13 bildet emen Trager _{ao einem Schwenken} der Lamellen 48 in eine offene

furemeFuhrung_Shulse24(F,g.4) ,fur einen Auf- _{Sldl SQ daß das ößere Teü} hindurchgehen

fangtnchter 25 und fur Auffangbauteile 26, 27. Jedes _kann ^_{35 Aurfangteil} f_{st über e}i_nen Arm 55 und

dieser Teile ist mit Klemmschellen oder -armen ver- _{eine Klemrnhaltenu}\_{g 56 mit} dem Gegendruckstem-

sehen, um sie am Gegendruckstempel befestigen zu , _{u verbunden}. Eine Rutwie 5* führt den Schutt

konnen. Die Klemmschellen sind einstellbar, so daß _{zu dnem Ab}i_adeplatz

die Lage der Teile 25 26 und 27 über die Länge des _{Die Stander8>} ^H _{9 (Fi 1} sind mit den} Grundplat-

Gegendruckstempels 13 durch Losen der schellen _{teQ u u über Drehge}f_enke 59, _{M schw}e_nkbar ver-

verandert werden kann. bunden. Stützen 61, 62 erstrecken sich zwischen den

Die beiden Fuhrungshulsenhalften sind durch Grundplatten 11, 12 und den Ständern 8, 9. Es ist

Ernste elemente 32 33 am Platz gehalten. Durch die _{30 kl} /_{aß die La der austauschbaren} Stützen 61,

Einstellbarkeit der Elemente 32, 33 kann die Hülse _{62 den Winkd} ,^immt, den die Ständer zur Waage-

29 entfernt und es konnen andere gleichwertige Teile _{rechten einne}hmen und der der Bohrwinkel ist.

an deren Stelle gesetzt werden. Dies ermöglicht den _{Ein SchUtten 63 &}^ _{dnen Bohrkopf 64 und} ein

Ersatz vor verschlissenen oder beschädigten Hülsen _Antriebsgehäuse 65. Der Hauptdruckzylinder 17 lie-

und eine Veränderung im Durchmesser der Öffnung. _{fert die} f_{ür die Bewegung des} Schlittens entlang der

Wenn hier die Führungsnut 24 als am Gegendruck- _{Stander erforderlich}e Kraft; er kann als doppelt wir-

stempel befestigt gezeigt ist, so ist doch klar daß sie _kender Hydraulikzylinder ausgebildet sein, der wäh-

auch an den Standern oder an der oberen Abfang- _{rend des Betriebes der} Bohrmaschine in jeder von

keilplatte befestigt sein kann. _{xmi Rich}tungen arbeiten kann, wobei der Hauptteil

Ein Auffangtnchter 25 dient dazu, einen Teil der _{40 des Druckzy}iinders 17 an dem Schlitten 63 befestigt

Ruckstande beim über Kopf bohren abzulenken. _{ist> während der Kolben 66} ^_{1 eineni} Querrahmen

Ganz allgemein ist er für die größeren Stucke vorge- _{67 ver}bunden ist, der sich zwischen den Ständern 8,

sehen. Unterhalb des Auffangtrichters 25 sind für 9 erstreckt und mit diesen fest verbunden ist

den restlichen Abfall em erstes Auffangbauteil 26 _{Das AntriebsgehaU}se 65 ist an der Bohrkopf-Bau-

und ein zweites Auffangbauteil 27 angeordnet. Der _{45 64 über zwd} Zapfenverbindungen 68, 69 be-

Auffangtnchter und die Auffangbauteile müssen ver- _{festigt und dne} Übertragungseinheit verbindet die

stellbar sein, um die verschiedenen Elemente des Bohrkopf-Baugruppe 64 mit dem Antriebsgthäuse

Bohrstranges mit größerem Durchmesser als das ₆₅

Bohrrohr handhaben zu können. Bei der in F i g. 8 gezeigten Ausführungsform hat

Der Auffangtnchter 25 (Fig.5) hat einen an bei- _{50 die} ßohrkopf-Baugruppe zum Halten des Bohrrohres

den Enden offenen, zyhndnschen Hauptkorper 35 _{dn Futter an jedem Ende s0 daß für dn Bohren}

und wird durch eine Schelle 36 und einen Arm 37 _{nach oben oder nach unten dne Umkehrung der}

am Gegendruckstempel 13 gehalten. Zwei symmetn- Bohrkopf-Baugruppe nicht notwendig ist. An der

sehe Ablenkteile 38, 39 sind über Stifte 40, 41 Oberseite der Bohrkopf-Baugruppe ist ein Spannfut-

schwenkbar mit dem Hauptkörper 35 verbunden. .... _{ter 70 zum} überkopfbohren, an der Unterseite ein

Eine am Hauptkorper 35 angebrachte Platte 42 dient _zwdtes Spannfutter 71 zum Bohren nach unten an-

als zusätzlicher Träger für die Ablenkteile 38, 39 und geordnet Die anderen Teile sind bei dieser Ausfüh-

ermöglicht es diesen, sich zu verschieben, um eine ningsform gleich denen, die vorher beschrieben wur-

Größenverstellung der mittigen öffnung vornehmen _den

zu konnen. Ein doppeltwirkender Druckluft- oder _{6o Wie F} j _g. 1 _zeigt, hat jeder Abschnitt des Bohr-

Hydraulikzylinder 43 regelt die Größe der mittigen _{rohres wen}i_gstens einen Satz von Abflachungen 72,

Öffnung. _dj_e beim Ansetzen oder Abnehmen eines Rohres an

Gummimuffen 44, 45 sind dazu vorgesehen, einen _{den oder V}om Bohrstrang benutzt werden konnen. bestimmten Grad an Anpassungsfähigkeit für die Während der Bohrvorgänge konnen sich die Verbin-Ablenkteile zu gewährleisten. Mit 46 ist eine Rutsche 65 dung zwischen den Abschnitten des Bohrrohres bezeichnet. außerordentlich festziehen, so daß ein großes Dreh-

Unterhalb des Auffangtrichters 25 ist ein Auf- moment nötig ist, um die Verbindung zu lösen. Dies

fangsystem 47 mit Lamellen 48 (F i g. 1) angeordnet. wird mittels eines Abfangkeils 73 (F i g. 9) bewerk-

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stelligt, der auf einem zwischen den Ständern 8, 9 dem Bohrstrang sowie dem Bohrkopf zu bringen,

sich erstreckenden Querrahmen angeordnet ist. Eine Durch Bewegen des Schlittens 63 wird der Bohrkopf

Bewegung des Abfangkeils 73 kann durch einen dop- 64 mit dem Bohrgestängeabschnitt 94 zur Anlage ge-

peltwirkenden Hydraulikzylinder 74 hervorgerufen bracht und eine Drehung des Antriebes des Kopfes

werden. 5 64 erzeugt einen Eingriff des Gewindes des Drehkop-

Gemäß Fig. 10 ist die Bohrmaschinen mit einem fes 64 mit dem entsprechenden Gewinde am Bohrge-

Paar von Abfangkeilplatten 75, 76 ausgerüstet, um stängeabschnitt. Eine weitere Drehung des Drehkop-

ein Bohren sowohl nach oben wie nach unten zu er- fes führt einen Eingriff der Gewinde am Bohrgestän-

möglichen, wobei diese am Querrahmen 77 bzw. 78 geabschnitt und am Bohrstrang herbei. Der vorste-

befestigt sind. Beide Abfangkeilplatten haben einen io hend beschriebene Vorgang wird einfach umgekehrt.

Hydraulik- oder Druckluftzylinder 74 zur Bewegung wenn die Bohrgestängeabschnitte vom Bohrstrang

des Abfangkeils 73. entfernt werden sollen.

Der Anbau oder Abbau von Bohrgestängeab- Um zu gewährleisten, daß die Klemmbacken 87,

schnitten wird durch den erfindungsgemäßen Mani- 89 fest mit dem Bohrgestängeabschnitt, wenn dieser

pulator 79 bewerkstelligt werden. Dieser kann das 15 bewegt wird, verbunden sind, ist eine ausfallsichere

Bohrgestänge anheben, in Stellung und in die richtige Vorrichtung vorgesehen. Diese wird am besten klar.

Lage zum Bohrkopf 64 bringen. Bei Umkehrung des wenn man das gesamte Hydraulik- oder Druckluftsy-

Vorganges greift der Manipulator 79 das Bohrrohr, stern betrachtet. In der Leitung zu den mit den

hebt und entfernt es zu einer Lagerstelle. Ein Greifer- Klemmbacken verbundenen Zylindern 91, 92 ist ein

arm80 (Fig. 11 und 12) ist an dem einen Ständer8 »0 Rückschlagventil angeordnet. Flüssigkeit aus diesen

schwenkbar über ein Gelenk 81 befestigt. Zwischen Zylindern kann nur durch ein Steuerventil in eine

dem Greiferarm 80 und dem Ständer 8 ist ein Hy- Leitung entleert werden, die das Rückschlagventil

draulikzylinder 82 geschaltet der die Kraft zur Be- umgeht. Das Steuerventil wird vom Steuerpult aus

wegung des Hauptarmes 80 liefert. Ein Zwischenarm betätigt, wenn die Greifer gelöst werden sollen. Hier-

83 mit einem Paar paralleler Greif erarme 84, 85 ist »5 durch ist sichergestellt, daß der Bohrgestängeab-

am Greiferarm 80 schwenkbar befestigt. Über einen schnitt während seiner Handhabung nicht abfallen

doppeltwirkenden Zylinder 86 wird der Zwischen- kann.

arm 83 bewegt. An jedem der Arme 84, 85 sind Das Flüssigkeitssystem enthält in den Leitungen Klemmbacken 87, 88, 89 und 90 angebracht, und zu den Zylindern 82 und 86 auch Vordrosseln. Hierdoppeltwirkende Hydraulikzylinder 91, 92 bewegen 30 durch wird die Geschwindigkeit der Greiferarme 80. die Klemmbacken 87 und 89. Es ist klar, daß auch 84 und 85 begrenzt, was sicherstellt daß der Bohrgehier andere Greifvorrichtungen verwendet werden stängeabschnitt nicht in seine Stellung hineinschlägt können, z.B. solche, die elektromagnetisch arbeiten. Der Manipulator 79 bildet ein einfaches, jedoch

Die Bohrgestängeabschnitte 94 (F hg. 12) liegen sicher sowie selbsttätig arbeitendes System zur Handauf einem Gestell 93. Bei waagerechter Lage des 35 habung der Bohrgestängeabschnitte und kann vor Greiferarmes 80 wird der Hydraulikzylinder 86 betä- einem einzigen Mann bedient werden. Es ist klar tigt und damit werden der Zwischenarm 83 sowie die daß das System betriebsfähig ist ohne Rücksicht au! Arme 84, 85 bewegt bis die Klemmbacken 88, 90 den Bohrwinkel sowie die Bohrrichtung und daß e; mit einem Bohrgestängeabschnitt 94 auf dem Gestell ein genaues Instellungbringen der Bohrrohre vor

93 in Berührung kommen. Hierauf werden die Hy- 40 einem nahe der Maschine gelegenen Gestell ermög draulikzylinder 91, 92 betätigt um die Klemmbacken licht.

87, 89 zu bewegen und am Bohrgestängcabschnitt 94 In Fig. 13 ist das Bohrgerät im Einsatz mi

festzulegen. Dann kann der Hydraulikzylinder 82 einem Räumbohrer 95 einer Hauptantriebseinheit 9<

eingeschaltet werden, um den Bohrgestängeabschnitt auf einer beweglichen Vorrichtung 97 und Hydrau

94 zu schwenken und in eine fluchtende Lage mit 45 lik- oder Dmckluftschläuchen 98 dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. gang zu dem Geiäf verbessert und gleichzeitig ein

   Patentansprüche: Vergrößertet te&m™ SfSj*³⁰⁶⁰. **f ^Die «nzel.

   ^F ήβη Gestängeabschmtte können in emem Gestell

   lator für Bohrgestänge an einem nahe dem Bohrgerät gelagert werden und werden ErdboSgeräTS^ wlcSTdie Bohrmaschine ä automatisch von dem Manipulator aufgenommen, zwischen veispannbaren Ständern gleitend ge- Zusätzliche Einrichtungen zum Auflegen der Abführt wird, bestehend aus einem an einem Stan- schnitte auf den Manipulator werden auf diese Weise der mittels Druckmittelgetrieben vertikal ver- nicht mehr benötigt, so daß auch auf diese Weise ein schwenkbar angeordneten Greiferarm, da- erheblicher Platzgewinn ermöglicht wurde,
   durch gekennzeichnet, daß an dem io Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Greiferarm (80) eine zweite mittels Druckmittel- zweite Greiferannvorrichtung zwei parallel zueinangetrieben (86, 91) betärfebare Greifer&nvorrich- der verlaufende Greiferarme auf, wobei die an den rung (79) gelenkig befestigt ist, die zur Bedienung Greiferarmen angeordneten Greifer jeweüs aus einer des ersten Greiferarmes (80) mit Bohrgestänge- ortsfesten Klemmbacke und einer mittels eines abschnitten (94) in einer senkrecht auf der 15 Druckmittelgetriebes gegen die feste Klemmbacke Schwenkebene des ersten Greiferarmes (80) ste- verschwenkbaren Klemmbacke bestehen können,
   henden vertikalen Ebene verschwenkbar isL Im folgenden wird die Erfindung an Hand des in
2. 2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch ge- den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles kennzeichnet, daß die zweite Greiferarmvorrich- näher erläutert. Es zeigt

   tung (79) zwei parallel zueinander verlaufende 20 F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Bohrge- ■>

   Greiferarme (84,85) aufweist rätes mit dem Manipulator,
3. 3. Manipulator nach Anspruch 2, dadurch ge- F i g. 2 einen Druckarm zum Insteilungbringen kennzeichnet, daß die an den Greiferarmen (84, eines Gegendruckstempels, i 85) angeordneten Greifer jeweils aus einer ortsfe- F i g. 3 den Gegendruckstempel mit einer Feder

   sten Klemmbacke (88 bzw. 90) und einer mittels as und Schraubspindel,

   eines Druckmittelgetriebes (91) gegen die feste Fig. 4 eine Führungshülse, die an dem Gegen -

   Klemmbacke verschwenkbaren Klemmbacke (87 druckstempel angebracht werden kann,

   bzw. 89) bestehen. Fig.5 eine Darstellung eines Auffangtrichters,

   der zum Abführen von Bohrrückständen dient,